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欧州研究チーム、フォトニック超音波ベースバクテリア検出技術を開発

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June, 20, 2018, Engomi--ヨーロッパの研究チームは、フォトニック-超音波ベースのディテクタを開発している。これは,致死性の細菌をかつてなく迅速に診断することで、間もなくWHOが実施する厳しい飲料水新規制を受けて、水道会社を閉鎖から救うことになる。
 新基準は、飲料水の安全達成のために始まる。この基準では、100mlのサンプルにバクテリアがゼロでなければならない。今後、国のオペレータは、常に微生物学的安全性を保証するために、警戒を怠らず、先を見越して飲料水のモニタリングを公認しなければならない。
 ヨーロッパ中で水道会社の高い遵守モニタリングにも関わらず、2017年WHOレポートによると、致死性の病気の発生は頻繁に起こっている。
 飲料水で、最も致死性の高い3つの病原体、E Coli, Salmonella(サルモネラ) and Pseudomonas Aeruginosa(緑膿菌)のモニタリングは、3日かかる。通常、病気が露見してから結果が得られる。
 汚染濃度は非常に低いので、この致死性トリオの検出が難しいことはよくある。
 現在の手順は、水サンプルを採り、遠隔地の研究所に送る。バクテリアは非常に微量であり、病原体の培養に24時間かかる。

しかし、Photonics PPP Horizon 2020助成のプロジェクト、‘WaterSpy’のソリューションでは、可搬のレーザベース水質分析器が、配水管網の重要点に設置されて、数日ではなく、数時間で測定値を提供する。

最新のフォトニクス技術を使い、デバイスは、新しいレーザ配置とフォトディテクタ、超音波粒子操作を統合しており、インライン、フィールド計測に適している。
「デバイスのスピードは前例がないものである。完全サンプル分析は、完了するまで最大6時間である。既存の方法では、これに2、3日かかっている。つまり、現状よりも12倍早く結果が得られる」。

光と音の組合せ
まず微量の病原体を集め、それらをレーザで検出する。
「残念ながら、水自体は赤外光の非常に強い吸収体であり、特別な技術が適用されなければならない」とAlessandro Giusti(PhD)は話している。
 セラミックタイルの上で砂が集合パタンで振動するのと同様の方法で音波が加えられると、超音波を使ってバクテリアを水サンプルに集める。これは検出と感度を強化するためである。
 WaterSpyデバイスは、減衰全反射(ATR)という計測技術を利用してバクテリアを検出する。これにより、サンプルを液体状態の中で直接検査することができる。
 赤外光は、上を水が流れるダイヤモンドに送り込まれる。IR光は、水サンプルに接する内面から反射され、ディテクタで収集される。
(詳細は、http://waterspy.eu/http://waterspy.eu/)