Technológia

Biológiai háttér

Technológia háttér

Felismerhető mikroorganizmusok

Waterscope által készített képek

GYIK


Biológiai háttér

A víz mikroszkóppal való vizsgálata elavult módszer. A vízben található organizmusok ismerete nagyon fontos különösen a felszíni vizeknél, mint a tengervíz, brakkvíz (félsós víz), édesvíz; továbbá az ivóvízben is. A vízben található mikroszkopikus élőlények ismeretében meghatározható az ökológiai minőség és állapot. Minél változatosabb a fitoplankton vagy zoo plankton összetétel, annál egészségesebb a vízminőség a kérdéses feszíni vízben. Az ember általi vízszennyezés eutrofizációt eredményez, amely során tápanyag dúsul fel a vízben és a fito planktonok elszaporodnak. Egyre több alga virágzás következik be világszerte, amikor csak egy kevés vagy egy-két főbb taxon hatalmas biomasszát okoz, főleg toxin termelte kék-zöld alga (cyanobaktérium) vagy dynoflagellates. A felszíni vizet ilyen minőségben képtelenség ivóvízként való vízforrásra vagy rekreációra, úgy mint fürdésre, úszásra vagy halastónak használni, egészséges hal-hús tenyésztésre. Jelenleg a vízminőség fizikai és kémiai paramétereinek mérése folyamatosan, on-line történik, azonban a víz biológiai összetételének meghatározása manuálisan meghatározható, időigényes változatban, mint a mikroszkopikus módszer. A WaterScope a mikroszkopikus folyamatot automatikussá teszi, képeket készít a plankton organizmusokról, automatikusan osztályozza és számolja őket. Lehetővé teszi korai figyelmeztető jelek küldését abban az esetben, ha toxikus mikroorganizmusok megjelenésére lehet számítani a vízben.


Technológia háttér

Hogy működik?

A Waterscope egy új, innovatív vízmonitoring eszköz, mely holografikus eljárás alapján elemzi a vízmintákat a hagyományos 2D megoldás helyett, mely során jóval több adatot produkál és a vizsgáló folyamatot sokkal hatékonyabban és idő megtakarítással végzi. A Waterscope nemcsak képet készít a vízben található mikroszkopikus élőlényekről, hanem automatikusan osztályozza őket és riportot készít azok koncentrációjáról is. A Waterscope által készített adatbázis valós idejű információkat nyújt a vízminőségről, lehetőséget adva az azonnali beavatkozásra, bármilyen kockázat esetén. Működése során 3D képkészítő eszközt használ. Ez a  módszer két nagyságrenddel növeli az ellenőrző térfogat nagyságát. A vízáramon történt mikrobiológiai vizsgálat során a Waterscope holografikus képeket készít. Minden egyes ilyen mintából a hagyományos mikroszkópikus eljárás során készített egy helyett 100 2 D képet rekonstruál. A Waterscope piros, zöld és kék színű lézerekkel, illetve digitális kamerával felszerelt. A közvetlenül a vízáramból vett minták bármilyen további előkészítés nélkül analizálhatók. Amint a minta elhalad a kamera előtt, térfogati képek készülnek. A berendezés központi számítógépe összehasonlítja mindegyik képet az adatbázisával annak érdekében, hogy azonosítsa a bízben talált organizmusokat. A mikroorganizmus mérete, alakja és színe alapján a rendszer beazonosítja, megszámolja és osztályozza őket 5 µm – 300 µm tartományban. A felhasználóbarát felület arra szolgál, hogy megjelenítse az eredményeket és azonnal riasztást küldjön, amint limit túllépés történik. Az eszközön átfolyó vízről akár 20 percenként valós idejű adatokat szolgáltat. A központi számítógép tárolja a képeket és eredményeket, továbbá automatikusan riportokat készít, melyek Internet kapcsolat segítségével akár távolról is elérhetőek. A Waterscope-ot úgy fejlesztették, hogy meglévő vízvizsgáló rendszerekhez is integrálható legyen.


Felismerhető mikroorganizmusok

Felismerhető mikroorganizmusok a WaterScope Micro (5-150) adatbázisunkban 
I. Az adatbázis kész és a klasszifikálás megfelelő
1. Centrales
2. Nitzschia_acicularis
3. Nitzschia_palea
4. Coelastrum
5. Oocystis
6. Monoraphidium
7. Scenedesmus
8. Schroederia
9. Tetraedron_caudatum
10. Pediastrum
11. Euglena_proxima
12. Euglena_pisciformis
13. Cyanobacteria_coenobia

II. Az adatbázis kész és a klasszifikálás fejlesztés alatt áll
1. Aulacoseria
2. Ankistrodesmus_fusiformis
3. Tetraedron_minimum
4. Tetrastrum
5. Anabaena_circinalis
6. Anabaena_sp.
7. Aphanizomenon_flos-aquae
8. Cylindrospermopsis_raciborskii
9. Planktolyngbya_contorta
10. Planktolyngbya limnetica
11. Microcystis

III. Igény szerint új taxon hozzáadására van lehetőség

Felismerhető mikroorganizmusok a Waterscope Mono (nagy organizmusok) adatbázisunkban
1. Nematodes (Adenophorea)
2. Rotifers(Monogononta)


Waterscope által készített képek

Cianobaktérium, kékalga

Barna alga

Ostoros moszat

Páncélos ostoros

Sárga moszat

Zöld alga

Fonálférgek

Kerekesférgek


GYIK

1, Valóban képes-e a készülék felismerni az algák alakját és színét is?
Igen, az algákat nem csak alakjuk alapján vagyunk képesek felismerni és osztályozni, hanem a színüket is látjuk.

