Bu kağıt mikrobiyal içme suyu test için uyarlanabilir, düşük maliyetli ve taşınabilir kuluçka oluşturmak için bir yöntem açıklanır. Bizim tasarım üzerinde yaygın olarak kullanılan malzemeler dayanır ve alan koşullar, bir dizi altında hala yüksek uç laboratuvar tabanlı modeller avantajları sunarken çalışabilir.
İnkübatörler içme suyu kalitesini değerlendirmek için yetiştirme ardından membran filtrasyon gibi kültür tabanlı mikrobiyal yöntemleri bir dizi için gereklidir. Ancak, piyasada bulunan İnkübatörler erişimin elektrik güvenilmez olduğu pahalı, taşıma, hacmi açısından değil esnek zor ve/veya kötü yerel alan koşullara adapte çoğu kez. Bu çalışmada hazır bileşenler kullanılarak inşa bir uyarlanabilir, düşük maliyetli ve taşınabilir kuluçka geliştirmekti. Kuluçka makinesi elektronik çekirdek ilk geliştirilmiştir. Bu bileşenler daha sonra İnkübatör kabukları (polistren köpük kutusu, zor soğutucu kutusu ve karton kutu bir hayatta kalma battaniye ile örtülü) üç tür kullanarak ortam sıcaklığı koşullar (3,5 ° C – 39 ° C) bir dizi altında test edilmiştir. Elektronik çekirdek kümesi sıcaklık, iç sıcaklık kararlılığı ve mekansal dağılım, güç tüketimi ve mikrobiyal büyüme ulaşmak için gereken süreyi açısından standart laboratuvar kuluçka için karşılaştırılabilir performans gösterdi. Kuluçka makinesi set-up da orta ve düşük ortam sıcaklıklarda (3,5 ° C-27 ° C arasında) geçerli olan ve kuluçka makinesi ayarladığınızda yüksek sıcaklıklarda (39 ° C) sıcaklık daha yüksek. Bu kuluçka prototip düşük maliyetli (< 300 USD) ve çeşitli malzemeler ve birimler için uyarlanabilir. Demonte yapısıyla taşıma kolaylaştırır. Izgara güç ile kurulan her iki laboratuvarları veya güneş enerjisi veya bir akü by uzak ayarları kullanılabilir. Su kalitesi izleme için kaynaklara sınırlı erişimi olan bölgelerde alan laboratuarlar için ekipman isteğe bağlı olarak özellikle yararlıdır.
Kültür tabanlı algılama mikrobiyal kirleticiler için state-of–art su kalitesi analizi hem sanayileşmiş ve gelişmekte olan ülkelerde1,2için yöntemlerdir. Mikroorganizmaların birçok ortamlarda mevcut ve farklı sıcaklık koşulları için en uygun büyüme gerektirir. Bu nedenle, bir sıcaklık-kararlı kuluçka ortamı oluşturma mikrobiyal kirleticiler içme suyu ilgilendiren güvenilir tespiti için bir ön şarttır. Dünya Sağlık Örgütü göre Escherichia coli (e.coli) (veya alternatif olarak, thermotolerant coliforms (TTC)) içme suyu3fekal kirlenme en uygun göstergeleri vardır. Bu organizmaların tespiti, örneğin, 100 mL su örneği membran kuluçka tarafından 35-37 ° C (E. coli) veya 44-45 ° C (TTC)3seçmeli medya takip bir membran aracılığıyla filtreleme oluşur.
Alan bazlı uygulamalar kültür tabanlı yöntemleri son yıllarda giderek ilgili olmuştur. Sürdürülebilir kalkınma hedefi 6, hedef 6.1, altında hükümetler Ulusal düzey4içme suyunun düzenli olarak rapor bakteriyolojik kalitesi için taahhüt etmişlerdir. Bu halk sağlığı gözetim çabaların yanı sıra, su altyapısı, operasyonel izleme düzenli olarak yerel veya bölgesel düzey5‘ te üstlenilmiştir. Bu gözetim ve izleme kampanyaları gerekli laboratuvar altyapı yetersiz veya kullanılamaz olduğu uzak yerlerde çoğu kez. 6 benzer şekilde, kültür tabanlı yöntemleri yaygın tıbbi tanı ve nerede yerel klinikler ve araştırma kurumları tarafından sınırlı kaynakları meydan ve7güvensiz güç kaynakları Mikrobiyolojik araştırma alanlarında kullanılır.
