68
REDOX-POTEN REDOX-POTEN CIÁL CIÁL M M ÉRÉSEN ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER MÓDSZER Reichart Reichart Olivér Olivér Szakmár Szakmár Katalin Katalin

REDOX-POTEN CIÁL M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

  • Upload
    mliss

  • View
    35

  • Download
    4

Embed Size (px)

DESCRIPTION

REDOX-POTEN CIÁL M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER. Reichart Olivér Szakmár Katalin. Mikrobiológiai minőség-ellenőrzés problémái 1. Klasszikus (tenyésztéses) módszerek Hosszú inkubációs idő (1-4 nap ) A módszerek alkalmazhatósága, megbíz-hatósága és költsége tartományfüggő - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

REDOX-POTENREDOX-POTENCIÁLCIÁL M MÉRÉSEN ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI

MÓDSZERMÓDSZER

ReichartReichart Olivér Olivér

SzakmárSzakmár Katalin Katalin

Page 2: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Mikrobiológiai minőség-ellenőrzés Mikrobiológiai minőség-ellenőrzés problémái 1.problémái 1.

Klasszikus (tenyésztéses) módszerekKlasszikus (tenyésztéses) módszerek

Hosszú inkubációs időHosszú inkubációs idő (1-4 (1-4 napnap)) A módszerek alkalmazhatósága, megbíz-A módszerek alkalmazhatósága, megbíz-

hatósága és költsége tartományfüggőhatósága és költsége tartományfüggőNagy koncentrációknálNagy koncentrációknál::

Hígítás és Hígítás és telepszámlálás atelepszámlálás a30-300 cfu/ml30-300 cfu/ml tartományban tartományban

Alacsony koncentrációknál:Alacsony koncentrációknál:MPN mMPN módszeródszerMembrMembrán szűrésán szűrés

Page 3: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Mikrobiológiai minőség-ellenőrzés Mikrobiológiai minőség-ellenőrzés problémái 2.problémái 2.

Gyors mérési módszerek 1.Gyors mérési módszerek 1.(sejtszámlálás alapján)(sejtszámlálás alapján)

Direkt számlálásDirekt számlálás SzámlálókamraSzámlálókamra Flow cytometerFlow cytometer

Csak tiszta folyadékban alkalmazhatóCsak tiszta folyadékban alkalmazható

TurbiditásmérésTurbiditásmérésCsak tiszta folyadékban alkalmazhatóCsak tiszta folyadékban alkalmazható

Page 4: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Mikrobiológiai minőség-ellenőrzés Mikrobiológiai minőség-ellenőrzés problémái 2problémái 2

Gyors mérési módszerek 2.Gyors mérési módszerek 2.(Anyagcseretermék detektálása alapján)(Anyagcseretermék detektálása alapján)

ATP mérésATP mérésCsak 10Csak 1055 sejt felett alkalmazható sejt felett alkalmazható

Impedancia mérésen alapuló módszerekImpedancia mérésen alapuló módszerek MalthusMalthus RabitRabit BactracBactrac

Page 5: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Mikrobiológiai minőség-ellenőrzés Mikrobiológiai minőség-ellenőrzés problémái 3.problémái 3.

Impedimetriás gyors módszerekImpedimetriás gyors módszerek

Nagy pontosságú termosztát-igény miatt nagyon Nagy pontosságú termosztát-igény miatt nagyon drága berendezés.drága berendezés.

Speciális, kis vezetőképességű szubsztrátot Speciális, kis vezetőképességű szubsztrátot igényel.igényel.

Probléma a szelektív szubsztrátokkal.Probléma a szelektív szubsztrátokkal. A mérő cellák geometriája és térfogata adott.A mérő cellák geometriája és térfogata adott. Kis koncentrációknál megbízhatatlan.Kis koncentrációknál megbízhatatlan.

Page 6: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Redoxpotenciál mérésen alapuló Redoxpotenciál mérésen alapuló módszer elvi alapjaimódszer elvi alapjai

Kémiai reakció általános formában: Kémiai reakció általános formában:

a A + b B a A + b B c C + d D c C + d D

[C][C]cc [D] [D]dd Q = ------------ Q = ------------ [A][A]aa [B] [B]bb

Page 7: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Szabad energia és elektromos Szabad energia és elektromos munkamunka

GG = = GG° + ° + R TR T ln ln QQ

GG = - = - n Fn FEE. .