2, Két egymás mögötti szervezetet képes-e látni a WaterScope?
Igen, ha nem érnek össze.

3, Minden berendezés képes színes mérésre?
Nem, színes képeket csak a WaterScope Micro képes előállítani.

4, Mi a különbség a Micro és a Mono között?
A Mono készülék fekete fehér képeket készít, valamint a felismerhető mikroszkopikus élőlények mérettartománya 50 µm-300 µm. A Micro színes képeket készít és a felismerhető mikroszkopikus élőlények mérettartománya 5 µm-150 µm.

5, Alkalmas-e a WaterScope az élő és élettelen szervezetek megkülönböztetésére?
Igen, bizonyos mértékig, abban az esetben ahol az élő és élettelen szervezetek között különbség valamilyen látható paraméterre vezethető vissza (szín, vagy alak változás)

6, A berendezés baktériumokat is képes felismerni és észlelni?
Nem, csak egyes formált, telepes baktériumokat képes felismerni a berendezés, mint például a vasbaktérium, vagy a cianobaktérium.

7, Felismeri-e a Legionella-t a WaterScope?
Nem, mert a Legionella baktérium mérete kívül esik a WaterScope mérettartományán.

8, Cryptosporidiumot és Giardiát meg tud határozni a WaterScope?
A méretük alapján igen, de a pontos meghatározás csak fluoreszcens festéssel történő megerősítéssel lehetséges. Jelenleg fejlesztés alatt van a fluoreszcens modul.

9, Milyen taxonokat ismer fel a WaterScope Micro?

10, Milyen taxonokat ismer fel a WaterScope Mono?

11, Mi alapján ismeri fel a berendezés a vízben lévő szervezeteket?
Egy előre telepített, és strukturált adatbázis alapján. Az ebben található referencia képeket hasonlítja össze a mérési adatokkal a másodperc töredéke alatt, és így tudja meghatározni az egyes vizekben lévő élőlényeket. Az adatbázis folyamatosan bővíthető, frissíthető, online módon is, megfelelő internet kapcsolat esetén.

12, Milyen módon lehetnek elérhetőek a mérési eredmények?
Internet kapcsolat esetén online módon, offline üzemmódban vezetékes kapcsolódással, adat letöltéssel.

13, A vízminőség befolyásolja-e a mérést?
Igen, amennyiben levegős, vagy túlságosan szennyezett, abban az esetben lassul a mérés, majd pontatlan értékeket fog mutatni – csak megfelelő átlátszóság esetén alkalmas a berendezés mérésre.

14, Milyen formában látható a mérési eredmény?
Elsősorban grafikus formában, ahol az egyes fajok neve és darabszáma kerül megjelenítésre.

15, Mekkora a lézer sugárnyaláb?
Nincs jelentősége a mérések, és a technológia tekintetében a sugárnyaláb átmérőjének.

16, Óránként hányszor kapcsol be a lézer?
Átlagosan másodpercenként villan.

17, Milyen feltételek szükségesek egy WaterScope Mono üzembe helyezéséhez?
Egy olyan vízmintavételi pontra van szükség, ahol a bemenő oldalon folyamatosan van vízellátás, a kimenő cső pedig szabad kifolyással tud elfolyni (pl. csatornába). Ezen kívül egy 230 V-os dugaljra van szükség, és igény esetén internet kapcsolat kialakítására.

18, Milyen feltételek szükségesek egy WaterScope Micro üzembe helyezéséhez?
– Átfolyásos rendszerű Waterscope Micro esetében olyan vízvételi pontra van szükség, ahol a bemenő oldalon folyamatos a vízellátás, a levizsgált vízminta elfolyása biztosított.
– Az asztali Waterscope Micro esetében a különböző vízminták cserélése kézi úton történik. A minta homogenitását mágneses keverővel biztosítjuk. Az egyes vízminták vizsgálata között tisztítási folyamatot kell beiktatni. A levizsgált vízminta gyűjtését egy másik edényben biztosítjuk.

19, Milyen karbantartási igénye van a berendezésnek?
Napi karbantartást nem igényel, vízminőségtől függően kell tisztítani a cellát, illetve tisztítani a cella üvegét.

20, Miben különbözünk a versenytársak (pl. Fluid Imaging) technológiájától? Mi a lényeges különbség?
A FlowCam technológia nem képes klasszifikálni. Képes képeket készíteni, nem tudja felismerni a taxonokat és osztályozni a képeket. Csak méret szerinti osztályozást végez.