Il rilevamento dei batteri è importante in molti settori per proteggere cibo, aria e acqua dalla contaminazione o per identificare la fonte di infezione in un ambiente medico. I metodi tradizionali di rilevamento dei batteri, come la raccolta delle colture, sono efficaci ma possono richiedere ore o giorni per mostrare i risultati e potrebbero non rilevare la maggior parte dei tipi di batteri. Sono in corso di sviluppo metodi più recenti e più rapidi di rilevamento dei batteri per semplificare il processo e aumentare i tassi di rilevamento. Alcuni di questi includono la reazione a catena della polimerasi (PCR), dispositivi a infrarossi che rilevano i batteri negli alimenti e scansioni rapide che rilevano la contaminazione batterica nelle piastrine del sangue. Molti di questi metodi rilevano i batteri misurando i livelli di ossigeno o minuscoli disturbi elettrici che indicano la presenza di batteri.
La tecnica tradizionale di rilevamento dei batteri consiste nel prelevare un campione, coltivare una coltura di batteri e contare i batteri che crescono. Questo metodo è comunemente usato in ambienti medici che ospitano prodotti piastrinici nel sangue. Poiché i prodotti piastrinici devono essere conservati a temperatura ambiente, sono ad alto rischio di contaminazione batterica.
Le tecniche di coltura tradizionali rilevano cambiamenti nei livelli di ossigeno che indicano la presenza di batteri, ma i risultati possono richiedere sette giorni. Esistono sistemi più recenti e più rapidi per rilevare i batteri, come la citometria in fase solida, che rileva e conta tutti i batteri marcati con fluorescenza entro tre minuti.
Come i metodi utilizzati per rilevare i batteri nei prodotti piastrinici, il rilevamento batterico nell’acqua o nell’aria richiede in genere la conta piastrinica, in cui l’acqua viene posta su una superficie di agar e viene lasciata crescere una coltura. Dopo un tempo sufficiente per consentire ai batteri di moltiplicarsi, vengono contate le colonie batteriche. Un altro modo per identificare i batteri nell’acqua è utilizzare un virus per infettare i batteri con molecole reporter fluorescenti che possono essere identificate mediante spettroscopia a fluorescenza.
Un nuovo metodo di rilevamento batterico che ha il potenziale per un’ampia gamma di applicazioni è un sensore rivestito con anticorpi batterici attraversato da una corrente elettrica. Quando questo sensore entra in contatto con i batteri, il sensore rileva i cambiamenti nella frequenza che indicano la presenza batterica. Questa tecnologia è stata utilizzata per migliorare il rilevamento dei batteri Escherichia coli (E. coli) negli impianti di lavorazione della carne e per rilevare la tossina microcistina-LR (MC-LR) nell’acqua potabile. Questa tecnologia rileva i batteri in pochi minuti, mentre il metodo di coltura più vecchio richiede ore o giorni.
La PCR è una tecnica molecolare di identificazione batterica che presenta numerosi vantaggi rispetto ad altri metodi di rilevamento batterico. Alcune stime affermano che oltre il 99 percento di tutti i batteri nel corpo umano non può essere coltivato, rendendo le tecniche tradizionali inadeguate per molte applicazioni. La PCR può rilevare molto rapidamente piccole quantità di batteri utilizzando tecniche di amplificazione dell’RNA e del DNA.