Yukarıdaki bağlamlarda, çoğu geleneksel İnkübatörler kez yetersiz veya kullanılamıyor. Alternatif olarak, alan İnkübatörler özellikle laboratuvar, Örneğin, Aquatest proje8, Bristol Üniversitesi’nde, Amerika Birleşik Devletleri dışında kullanım için geliştirilmiştir; DelAgua9, Marlborough, İngiltere; veya Aquagenx10, University of North Carolina, Amerika Birleşik Devletleri. Ancak, bu aygıtların böylece aynı anda işlenebilir örnek sayısına sınırlama hacmindeki nispeten küçük vardır. Alan İnkübatörler piyasada da çok altında çalışır şekilde tasarlanmamıştır düşük ( 40 ° C) ortam sıcaklığı koşulları, çöl veya Alp ortamlar kullanımlarını zorlaştırıyor. Daha fazla alternatif çözümler yoğurt yapma tekniği11, vücut kemer ve faz değişikliği İnkübatörler12içermektedir. Ancak, bu tür sıradışı İnkübatörler unreliably işlev veya11çalıştırmak için külfetli.
Böylece bir gerek yoktur laboratuvar tabanlı modeller (kullanım kolaylığı, hacmin daha büyük ve sıcaklık hassas) avantajları sunan bir kuluçka için alan uygulamalar için uygun kalan süre (düşük maliyetli, kolay taşınan ve bakımlı, sağlamlık için bir çeşitli ortam sıcaklığı, enerji verimli ve esnek aralıklı için güç kaynakları) (Tablo 1). Bu iletişim kuralı, hem geleneksel hem de alan tabanlı modelleri yaygın olarak kullanılan malzeme kullanarak avantajları optimize etmek üzere tasarlanmış bir düşük maliyetli kuluçka imalat süreci detaylara amaçtır.
Karakteristik | Laboratuvar tabanlı | Alan | En iyi duruma getirilmiş |
Kullanıcı dostu tasarım | |||
Geniş Kapasite | |||
Sağlam çeşitli ortam sıcaklığı | |||
Sabit sıcaklık tutar | |||
Düşük maliyet | |||
Kolayca taşınan | |||
Enerji verimli | |||
Resilient-e doğru zaman zaman güç kaynağı |
Tablo 1: Özellikleri ticari kuluçka (laboratuar tabanlı ve alan) ve en iyi duruma getirilmiş bir yaklaşım.
Gerekli malzeme ve kuluçka makinesi oluşturmak için adımları aşağıdaki derleme protokolünü belirtir. Dört adımda yapılandırılmıştır: Öncelikle, Meclisi ısıtıcının; kontrol ünitesi ikinci, Meclisi; kuluçka makinesi elektrikli çekirdek üçüncü, Meclisi; ve dördüncü, kuluçka makinesi montajı. Bu iletişim kuralı İnkübatör kabukları çeşitli ile çalışabilirsiniz kuluçka makinesi, elektronik özünü inşası açıklar. Malzemeler tablo protokol ve bunların teknik özellikleri kullanılan tüm bileşenlerin tam listesi için bkz. İletişim kuralı aşağıdaki alan kuluçka işlevsel bir örnek sunmaktadır ancak elektrik gereksinimlerini karşılayacak kadar farklı bileşenlerinin esnek kullanımı mümkündür. Farklı bileşenleri kullanarak da kuluçka performansları etkisi. Bu inşaat ve elektrik bileşenleri kablolama elektrik alanında yetenekli bir kişi tarafından yapılması tavsiye edilir.
