การพัฒนานวัตกรรมชุดตรวจสอบเชื้อจุลินทรีย์ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการบ่มร่วมกับการใช้อุปกรณ์ต้นแบบกล้องจุลทรรศน์แมชชีนวิชชั่นสำหรับเร่งการตรวจหาเชื้อเพื่อลดการนำเข้าชุดทดสอบสำเร็จรูปราคาแพง

Abstract

วิธีวิเคราะห์เชื้อแบคทีเรียในอาหารโดยการเลี้ยงเชื้อในอาหารจำกัดและมีขนาดเล็กได้มีการพัฒนาขึ้นมา เพื่อเร่งกระบวนการวิเคราะห์เชื้อให้เร็วขึ้น และเพื่อเป็นพื้นฐานในการศึกษาการใช้ 96-well microtiter plate ที่มีการใช้ปริมาตรอาหารน้อยแทนการใช้ด้วยวิธีเลี้ยงเชื้อมาตรฐาน โดยทำการศึกษาด้วยการใช้เชื้อ Listeria แทนเชื้อแบคทีเรียทั้งหมด จากการศึกษาพบว่า จากการหาความสัมพันธ์ระหว่างการวิเคราะห์เชื้อภายใต้ปริมาตรอาหารจำกัด มีความสัมพันธ์สอดคล้องกับการเลี้ยงเชื้อด้วยวิธีมาตรฐาน (R2 = 0.97) แสดงว่าการวิเคราะห์เชื้อในอาหารปริมาตรจำกัดสามารถนำมาใช้ในการวิเคราะห์ปริมาณเชื้อทั้งหมดแทนการใช้วิธีมาตรฐานได้ นอกจากนี้ยังได้มีการศึกษาจลนศาสตร์การเจริญเติบโตของเชื้อภายใต้อาหารปริมาตรจำกัดด้วยอุปกรณ์ต้นแบบกล้องจุลทรรศน์แมชชีนวิชชั่นกำลังขยายสูง โดยมีการศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญของเชื้อทั้งหมด 3 ปัจจัย คือ อุณหภูมิ ปริมาณวุ้น และปริมาณอาหารเสริม เพื่อจะได้นำมาใช้ในการหาภาวะที่เหมาะสมต่อการเจริญของเชื้อ เพื่อที่จะทำให้เวลาในการวิเคราะห์เชื้อสั้นลง โดยอุณหภูมิที่นำมาใช้ในการบ่มเชื้อ คือ 40.5 C และมีการปรับปรุงความเข้มข้นของคาร์บอนและไนโตรเจนจากความเข้มข้นเดิมเพิ่มเป็นที่ 2X และ 2.5X ตามลำดับ ในขณะที่ความเข้มข้นของวุ้นสามารถเลือกใช้ได้ตามความเหมาะสมแต่ต้องมีความเข้มข้นน้อยกว่า 2.5X นอกจากนั้นในงานวิจัยนี้ยังได้มีการพัฒนารูปแบบการวิเคราะห์ภาพถ่ายด้วยอุปกรณ์ต้นแบบกล้อง จุลทรรศน์แมชชีนวิชชั่นกำลังขยายต่ำ ต่อการนับปริมาณเชื้อโคโลนี Escherichia coli และ coliform บนพื้นผิวของ agar medium ในระดับ micro-environment การตรวจหา E. coli และปริมาณ coliform ในอาหารโดยปกติเพื่อเป็นการบ่งบอกสุขลักษณะที่ดีในการล้างมือและการผลิตอาหารตลอดรวมถึงการเก็บรักษาที่ไม่เพียงพอและมีการปนเปื้อนข้ามเกิดขึ้น ในการนับจำนวนของแบคทีเรียทั้งหมดประสบความสำเร็จในการประมาณการใช้เทคนิคเชิงเศรษศาสตร์แต่มีประสิทธิภาพในการใช้ โดยเป็นการใช้กล้อง digital microscopy ร่วมกับการใช้โปรแกรม Image เพื่อที่จะช่วยในเรื่องของการวิเคราะห์นับโคโลนี โปรโตคอลที่พัฒนาดังกล่าวทำให้ช่วยลดเวลาการวิเคราะห์ ลดแรงงานและเวลาในการนับโคโลนีด้วยวิธีการนับด้วยสายตา การนำเสนอการเพาะเลี้ยงเชื้อขนาดเล็กได้ดำเนินการโดยใช้ 96-well microtiter plate เทคนิคและความถูกต้องของการนับปริมาณเชื้อถูกเปรียบเทียบกับการวิเคราะห์แบบดั้งเดิมในระดับอุตสาหกรรม รวมถึงวิธีการวิเคราะห์แบบ pour plate, spread plate 2 เทคนิควิธีวิเคราะห์แบบ agar ที่เป็น plate count agar และอาหาร Chromocult Coliform Agar (CCA) ถูกนำมาใช้และนับปริมาณเซลล์บน agar ทั้งคู่การใช้ protocol ที่ได้มีการพัฒนาให้ผลสอดคล้องกับผลที่ได้จากวิธีมาตรฐานโดยไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติระหว่างการวิเคราะห์ด้วยสายตาและการใช้เทคนิคซอฟต์แวร์กับการยอมรับค่าเฉลี่ยที่ยอมให้ผิดพลาดที่ 3.15% รูปแบบการวิเคราะห์ขนาดเล็กที่รวดเร็วถูกนำมาทดสอบกับตัวอย่างอุตสาหกรรมที่หลากหลายชนิด โดยเป็นตัวอย่างผลิตภัณฑ์อาหารสำเร็จรูปไปจนถึงตัวอย่าง swab จากสิ่งแวดล้อม ปริมาณโคโลนีที่ได้จากเทคนิคที่นำเสนอพบว่า ำม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคการวิเคราะห์แบบปกติทั่วไป แสดงให้เห็นว่าเทคนิคดังกล่าวเป็นทางเลือกที่ดี สามารถที่จะนำไปใช้แทนที่เทคนิคที่เป็นมาตรฐานในการนับปริมาณเชื้อพวก aerobic flora ในการสนับสนุนการตรวจวิเคราะห์เพื่อการสุขลักษณะการผลิตและสุขลักษณะนิสิยที่ดี วิธีการดังกล่าวสามารถที่จะจัดการกับตัวอย่างอุตสาหกรรมปริมาณมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยพัฒนาเวลาในการวิเคราะห์และค่าใช้จ่ายต่อตัวอย่าง การใช้เทคนิค MIC ร่วมกับ digital microscopy ไม่เพียงแต่เพื่อการดำเนินการนับโคโลนีของ Escherichia coli และ coliform แต่ยังสามารถใช้ตรวจวิเคราะห์แบคทีเรียชนิดอื่นได้อีกด้วย (i.e., Salmonella spp., Vibrio spp.) และสามารถเป็นประโยชน์ในการนำไปประยุกต์ใช้กับอุตสาหกรรมยา