-n F-n F EE = - = - n Fn F EE° + ° + R TR T ln ln QQ

Page 8: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Elektromotoros erőElektromotoros erő

R TR T [C] [C]cc [D] [D]dd EE = = EE° - ------- ln --------- ° - ------- ln ---------

n Fn F [A] [A]aa [B] [B]bb

Page 9: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Biológiai rendszerekbenBiológiai rendszerekben

Energiaforrás a biológiai oxidáció, ami a Energiaforrás a biológiai oxidáció, ami a környezetben redukciót eredményezkörnyezetben redukciót eredményez..

A környezet redukciójának okai lehetnek:A környezet redukciójának okai lehetnek:Oxigén elfogyasztásaOxigén elfogyasztásaRedukált komponensek feldúsulásaRedukált komponensek feldúsulása

Tipikus oxidációs-redukciós reakciók biológiai Tipikus oxidációs-redukciós reakciók biológiai rendszerekbenrendszerekben::

[[Oxidant] + [HOxidant] + [H++] + n e] + n e-- [Reductant][Reductant]

Page 10: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Nernst egyenlet:Nernst egyenlet: RT [reductant]RT [reductant]

EEhh = E = E00 - ---- ln -------------------- ---- ln ------------------- nF [oxidant] [HnF [oxidant] [H++]]

RT [oxidant] [HRT [oxidant] [H++]]EEhh = E = E00 + + ----- ln ------------------------ ln -------------------

nF [reductant]nF [reductant]

EEhh :: a normál hidrogén elektródra vonatkoztatott a normál hidrogén elektródra vonatkoztatott

redoxpotenciálredoxpotenciál (V) (V)EE00 :: A rendszer normálA rendszer normál redox redoxpotenciáljapotenciálja (V) (V) R:R: Gáz-állandóGáz-állandó R = 8.314 J/mol KR = 8.314 J/mol K F:F: Faraday Faraday állandó állandó F = 9.648˙10F = 9.648˙1044 C/mol (J/V mol) C/mol (J/V mol)n:n: elektronok száma a redox-reakcióban elektronok száma a redox-reakcióban (n=1)(n=1)

Page 11: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Mikroba-szaporodás redox-görbéjeMikroba-szaporodás redox-görbéje

E. coli szaporodás 1/2 TSB-ben

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

0 60 120 180 240 300

t (min)

Eh

(m

V)

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

lgN

(N

=cf

u/m

l)

Eh mV lgN

Page 12: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Különböző baktériumok redox-görbéiKülönböző baktériumok redox-görbéi

Redox görbék TSB-ben

-400

-200

0

200

400

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00

t (h)

Eh (m

V)

steril Ps.aer. E.coli St. aur. Ent. faec. B.subt.

Page 13: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

A kezdeti sejtszám hatása a redox-görbéreA kezdeti sejtszám hatása a redox-görbére

E. coli in TSB

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

0 120 240 360 480 600 720 840 960

t (min)

Eh (

mV

)

Steril steril lgN=0,09 lgN=2,38

lgN=3,39 lgN=4,25 lgN=4,80

Page 14: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Detektációs kritériumokDetektációs kritériumok

Impedimetriás módszerekImpedimetriás módszerek RABIT: admittancia változás > 5 RABIT: admittancia változás > 5 S/6minS/6minBACTRAC: impedancia változás > 5%BACTRAC: impedancia változás > 5%

Redox-potenciál mérés:Redox-potenciál mérés:||E/E/ t t||>1mV/min>1mV/min

Detektációs idő (TTD):Detektációs idő (TTD):A detektációs kritérium eléréséhez A detektációs kritérium eléréséhez szükséges időszükséges idő

Page 15: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

A kezdeti sejtszám hatása a A kezdeti sejtszám hatása a detektációs időredetektációs időre

E. coli in TSB

0

1

2

3

4

5

6

2 3 4 5 6

lgNo (CFU/ml)

TT

D (

h)

Page 16: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Mérőcella redoxpotenciál méréshez Mérőcella redoxpotenciál méréshez 1.1.

Page 17: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Mérőcella redox-potenciál méréshez Mérőcella redox-potenciál méréshez 2.2.

