Czajkowska Agnieszka

Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Pracownia Teoretycznych Podstaw Chemii Analitycznej

Optoelektroniczny detektor turbidymetryczny do badań mikrobiologicznych

Agnieszka Czajkowska

Promotor: prof. dr hab. Robert Koncki
Opiekun: dr Kamil Strzelak

Określanie liczby mikroorganizmów odgrywa ważną rolę w wielu dziedzinach medycyny, analizie żywności, rolnictwie i analizie środowiska [1]. Większość dostępnych na rynku technik pomiarowych jest czasochłonna i wymaga wyspecjalizowanego personelu badawczego, a czasami także znaczących nakładów finansowych [2]. W toku badań do pracy magisterskiej skonstruowano i zoptymalizowano multikomutacyjny układ przepływowy MCFA (ang. MultiCommutated Flow Analysis) z detekcją turbidymetrczyną do oznaczania liczby bakterii. Badania wstępne przeprowadzano stosując odpowiednie wzorce McFarlanda. Optymalizację rozpoczęto od doboru pary diod elektroluminescencyjnych ustawionych naprzeciwko siebie, działających jako detektor typu PEDD (ang. Paired Emitter Detector Diode) [3]. Spośród 64 par LED wybrano tę, która charakteryzowała się największym zakresem liniowym oraz satysfakcjonującą czułością. Następnym krokiem było skonstruowanie i zoptymalizowanie układu przepływowego. Do zbudowania układu wykorzystano mikrosolenoidowe pompy i zawory oraz detektor przepływowy, w którym umieszczono wcześniej wybrane diody. Podczas optymalizacji sprawdzono parametry takie jak: długość drogi optycznej, natężenie prądu zasilającego diodę emiter, objętość pętli wstrzykowej, a także czas zatrzymania w pętli mieszającej. Zoptymalizowany system został wykorzystany do monitorowania wzrostu mikrobiologicznego czterech różnych szczepów bakterii (Escherichia coli S17, Listeria monocytogenes EGD, Salmonella enterica Typhimurium 2119 oraz Bacillus subtilis 168). Korzystając z modelu Gompertz’a [4] możliwe było wyznaczenie parametrów charakterystycznych dla danego szczepu bakterii. Najważniejszymi spośród nich jest tzw. czas opóźnienia oraz maksymalne tempo wzrostu przybliżające czas, w którym bakterie znajdują się w fazie stacjonarnej.

Literatura:
[1] X. Zhang et al., Biosens. Bioelectron. 126 (2019) 433.
[2] R. Hazan et al., BMC Microbiology 12 (2012) 259.
[3] K. Strzelak, R. Koncki, Anal. Chim. Acta 788 (2013) 68.
[4] M. H. Zwietering et al., Appl. Environ. Microbiol. 56 (1990) 1875–1881.