Badanie to nie obejmowało ludzi ani zwierząt kręgowców; w związku z tym nie wymagano instytucjonalnej zgody komisji etycznej. Użyte odczynniki i sprzęt wymieniono w Tabeli materiałów.
1. Wykorzystane szczepy bakteryjne i ekstrakcja DNA
Szczepy Vibrio cholerae no O1 CECT 55, V. parahaemolyticus ATCC 17802, V. vulnificus ATCC 29037 oraz V. alginolyticus ATCC 17749 hodowano w bulionie BHI (brain heart infusion) z dodatkiem 2% NaCl w temperaturze 37 °C przez 24 h. Szczepy Escherichia coli ATCC 25922, Cronobacter sakazakii ATCC 12868, Listeria monocytogenes ATCC 49594 oraz Salmonella Typhimurium ATCC 14028 hodowano w bulionie BHI bez chlorku sodu w temperaturze 37 °C przez 24 h, aby wykorzystać je jako kontrole negatywne w testach. W celu ekstrakcji DNA hodowlę nocną wirowano przy 16,000 x g przez 6 min w temperaturze 25 °C w wirówce. Nadfiltr ostrożnie odlano, aby nie zaburzyć osadu komórkowego, a następnie osad dokładnie resuspendowano poprzez pipetowanie w 500 μL roztworu buforu TAE (kwas TRIS-octowy-EDTA, pH 8). Zawiesinę gotowano przez 6 min w celu lizy komórek, a następnie natychmiast schłodzono na lodzie przez 5 min. Wykonano końcowe wirowanie w celu osadzenia szczątków komórkowych, otrzymując klarowny nadfiltr zawierający ekstrahowane DNA, który następnie wykorzystano jako matrycę do amplifikacji metodą LAMP22,23.
2. Procedura LAMP
Startery użyte w metodzie LAMP (Tabela 1) zostały przetestowane w celu potwierdzenia specyficzności identyfikacji V. cholerae, V. parahaemolyticus, V. vulnificus oraz V. alginolyticus. Identyfikację każdego gatunku Vibrio za pomocą metody LAMP przeprowadzono w probówkach reakcyjnych, przygotowując końcową objętość 25 μL mieszaniny zawierającej: 1,6 μM każdego z starterów, 1,4 mM mieszaniny dNTP, 6 mM MgSO4, 800 mM betainy, 8 U polimerazy DNA Bst oraz 5 μL matrycowego DNA. Mieszaninę reakcyjną delikatnie wymieszano i inkubowano w kąpieli wodnej w temperaturze 65 °C przez 60 min. Po czasie inkubacji produkty amplifikacji rozdzielono w 1,5% żelu agarozowym. Produkty amplifikacji zabarwiono następnie za pomocą 1 μL fluorescencyjnego barwnika DNA rozcieńczonego 1:100 i wykazano przy użyciu transiluminatora światła niebieskiego. Inna technika ustalania, czy test identyfikacji patogenu był pozytywny, polegała na dodaniu do probówek reakcyjnych 4 μL błękitu hydroksynaftolowego (HNB, 125 μM) i obserwacji zmiany barwy gołym okiem. Pozytywny wynik testu wskazywała zmiana barwy na niebieską, a wynik negatywny na fioletową24. Jako kontrole negatywne dla metody LAMP wykorzystano Escherichia coli ATCC 25922, Cronobacter sakazakii ATCC 12868, Listeria monocytogenes ATCC 49594 oraz Salmonella Typhimurium ATCC 14028. Produkty amplifikacji uzyskane w metodzie LAMP rozdzielono w żelu agarozowym i obserwowano za pomocą transiluminatora. Uzyskane obrazy zarejestrowano i zdigitalizowano przy użyciu oprogramowania MS 1D Analysis Software.
3. Obróbka próbek ostryg, krewetek i ryb w celu eliminacji naturalnie występujących w próbkach gatunków Vibrio spp.
Pobrano dziesięć próbek ostryg, dziesięć próbek krewetek oraz dziesięć próbek ryb o przybliżonej wadze 200 g każda. W celu usunięcia naturalnie występujących komórek Vibrio zastosowano wcześniej opisaną metodologię21. Odważono pięćdziesiąt gramów (50 g) każdej próbki i poddano mechanicznej homogenizacji w blenderze łopatkowym przy 260 rpm przez 1 min, uzyskując jednorodną zawiesinę tkankową, którą następnie przechowywano w temperaturze -70 °C przez 72 h. Następnie próbki całkowicie rozmrożono w łaźni wodnej o temperaturze 40 °C i przemyto 300 mL soli fosforanowego buforu fizjologicznego (0,85% NaCl, pH 9). Aby upewnić się, że poprzednia procedura skutecznie wyeliminowała Vibrio z próbek, przeprowadzono metodologię wstępnego namnażania wskazaną w rozdziale 9 podręcznika Bacteriological Analytical Manual Agencji Żywności i Leków (FDA)7. Roztwór soli zawierający próbkę zastąpiono 450 mL alkalicznej wody peptonowej (APW, pH 9). Następnie w APW starannie przygotowano rozcieńczenia seryjne do stężenia 10⁻3 i inkubowano przez 24 h. Na koniec alikwot z każdej probówki wysiało się na selektywne podłoże agar TCBS (thiosulfate-citrate-bile salts-sucrose) i inkubowano przez 24 h w temperaturze 37 °C, aby wizualnie potwierdzić brak charakterystycznych kolonii Vibrio. Wszystkie testy wykonano w trzech powtórzeniach.