Page 18: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Indirekt mérőcellaIndirekt mérőcella

Page 19: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Mérőcella hatása a redox-görbéreMérőcella hatása a redox-görbére

Enterococcus kémcső, mérőcella

0

100

200

300

400

500

600

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00

t (h)

Eh

(m

V)

Kémcsőben Mérőcellában

Page 20: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Enterococcus faecalis különböző Enterococcus faecalis különböző cellákban mérvecellákban mérve

Enteroc. faecalis 1/2 TSB-ben y = -1.0833x + 9.857

0

1

2

3

4

5

6

7

2 3 4 5 6 7 8

lgN (cfu/cella ml)

TT

D (

h)

üveg aerob üveg anaerob kémcső

Page 21: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

12 c12 csatornás mérő-rendszersatornás mérő-rendszer

VízfürdőMérőcellákAdatgyűjtőComputer MonitorSoftware for Windows

Page 22: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Termékben való közvetlen mérésTermékben való közvetlen mérés

Page 23: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Termékben való közvetlen mérésTermékben való közvetlen mérés

Page 24: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

16 csatornás mérési elrendezés16 csatornás mérési elrendezés

Page 25: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

32 csatornás mérési elrendezés32 csatornás mérési elrendezés

Page 26: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

2 csatornás mérési elrendezés2 csatornás mérési elrendezés

Page 27: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Mozaik elrendezésű képernyőMozaik elrendezésű képernyő

Page 28: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Csoportosított gráfokCsoportosított gráfok

Page 29: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Mérési eredmények megjelenítéseMérési eredmények megjelenítése

Page 30: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Mérési eredmények megjelenítéseMérési eredmények megjelenítése

Page 31: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Mérési módszer validálásaMérési módszer validálása

Page 32: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Teszt-mikrobák és táptalajokTeszt-mikrobák és táptalajok 11..

MicroorganismsMicroorganisms Redox Redox potentialpotential

Plate Plate ccountingounting

Escherichia coliEscherichia coli BBL, TSBBBL, TSB TSA, TergitolTSA, Tergitol

Enterobacter Enterobacter aerogenesaerogenes

BBL, TSBBBL, TSB TSA, TergitolTSA, Tergitol

Citrobacter freundiiCitrobacter freundii BBL, TSBBBL, TSB TSA, TergitolTSA, Tergitol

Klebsiella oxytocaKlebsiella oxytoca BBL, TSBBBL, TSB TSA, TergitolTSA, Tergitol

Acinetobacter lwoffiiAcinetobacter lwoffii BBL, TSBBBL, TSB TSA, TergitolTSA, Tergitol

Pantoea Pantoea agglomeransagglomerans

BBL, TSBBBL, TSB TSA, TergitolTSA, Tergitol

Page 33: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Teszt-mikrobák és táptalajokTeszt-mikrobák és táptalajok 2.2.

MicroorganismsMicroorganisms Redox Redox potentialpotential

Plate Plate ccountingounting

Pseudomonas Pseudomonas aeruginosaaeruginosa

Cetrimide, Cetrimide, TSBTSB

TSA, TSA, CetrimideCetrimide

Pseudomonas Pseudomonas fluorescensfluorescens

Cetrimide, Cetrimide, TSBTSB

TSA, TSA, CetrimideCetrimide

Enterococcus Enterococcus faecalisfaecalis

Azide, TSBAzide, TSB TSA, Slanetz-TSA, Slanetz-BartleyBartley

Total countTotal count TSBTSB TSATSA

Page 34: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

A módszer validációs jellemzői 1.A módszer validációs jellemzői 1.

SSzelektivitászelektivitás

A szelektív médium által adottA szelektív médium által adott..

LinearLinearitásitás

11-től-től 10 1077 cfu/cfu/mérőcellamérőcella. .

Page 35: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Enterococcus szelektív kimutatása azid levesbenEnterococcus szelektív kimutatása azid levesben

Enterobaktériumok, B. subtilis és Enterococcus faecalis azid levesben, kémcsőben

0

100

200

300

400

500

600

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00

t (h)

Eh

(m

V)

Page 36: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Pseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosa, , Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas fluorescens, E. coli E. coli ésés Enterococcus faecalis Enterococcus faecalis Cetrimid-levesbenCetrimid-levesben

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440

t (min)

Eh

(m

V)

Ps. aerug. Ps. fluoresc. E. coli Enterococcus

Page 37: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Enterococcus faecalisEnterococcus faecalis meghatározás linearitása meghatározás linearitása

