View More View Less
  • 1 Pázmány Péter Katolikus Egyetem, Budapest
  • 2 Budapesti Corvinus Egyetem, Élelmiszertudományi Kar, Budapest, Somlói út 14–16., 1118
Restricted access

Purchase article

USD  $25.00

1 year subscription (Individual Only)

USD  $1,070.00

Absztrakt

A biztonságos élelmiszerek előállítása szempontjából kulcsfontosságú az élelmiszerrel terjedő patogén baktériumok kimutatása és azonosítása. A hagyományos, tenyésztésen alapuló diagnosztikai eljárásokat egyre inkább felváltják vagy kiegészítik a nukleinsav-alapú, a genom speciális (elsősorban virulencia) génjeinek kimutatását célzó molekuláris technikák. A rutin élelmiszer-mikrobiológiai vizsgáló laboratóriumok leggyakrabban nemzetközileg validált DNS-amplifikációs, elsősorban valós idejű polimeráz láncreakció alapú módszereket alkalmaznak, amelyek a vizsgálati idő jelentős lerövidítése mellett lényegesen javítják a módszerek teljesítési jellemzőit (például érzékenység, specifikusság) is. A polimeráz láncreakció alapú módszereknek rutindiagnosztikai célú alkalmazása azonban az előnyök mellett számos hátránnyal is jár, amelyek között említendő a készülékek és a reagensek magas költsége, valamint a laboratóriumi környezetnek a reakciótermékekkel való kontaminálási kockázata, ami elkülönített laboratóriumi rendszert igényel. Manapság az ilyen laboratóriumi rendszerek miniatürizálása és hordozhatóvá tétele is fontos fejlesztési irány. A Lab-on-a-chip eszközökben több ilyen laboratóriumi műveletet lehet megvalósítani egy kis méretű eszközön, a standard eljárásokhoz hasonló pontossággal és megbízhatósággal. Ezen miniatürizált eszközök nagy előnye az egyszerű – sokszor automatizált – kezelhetőség, kis méret, hordozhatóság és sterilitás, ami az egyszeri használatból adódik. Ilyen miniatürizált gyorsdiagnosztikai eszközök kutatása és fejlesztése folyik a világ vezető kutatóhelyein, például különböző minta-előkészítési és DNS-amplifikációs módszerek miniatürizálásával. A szerzők is ezt a célt tűzték ki kutatásaikban: olyan miniatürizált mikrofluidikai eszközök fejlesztését, amelyek alkalmasak élelmiszer-biztonsági jelentőségű baktériumok molekuláris detektálására. Orv. Hetil., 2015, 156(51), 2082–2088.

  • 1

    Andersson, H., van den Berg, A.: Microfluidic devices for cellomics: a review. Sensors Actuators B: Chemical, 2003, 92(3), 315–325.

  • 2

    Yoon, J. Y., Kim, B.: Lab-on-a-chip pathogen sensors for food safety. Sensors, 2012, 12(8), 10713–10741.

  • 3

    Notomi, T., Okayama, H., Masubuchi, H., et al.: Loop-mediated isothermal amplification of DNA. Nucleic Acids Res., 2000, 28(12), e63.

  • 4

    Bermingham, N., Luettich, K.: Polymerase chain reaction and its applications. Current Diagn. Pathol., 2003, 9(3), 159–164.

  • 5

    Deepak, S., Kottapalli, K., Rakwal, R., et al.: Real-time PCR: revolutionizing detection and expression analysis of genes. Curr. Genomics, 2007, 8(4), 234–251.

  • 6

    Nolan, T., Hands, R. E., Bustin, S. A.: Quantification of mRNA using real-time RT-PCR. Nat. Protoc., 2006, 1(3), 1559–1582.

  • 7

    Lien, K. Y., Lee, W. C., Lei, H. Y., et al.: Integrated reverse transcription polymerase chain reaction systems for virus detection. Biosens. Bioelectron., 2007, 22(8), 1739–1748.

  • 8

    Maraz, A., Marin, F., Cava, R.: Microbial control of food. In: Luning, P. A., Devlieghere, F., Verhé, R. (eds.): Safety in the agri-food chain. Wageningen Academic Pub., Wageningen, 2006.