Sürdürülebilir kalkınma hedefi 6.1 altında su kalitesi örnekleme için talep izleme uygulamaları daha az kurulan14nerede özellikle uzak kırsal bölgelerde artmaktadır. Bu ayarları sınama düzenli su kalite uygulama için önemli bir engel laboratuvarları mikrobiyal yöntemleri6için elverişli zavallı erişimdir. Bu kağıt nispeten ucuz ve yaygın olarak kullanılan malzemelerden inşa güvenilir bir kuluçka makinesi için bir yöntem sunar. Gerektiren uzmanlık sınırlı, elektrik bileşenleri kaynak ve bir araya nispeten kolaydır. Ayrıca, kuluçka kabuk tasarım esnek ve bu nedenle yerel olarak kullanılabilir malzemelerden inşa edilecek. Bu özellikle bu bagaj alanı ağır ve hantal bir deniz hayvanı kabuğu gerekli değildir bu yana uzak yerlere seyahat için tercih edilir. Bağlı olarak kullanılan kabuk, kuluçka makinesi hacmi de uyarlanabilir ve belirli örnek boyutu karşılayacak boyutta olması. Sunulan set-up kullanılan ve off-hangi geçici o sağlam elektrik kesintileri veya güvenilir elektrik ihtiyacı olmaması için şebeke, olabilir. Belirli tasarım sınırlamaları gözlendi iken, bu kurulum genellikle ortam sıcaklığı koşullar (39 ° C 3,5 ° C) bir dizi altında etkili olduğu ortaya çıktı.
Kişinin ihtiyaçlarına uygun bir kuluçka makinesi tasarım ulaşmak için kritik olan birkaç adım iletişim kuralı vardır. İlk kuluçka makinesi elektrik bileşenleri seçimidir. Alternatif bileşenleri fiyat veya yerel kullanılabilirlik bağlı olarak seçilebilir. Seçilen malzeme ve teknik özellikler bağlı olarak, kuluçka makinesi performansları karşılaştırıldığında sonuçları sunulan üzerinde değişiklik olabilir. Başka bir kritik protokol seçtiğiniz ortam sıcaklığı, yerel güç kaynağı ve kullanılabilirlik malzemelerin beklenen aralığına göre yapılması gereken kabuk malzeme, bir adımıdır. Daha düşük ortam sıcaklık (< 25 ° C), polistiren köpük bir kabuk inşa veya sabit bir soğutucu kutusu 37 ° C ile 44,5 ° c kümesi bir sıcaklık elde etmek için tavsiye edilir Sunulan deneysel verilere göre bunlar ayarlamak ups set sıcaklığı 45-96 dakika içinde ulaşmak ve 0.78 – tüketmek için beklenen 1.05 kWh/24 saat soğuk ortamlarda (3.5-7.5 ° C). Bunu asla ulaştı ayarlamak beri hayatta kalma battaniye ile karton kutu daha düşük ortam sıcaklığı, kullanılmak istikrarlı bir sıcaklık deneysel gözlem süresince ayarla tavsiye edilmez. Orta ortam sıcaklığında (27 ° C) test kabuk türlerinden herhangi birini için karton kutu set kadar gözlenen benzer biraz daha fazla güç tüketimi ile kabul edilebilir. Set sıcaklık daha yüksek (Yani, 44.5 ° C) olmadığı sürece daha yüksek ortam sıcaklığı (39 ° C), burada sunulan kuluçka tasarımlar için aşırı ısınma Eğer eğilimli. Bu nedenle, bu koşullar bir soğutma aygıtı gerektirir veya bir iklim kontrollü alanında kullanın.
Malzemeler İsviçre’kaynaklı burada sunulan kuluçka inşa maliyeti yaklaşık 300 YTL oldu. Ancak, bu maliyetleri özellikle elektronik çekirdek bileşenleri için nakliye minimum düzeyde tutulabilir Eğer farklı mekanlar, önemli ölçüde daha düşük olabilir. Değişiklik iletişim kuralında tanımlanan çeşitli bileşenlerinin daha da maliyetleri azaltabilir. Bu iki set sıcaklıkları, hem de doğrulama mikrobiyal büyüme E. coli için sadece üç kabuk malzeme türleri karşılaştırır burada sunulan Protokolü sınırlı olmamasıdır. Gelecekteki araştırma bu kuluçka makinesi tasarım sıcaklığı parametreleri ve ek mikrobiyal göstergesi türü (Örneğin, enterokok) ve patojenler (Örneğin, salmonella, Vibrio kullanarak daha geniş bir yelpazede altında uygunluğu test etmelisiniz Kolera). Gelecekteki araştırma aynı zamanda son derece sıcak ortamlarda (> 40 ° C) kullanımına izin verecek İnkübatör içinde etkili soğutma teknikleri geliştirilmesi üzerinde odaklanmalıdır.