Entroc. faecalis Azid y = -2.0214x + 18.192

R2 = 0.9983

0123456789

10

2 3 4 5 6 7 8

lgN (cfu/cella ml)

TT

D (

h)

Page 38: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Pseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosa meghatározás linearitásameghatározás linearitása

Pseudomonas aeruginosa in Cetrimide

y = -154,75x + 1440,6

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8

lgN

TT

D (

min

)

Page 39: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

E. coliE. coli linearitása lemezöntéssel és membránszűréssel linearitása lemezöntéssel és membránszűréssel

TTD (min)

y = -56,429x + 566,38

R2 = 0,9995

y = -64,951x + 625,54

R2 = 0,9593

0

100

200

300

400

500

600

700

0 1 2 3 4lg N (cfu/flask)

TT

D (

min

)

TTD (min)s TTD (min)m

Page 40: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Impedimetriás és redox-módszer Impedimetriás és redox-módszer összehasonlításaösszehasonlítása

E. coli

0

2

4

6

8

10

12

0 2 4 6 8 10

lgN (CFU/ml)

TT

D (

h)

Rabit Bactrac Malthus redox

Page 41: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

A módszer validációs jellemzői 2.A módszer validációs jellemzői 2.

ÉrzékenységÉrzékenység

Kimutatási határ (Detectation limit)Kimutatási határ (Detectation limit)

1 cell/test flask.1 cell/test flask.

Meghatározási határ (Meghatározási határ (Quantitation limitQuantitation limit))Elméleti meghatározási határElméleti meghatározási határ 10 10 sejtsejt/inoculum /inoculum (1 log (1 log egységegység), ), ami megegyezik a kapott ami megegyezik a kapott

kalibrációs görbékkel.kalibrációs görbékkel.

min13060Nlg

TTD

Page 42: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

A módszerek érzékenységeA módszerek érzékenysége

E. coli

0,81

1,21,41,61,8

Redox Bactrac Malthus Rabit

Methods

-T

TD

/lg

N

Page 43: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

A módszer validációs jellemzői 3.A módszer validációs jellemzői 3.

TartományTartományA kalibrációs görbék alpjánA kalibrációs görbék alpján 1 1--7 7 nagyságrendnagyságrend. . 10 sejt alatt a Poisson eloszlás okoz 10 sejt alatt a Poisson eloszlás okoz

problémátproblémát, 10, 1077 sejt felett a TTD túl rövid a sejt felett a TTD túl rövid a tranziens folyamatokhoz képest tranziens folyamatokhoz képest ((hőmérséklet-, hőmérséklet-,

redox-egyensúlyredox-egyensúly,, lag-periódus) lag-periódus)..

IsmételhetőségIsmételhetőségA kalibrációs görbékből számítvaA kalibrációs görbékből számítva::

SDSDlgN lgN = 0.092= 0.092

SDSDNN = 10 = 100.0920.092 = 1.24 = 24% = 1.24 = 24%

Page 44: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

A módszer validációs jellemzői 4.A módszer validációs jellemzői 4.

Zavartűrés (Zavartűrés (RobustnessRobustness))

Legfontosabb paraméter a hőmérséklet, amely két Legfontosabb paraméter a hőmérséklet, amely két módon befolyásolja az eredményeket:módon befolyásolja az eredményeket:

szaporodási sebesség hőmérséklet-függéseszaporodási sebesség hőmérséklet-függése redox-potenciál hőmérséklet-függéseredox-potenciál hőmérséklet-függése

A mikroba szaporodási optimumán mérve, a A mikroba szaporodási optimumán mérve, a szaporodási sebesség szaporodási sebesség ±0.5 °C interval±0.5 °C intervallumon belül lumon belül nem változiknem változik..A hőmérséklet-ingadozás redoxpotenciálra kifejtett A hőmérséklet-ingadozás redoxpotenciálra kifejtett hatása kísérleti eredményeink szerint hatása kísérleti eredményeink szerint elhanyagolhatóelhanyagolható..

Page 45: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Hőmérséklet hatása a redox-potenciálraHőmérséklet hatása a redox-potenciálra

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

25 30 35 40 45 50

T (°C)

Eh

(m

V)

phyz. Salt Azid BBL Z-broth RCM

Page 46: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

A hőmérséklet hatása a mérési A hőmérséklet hatása a mérési módszerekremódszerekre

ImpedimetriImpedimetriás módszerekás módszerek:: A mért impedancia erősen hőmérséklet-függőA mért impedancia erősen hőmérséklet-függő. . A detektációs kritériumokA detektációs kritériumok (5µS RABIT (5µS RABIT-nál, vagy-nál, vagy 5% 5%

növekedésnövekedés BACTRAC BACTRAC esetében esetében) ) már már 0.025°C 0.025°C hőmérséklet-változással elérhetőekhőmérséklet-változással elérhetőek (RABIT Manual). (RABIT Manual).