  • 9

    Justé, A., Thomma, B. P., Lievens, B.: Recent advances in molecular techniques to study microbial communities in food-associated matrices and processes. Food Microbiol., 2008, 25(6), 745–761.

  • 10

    Hill, W., Jinneman, K.: Principles and application of genetic techniques for detection, identification and subtyping of food-associated pathogenic microorganisms. In: Lund, B. M., Baird-Parker, T. C., Gould, G. W. (eds.): The microbiological safety and quality of food. Aspen Publishers, Maryland, 2000, Vol. 2, 1813–1851.

  • 11

    McKillip, J. L., Drake, M.: Real-time nucleic acid–based detection methods for pathogenic bacteria in food. J. Food Prot., 2004, 67(4), 823–832.

  • 12

    Malorny, B., Tassios, P. T., Rådström, P., et al.: Standardization of diagnostic PCR for the detection of foodborne pathogens. Int. J. Food Microbiol., 2003, 83(1), 39–48.

  • 13

    Fu, S., Qu, G., Guo, S., et al.: Applications of loop-mediated isothermal DNA amplification. Appl. Biochem. Biotechnol., 2011, 163(7), 845–850.

  • 14

    Dimov, I. K., Basabe-Desmonts, L., Garcia-Cordero, J. L., et al.: Stand-alone self-powered integrated microfluidic blood analysis system (SIMBAS). Lab Chip, 2011, 11(5), 845–850.

  • 15

    Erickson, D., Li, D.: Integrated microfluidic devices. Anal. Chim. Acta, 2004, 507(1), 11–26.

  • 16

    Sun, K., Yamaguchi, A., Ishida, Y., et al.: A heater-integrated transparent microchannel chip for continuous-flow PCR. Sensors Actuators B: Chemical, 2002, 84(2–3), 283–289.

  • 17

    Yuen, P. K., Kricka, L. J., Fortina, P., et al.: Microchip module for blood sample preparation and nucleic acid amplification reactions. Genome Res., 2001, 11(3), 405–412.

  • 18

    Lagally, E. T., Simpson, P. C., Mathies, R. A.: Monolithic integrated microfluidic DNA amplification and capillary electrophoresis analysis system. Sensors Actuators B: Chemical, 2000, 63(3), 138–146.

  • 19

    Khandurina, J., McKnight, T. E., Jacobson, S. C., et al.: Integrated system for rapid PCR-based DNA analysis in microfluidic devices. Anal. Chem., 2000, 72(13), 2995–3000.

  • 20

    Ueda, M., Nakanishi, H., Tabata, O., et al.: Imaging of a band for DNA fragment migrating in microchannel on integrated microchip. Materials Sci. Engin. C, 2000, 12(1), 33–36.

  • 21

    McCaman, M. T., Murakami, P., Pungor, E. Jr., et al.: Analysis of recombinant adenoviruses using an integrated microfluidic chip-based system. Anal. Biochem., 2001, 291(2), 262–268.

  • 22

    Sohni, Y. R., Burke, J. P., Dyck, P. J., et al.: Microfluidic chip-based method for genotyping microsatellites, VNTRs and insertion/deletion polymorphisms. Clin. Biochem., 2003, 36(1), 35–40.

  • 23

    Liu, Y., Rauch, C. B., Stevens, R. L., et al.: DNA amplification and hybridization assays in integrated plastic monolithic devices. Anal. Chem., 2002, 74(13), 3063–3070.

  • 24

    Anderson, R. C., Su, X., Bogdan, G. J., et al.: A miniature integrated device for automated multistep genetic assays. Nucl. Acids Res., 2000, 28(12), e60.

  • 25

    Fan, Z. H., Mangru, S., Granzow, R., et al.: Dynamic DNA hybridization on a chip using paramagnetic beads. Anal. Chem., 1999, 71(21), 4851–4859.

  • 26

    Hakenberg, S., Hügle, M., Weidmann, M., et al.: A phaseguided passive batch microfluidic mixing chamber for isothermal amplification. Lab Chip, 2012, 12(21), 4576–4580.

  • 27

    Myers, F. B., Henrikson, R. H., Bone, J., et al.: A handheld point-of-care genomic diagnostic system. PloS ONE, 2013, 8(8), e70266.