Bilgimizi, uyarlanabilir birim kapasitesi sağlayan ve süre kalan taşınabilir ve düşük maliyetli kolayca sökülebilir yok diğer bilinen alan kuluçka vardır. Bu yenilikçi alternatif ticari kuluçka için hükümetler ve organizasyonlar ile su kalitesi ve diğer kültür tabanlı test hedefleri nerede kaç laboratuvar imkanları mevcuttur ihtiyacını yerine getirir. Deney malzemesi, basit su kalitesi ile eşleştirildiğinde bu kuluçka makinesi makul bir maliyetle sürekli veya mevsimlik laboratuvarlar kurmak için sınırlı kapasiteleri ile uygulayıcılar yardımcı olabilir. Uzak yerlerde laboratuvarlarda sayısını artırarak, düzenli su kalitesi izleme gerçekleştirmek veya dakik sistem işlemlerinin kontrolü elde etmek için çabalar giderek mümkün olacak.
The authors have nothing to disclose.
Bu araştırma kalkınma işbirliği ve İngiltere’de yardım Bakanlığı’ndaki İngiltere’de uluslararası kalkınma (DFID) için gelişmekte olan ülkelerin yararına (Koç kodu 201880) finanse REACH programı için İsviçre ajansı tarafından desteklenmiştir. İfade Gösterim ve içerdiği bilgileri mutlaka o değildir veya böyle sayısı veya bilgi ya da üzerlerine yerleştirilen herhangi bir güven için hiçbir sorumluluk kabul edebilir bu ajanslar tarafından onaylanan. Yazarlar ayrıca Arnt Diener polistren köpük kuluçka prototip Erken yinelemeler yaptığı katkılarından dolayı teşekkür ederiz.
Heating foil | Thermo | 2115337 | Self-adhesive 10×20 cm; Operating voltage 12V; Power 20W |
Axial fan | Yen Sun Technology Corp. | FD126025MB | 6x6x2.5 cm; Operating voltage 12VDC; Power 1.44W; Max. current consumption 60mA |
PID Temperature Controller | Wachendorff Automation GmbH & Co. KG | UR3274S | PID controller 32×74 mm; Universal input for process signals, thermocouples, Pt100; Operating voltage 24 VDC; Outputs (thermostats) 10 A relay, 5 A relay, SSR, RS 485 |
Temperature sensor Pt100 | Conrad | 198466 | Temperature range -100°C to 200°C; Sensor Pt100, Type FS-400P |
Universal enclosure | OKW Gehäuse System | C2012201 | Dimensions 200 x 120 x 60 mm |
ON/OFF Switch | SHIN CHIN INDUSTRIAL CO. | R13-70A-01 | Connection Type C CEE 7/16 plug 6.3 mm; Contact resistance Max 50 mΩ; Switching voltage 24 VDC; Switching current (mx.) 10A; Insulation resistance Min 100 MΩ/500 Vdc |
DC/DC converter | Traco Power | TMDC 60-2412 | Nominal voltage 24 VDC; Input voltage 9-36 VDC; Output voltage 12 VDC; Max. output current 5 A; Power 60W |
AC power adapter | Bicker Elektronik | BET-0612 | Output voltage 12 VDC; Max. output current 5 A; Input voltage 115-230 VAC |
Spacer | Schäfer Elektromechanik | 20/4 | Without thread; Thread size M4; Polystyrene; Distance 20 mm |
Cable gland | WISKA | 10066410 | M12 x 1.5 cm; clamping range 3 – 7 mm |
Luster terminal | Adels Contact | 125312 | Nominal current 25 A; Nominal Voltage 500V |
Screw M4 x 50 | Bossard | 1579010 | M4 x 50 mm |
Screw nut M4 | Bossard | 1241478 | M4 |
Washer M4 | Bossard | 1887505 | M4 |
Screw M3 x 25 | Bossard | 1211099 | M3 x 25 mm |
Screw nut M3 | Bossard | 1241443 | M3 |
Washer M3 | Bossard | 1887483 | M3 |
Support plate | - | - | Insulating material (plastic or other); 28 x 25 cm |