Ez az oka a szigorú hőmérséklet-szabályozási Ez az oka a szigorú hőmérséklet-szabályozási követelménynekkövetelménynek ( (T=±0.002°C).T=±0.002°C).

Redox-potenRedox-potenciál mérés:ciál mérés: A mért redox-potenciált döntően csak a mikroba-A mért redox-potenciált döntően csak a mikroba-

szaporodás határozza megszaporodás határozza meg.. A hőmérséklet-ingadozás hatása elhanyagolhatóA hőmérséklet-ingadozás hatása elhanyagolható..

Page 47: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Impedimetriás és redox mérési módszerek Impedimetriás és redox mérési módszerek hőmérséklet-érzékenységehőmérséklet-érzékenysége

Impedimetric Impedimetric methodmethod

Redox-Redox-potentialpotential

1°C változás hatása 1°C változás hatása

(Szubsztrát-függő)(Szubsztrát-függő)20-20020-200SS 0.4-1.4mV0.4-1.4mV

Hamis pozitív Hamis pozitív eredményt adó eredményt adó hőmérséklet-változáshőmérséklet-változás

0.004°C/min0.004°C/min 0.7-2.5 0.7-2.5 °C/min°C/min

Szokásos méréshez Szokásos méréshez tartozó kritikus tartozó kritikus hőfok-csúszáshőfok-csúszás

0.025°C/6min0.025°C/6min 7-25 7-25 °C/10min°C/10min

Page 48: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

A redox-módszer alkalmazásaA redox-módszer alkalmazása

1.1. Víz mikrobiológiai ellenőrzéseVíz mikrobiológiai ellenőrzése Össz-mikrobaszámÖssz-mikrobaszám Coliform, E. coliColiform, E. coli Pseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosa Enterococcus faecalisEnterococcus faecalis

2.2. Nyers tej mikrobiológiai minősítéseNyers tej mikrobiológiai minősítése Össz-mikrobaszámÖssz-mikrobaszám Enterobacteriaceae Enterobacteriaceae

3.3. Hús mikrobiológiai ellenőrzéseHús mikrobiológiai ellenőrzése Össz-mikrobaszámÖssz-mikrobaszám EnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae

4.4. Felületek mikrobiológiai ellenőrzéseFelületek mikrobiológiai ellenőrzése Össz-mikrobaszámÖssz-mikrobaszám EnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae

5.5. Penész- és élesztőgombák számának meghatározásaPenész- és élesztőgombák számának meghatározása

Page 49: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Víz mikrobiológiai vizsgálatokVíz mikrobiológiai vizsgálatokÖsszcsíraÖsszcsíra

Water in TSBy = -60,807x + 525,03

R2 = 0,9973

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 1 2 3 4 5 6 7 8

lgN/100ml

TT

D (

min

)

Page 50: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Víz mikrobiológiai vizsgálatokVíz mikrobiológiai vizsgálatokColiformokColiformok

Coliforms in BBL

y = -67,611x + 596,28

R2 = 0,9865

y = -81,034x + 773,78

R2 = 0,9941

y = -101,94x + 1020,2

R2 = 0,9958

y = -132,3x + 1190

R2 = 0,9621

y = -88,257x + 855,63

R2 = 0,9714

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4 5 6 7lgN

TT

D (

min

)

Citrobacter aerob Citrobacter anaerob Klebsiella anaerob Enterobacter aerob E. coli

Page 51: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Víz mikrobiológiai vizsgálatokVíz mikrobiológiai vizsgálatokPseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosa

Pseudomonas Cetrimid y = -153,21x + 1422,5R2 = 0,9882

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8

lgN/100ml

TT

D (

min

)

Page 52: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Víz mikrobiológiai vizsgálatokVíz mikrobiológiai vizsgálatokEnterococcus faecalisEnterococcus faecalis

Enterococcus AZIDy = -95,238x + 793,33

R2 = 0,9859

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 1 2 3 4 5 6 7 8

lgN/100ml

TT

D (

min

)

Page 53: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Ipari validálási eredmények 1.Ipari validálási eredmények 1.

