Mobiele microbiologische DNA-analyse

Voor betrouwbare informatie over de aanwezigheid van specifieke micro-organismen in watersystemen zijn waterbeheerders aangewezen op monsteranalyse in centrale labs. Dit vergt logistiek, tijd en vermindert de nauwkeurigheid van de meting.

Technologie

Als alternatief voor de analyse in een laboratorium, zijn verschillende quick-testen of in situ probes beschikbaar voor toepassing in het veld. Een voorbeeld is een fluorescentiemeter voor het vaststellen van aantallen giftige blauwalgen in (troebel) oppervlaktewater. Echter, de resultaten van deze en andere technieken kennen vaak een grote mate van onzekerheid. Deze beperkingen kunnen worden ondervangen wanneer op DNA-gebaseerde detectiemethoden voor micro-organismen in het veld (buiten het laboratorium) kunnen worden uitgevoerd. De Amplino Scout is ontwikkeld om op locatie het DNA van ziekteverwekkers, zoals malaria, bij mensen in bloed te kunnen identificeren en kwantificeren. De cartridge is zo ontworpen dat deze direct op een druppel kan worden uitgevoerd. Daarnaast is de Amplino Scout geschikt om te gebruiken buiten een laboratorium (in het veld). Dit uit zich in aspecten als: draagbaarheid, robuustheid en relatief lage kostprijs. Deltares is op zoek naar een methode waarmee waterbeheerders on site microbiologische parameters op basis van DNA kunnen kwantificeren voor een snelle en kosten-efficiënte evaluatie van de actuele risico’s van de aanwezigheid van specifieke microbiologische parameters.

Uitdaging

De Amplino Scout is in potentie uitermate geschikt om on site een breed spectrum aan DNA targets in oppervlaktewater te kwantificeren. Echter, oppervlaktewater is tot op heden nog niet getest als monstermateriaal in de Amplino Scout, omdat de samenstelling van de chemicaliën in de cartridge daarop moeten worden aangepast. Als uitgangspunt zal hiervoor een samenstelling worden genomen die reeds door Deltares in het laboratorium wordt toegepast. Om de bruikbaarheid van de Amplino Scout voor on site DNA analyse in oppervlaktewater nader te bepalen, zal ook de vorm van de cartridge worden aangepast voor gebruik in environmental systemen. De performance van het apparaat zal worden vergeleken met de conventionele (laboratorium) methode om de target te kwantificeren. Via een aantal iteraties zal de analyse met Amplino Scout nader worden geoptimaliseerd voor toepassing bij oppervlaktewatermonsters. Voorgesteld wordt om voor de aanwezigheid van giftige blauwalgen in het oppervlaktewater te testen. Dit is voor meerdere waterbeheerders relevant en binnen Deltares is hiervoor ruime expertise aanwezig.

Oplossing

Kwalitatieve vergelijking voor het uitvoeren van een PCR-protocol voor toxische blauwalgen op de mobiele Amplino Scout en het conventionele (laboratorium-gebonden) qPCR-systeem.
• Amplino Scout getest met buitenwater als monstermateriaal.
• Evaluatie van Amplino Scout toepassing op oppervlaktewatermonsters.
• Geoptimaliseerd protocol voor het uitvoeren van qPCR op oppervlaktewater met de Amplino Scout.
• Kosteninschatting voor het meten van toxische blauwalgen in buitenwater met Amplino Scout ten opzichte van laboratorium-gebonden analyse.
• Verkenning van het marktpotentieel om ook andere microbiologische parameters met de Amplino Scout te vermarkten.