An optical sensor for reducing biocide dependence in chemical manufacturing

Syfte och mål

Alla tre projektmål för steg 1 uppfylldes. Möjligheten att kvantifiera bakterier i kiselsyrasol med fluorescens-spektroskopi i laboratoriemiljö demonstrerades. Passande komponenter och design för framtida konstruktion av en sensor identifierades. Ytterligare forskning behövs för att testa metodens möjligheter och begränsningar vid analys av andra provtyper, och säkerställa att metodens detektionsgräns uppfyller de hygienkrav som ställs i den industriella processen.

Resultat och förväntade effekter

Den fluorescens-spektroskopiska metod som utvecklades möjliggjorde kvantifiering av bakterier i en ogenomskinlig vätska (50% kiselsyrasol) med linjär respons ner till 1 000 000 bakterieceller per ml. Vid jämförelse med andra tekniker gav konfokalmikroskopi jämförbara resultat, medan odlingsmetoder var opålitliga eller till och med oanvändbara för vissa vissa bakteriearter. Resultaten visar att fluorescens-spektroskopi är en lovande teknik för en sensor till kemisk processindustri, men att metoden behöver optimeras för högre känslighet och lägre detektionsgräns.

Upplägg och genomförande

Detektionsmetoden ”front-face fluorescence” möjliggjorde analys av ogenomskinliga prover. Ett fluorescens-spektrum representativt för flera arter av bakterier bestämdes. Matematiska modeller användes för att urskilja bakterie-fluorescens från andra substanser och partikel-ljusspridning. Metoden kalibrerades mot bakterie-cellkoncentration uppmätt med konfokalmikroskopi, och dess linjära respons, känslighet och detektionsgräns bestämdes genom analys av prover med gradvis minskande koncentration.