72 72 palack vizsgálatapalack vizsgálata Coliform Coliform mikrobákramikrobákra

Laboratóriumi vizsgálati módszerLaboratóriumi vizsgálati módszer Membrán szűrés:Membrán szűrés: 3x250 ml 3x250 ml ásványvíz 1 szűrőlapraásványvíz 1 szűrőlapra. .

TenyésztésTenyésztés Tergitol agar Tergitol agaronon ((37 °C37 °C,, 48 h 48 h)). . 11 Petri Petri csészéncsészén 3 3 palack egyesített eredménye. Eredmény: palack egyesített eredménye. Eredmény: 48 óra.48 óra.

Redox-potenRedox-potenciálciál mérési módszermérési módszer MembrMembráánn szűrés: szűrés: 3x250 ml 3x250 ml ásványvíz 1 szűrőlapra.ásványvíz 1 szűrőlapra.

4 membr4 membrán behelyezveán behelyezve 1 1 mérőcellába,mérőcellába, BBL BBL levesbelevesbe. . MérésMérés: 37 °C. : 37 °C. 1 cella 12 palack egyesített eredményét 1 cella 12 palack egyesített eredményét tartalmazza. Eredmény: 12 óratartalmazza. Eredmény: 12 óra

KKontroontrolll:l: 1 ml 1 ml Citrobacter freundiiCitrobacter freundii s szzususzzpensio pensio (lgN = 3.66)(lgN = 3.66)

Page 54: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Ipari mérések eredménye 1Ipari mérések eredménye 1..

72 bottles in BBL

-300,0

-200,0

-100,0

0,0

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

0 200 400 600 800 1000 1200

t (min)

Eh

(m

V)

1.-12. 13.-24. 25.-36. 37.-48. 49.-60. 61.-72. Citrobacter

Page 55: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Ipari mérések eredménye 1.Ipari mérések eredménye 1.

Minták 1.-12. 13.-24. 25.-36. 37.-48. 49.-60. 61.-72.

Laboratory negative negative negative negative negative negative

Redox negative negative negative negative negative negative

72 palack vizsgálata coliform mikrobákra

Page 56: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Ipari validálási eredmények 2Ipari validálási eredmények 2..

6666 palack vizsgálatapalack vizsgálata Coliform Coliform mikrobákra mikrobákra

Laboratóriumi vizsgálati módszerLaboratóriumi vizsgálati módszer Membrán szűrés:Membrán szűrés: 3x250 ml 3x250 ml ásványvíz 1 szűrőlapraásványvíz 1 szűrőlapra. .

TenyésztésTenyésztés Tergitol agar Tergitol agaronon ((37 °C37 °C,, 48 h 48 h)). . 11 Petri Petri csészéncsészén 3 3 palack egyesített eredménye. Eredmény: 48 órapalack egyesített eredménye. Eredmény: 48 óra

Redox-potenRedox-potenciálciál mérési módszermérési módszer MembranMembran szűrés: szűrés: 3x250 ml 3x250 ml ásványvíz 1 szűrőlapra.ásványvíz 1 szűrőlapra.

33 membran membran behelyezve behelyezve 1 1 mérőcellába,mérőcellába, BBL BBL levesbelevesbe. . MérésMérés: 37 °C. : 37 °C. 1 cella 9 palack egyesített eredményét 1 cella 9 palack egyesített eredményét tartalmazza. Eredmény: 12 óra.tartalmazza. Eredmény: 12 óra.

KKontroontrolll:l: 1 ml 1 ml Citrobacter freundiiCitrobacter freundii s szzususzzpenpenziózió(lgN(lgN == 6 6.66).66)

Page 57: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Ipari mérések eredménye 2.Ipari mérések eredménye 2.

66 bottles

-400,0

-300,0

-200,0

-100,0

0,0

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

0 200 400 600 800 1000 1200

t (min)

Eh

(m

V)

1.-9. 10.-18. 19.-27. 28.-36. 37.-45. 46.-54. 55.-63.64.-66. Water1 Water2 E.coli (+) Negative

Page 58: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Ipari mérések eredménye 2.Ipari mérések eredménye 2.

Minták 1.-66. Bottles Water sample 1. Water sample 2.

Laboratory results negative negative negative

Redox method negative negative negative

66 palack vizsgálata coliform mikrobákra

Page 59: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Nyers tej össz-mikroba számaNyers tej össz-mikroba száma

Nyerstej 0,1/100ml y = -1.3345x + 12.981

R2 = 0.9634

0

2

4

6

8

10

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00

lgN (cfu/test cell)

TT

D (

h)

Page 60: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Enterobaktériumok tejbenEnterobaktériumok tejben

Enterobacteriaceae in EE broth y = -0.935x + 8.2116

R2 = 0.9924

012

3456

789

0 1 2 3 4 5 6 7lg cfu/ test cell

TT

D (

h)

E. coli Enterobacter cloacae Citrobacter freundii

Salmonella abony Klebsiella oxytoca

Page 61: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Nyers hús össz-mikroba számaNyers hús össz-mikroba száma

Meat in TSBy = -2.6833x + 20.498

R2 = 0.9633

y = -3.15x + 19.456

R2 = 0.965

y = -2.3979x + 18.226

R2 = 0.9302

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

0 1 2 3 4 5 6 7lgN (cfu/test cell)

TTD

(h)

Chicken Pork Beef

Page 62: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Enterobacteriaceae húsbanEnterobacteriaceae húsban

Meat in EE broth y = -0.92x + 12.653

R2 = 0.9975

10.50

11.00

11.50

12.00

12.50

13.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

lgN (cfu/test cell)

TT

D (

h)

Page 63: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Felületi tamponos vizsgálatokFelületi tamponos vizsgálatok

E.coli, tampon y = -1.0860x + 8.8565

R2 = 0.9900

01

23

45

67

89

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

lgN/Petri

TT

D(h

)

Page 64: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Redox-potenciál változás gombák Redox-potenciál változás gombák szaporodása soránszaporodása során (indirekt mérés) (indirekt mérés)

Saccharomyces cerevisiae

200

250

300

350

400

450

500

550

600

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00

t (h)

Eh

(m

V)

ch1 ch2 ch3 ch4 ch5 ch6

Page 65: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Saccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiae kalibrációs kalibrációs görbegörbe

Saccharomyces cerevisiae y = -6.9146x + 39.37

R2 = 0.996

05

1015202530354045

0 1 2 3 4 5

lgN (cfu/test cell)

TT

D (

h)

Page 66: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

Aspergillus nigerAspergillus niger kalibrációs görbe kalibrációs görbe

Aspergillus niger y = -6.1936x + 55.984

R2 = 0.9858

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5

lgN (cfu/test cell)

TTD

(h)

Page 67: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

A redox mérési módszer előnyei 1.A redox mérési módszer előnyei 1.

Egyszerű mérési technikaEgyszerű mérési technika.. Nem igényel szigorú hőmérséklet-szabályozástNem igényel szigorú hőmérséklet-szabályozást.. Gyors módszer, különösen nagy mikroba-számú Gyors módszer, különösen nagy mikroba-számú

fertőzések esetébenfertőzések esetében.. Bármely tápleves alkalmazható Bármely tápleves alkalmazható (impedimetri(impedimetriásás

mérések kis vezetőképességű, speciális mérések kis vezetőképességű, speciális tápleveseket igényelnektápleveseket igényelnek).).

Különösen alkalmas membrán-szűréses Különösen alkalmas membrán-szűréses módszer kiértékeléséremódszer kiértékelésére..

Page 68: REDOX-POTEN CIÁL  M ÉRÉSEN ALAPULÓ GYORS MIKROBIOLÓGIAI MÓDSZER

AA redox mérési módszer előnyei 2. redox mérési módszer előnyei 2.

Gazdaságos, hatékony és egyszerű módszer Gazdaságos, hatékony és egyszerű módszer pusztulás-kinetikai mérések kiértékelésére.pusztulás-kinetikai mérések kiértékelésére.

Nagyon hatékony módszer táptalaj-Nagyon hatékony módszer táptalaj-optimalizálási kísérletekhez.optimalizálási kísérletekhez.

A vizsgálatok költsége kisebb a klasszikus A vizsgálatok költsége kisebb a klasszikus módszerekhez viszonyítva, különösen null-módszerekhez viszonyítva, különösen null-toleráns mikrobáktoleráns mikrobák (coliforms, (coliforms, Enterococcus, Enterococcus, PseudomonasPseudomonas, etc.), etc.) meghatározásánál meghatározásánál