4. Przygotowanie węgla aktywnego z bentonitem (ACB) i ocena odzyskiwania komórek
Aby określić warunki, w których ACB najskuteczniej absorbuje inhibitory obecne w próbkach produktów rybnych, przy jednoczesnym minimalnym pochłanianiu komórek docelowych, zastosowano opublikowaną metodologię21 w celu ustalenia optymalnego pH oraz czasu kontaktu ACB z próbkami żywności. Węgiel aktywny dokładnie przepłukano wodą destylowaną i wysuszono w temperaturze 55 °C. Następnie 32,6 g węgla aktywnego zmieszano z 3,04 g bentonitu, mieszając w sposób ciągły przy 150 rpm przez 24 h w celu zapewnienia jednorodnego rozkładu, po czym wysuszono w 55 °C i wysterylizowano, otrzymując drobny, jednorodny suchy proszek ACB. Aby ocenić odzysk komórek po zmieszaniu komórek Vibrio z mieszaniną węgla aktywnego i bentonitu (ACB), szczepy hodowano oddzielnie w bulionie BHI z dodatkiem 2% NaCl do momentu osiągnięcia gęstości komórek 1,5 x 104 CFU/mL. Następnie 1 mL każdego szczepu Vibrio zaszczepiono oddzielnie do 100 mL buforu fosforanowego (PBS, 0,85% NaCl, skorygowanego do pH 4, 6 i 9). Zawiesinę bakteryjną połączono z 4,6 g wcześniej przygotowanego ACB i mieszano przy 150 rpm przez 15, 30 i 60 min, aby umożliwić kontakt. Po każdym wyznaczonym czasie kontaktu ostrożnie oddzielono aliquot o objętości 0,1 mL, naniesiono metodą wylewania na agar TCBS i inkubowano w 37 °C przez 24 h przed przystąpieniem do liczenia kolonii.
5. Ocena granicy wykrywalności V. cholerae, V. parahaemolyticus, V. vulnificus oraz V. alginolyticus w próbkach ostryg, krewetek i ryb poddanych działaniu węgla aktywnego i bentonitu
Każdy z gatunków Vibrio wykorzystanych w niniejszym badaniu był hodowany w bulionie BHI, a gęstość ich komórek została precyzyjnie dostosowana do 1,5 x 104, 7,5 x 103, 3,8 x 103, 1,5 x 103, 7,5 x 102, 3 x 102, 1,5 x 102 oraz 76 CFU/mL (A600 nm ~0,25), co zmierzono przy użyciu spektrofotometru. Następnie 1 mL każdej kultury Vibrio wykorzystano do inokulacji 50 g każdej próbki (ostrygi, ryby, krewetki), które zostały wcześniej poddane obróbce w celu wyeliminowania obecności Vibrio. Zainokulowane próbki homogenizowano w blenderze łopatkowym przy 360 rpm przez 30 s i rozcieńczono 450 mL APW (pH 6). Mieszaninę odwirowano następnie w wirówce przy 260 x g przez 5 min w 4 °C w celu oddzielenia dużych zanieczyszczeń. Otrzymany supernatant przelano do kolb zawierających 23 g ACB, mieszano przy 150 rpm przez 15 min w celu absorpcji inhibitorów, a następnie przefiltrowano za pomocą papieru filtracyjnego, uzyskując przejrzysty eluat pozbawiony dużych cząstek. Eluat ten odwirowano przy 16 000 x g przez 10 min w 4 °C, w wyniku czego na dnie probówki powstał widoczny osad komórkowy, który następnie wykorzystano do ekstrakcji DNA. Każdy gatunek Vibrio zidentyfikowano metodą LAMP. Kontrole negatywne stanowiły próbki zainokulowane szczepami Escherichia coli ATCC 25922, Cronobacter sakazakii ATCC 12868, Listeria monocytogenes ATCC 49594 oraz Salmonella Typhimurium ATCC 14028. Mieszaninę reakcyjną inkubowano w kąpieli wodnej w temperaturze 65 °C przez 60 min. Po czasie inkubacji produkty amplifikacji rozdzielono w 1,5% żelu agarozowym i zabarwiono fluorescencyjnym barwnikiem do DNA. Żele wizualizowano w transiluminatorze światła niebieskiego. Na koniec do każdej probówki dodano 4 μL błękitu hydroksynaftolowego (125 μM) w celu detekcji gołym okiem24.
6. Wyznaczenie wartości predykcyjnej dodatniej, wartości predykcyjnej ujemnej, swoistości i czułości metody LAMP
Czułość, swoistość oraz wartości predykcyjne metody LAMP określono przy użyciu 30 próbek (10 próbek krewetek, 10 ostryg i 10 ryb). Każdą próbkę zaszczepiono minimalną wykrywalną koncentracją ustaloną dla każdego gatunku Vibrio. Aby wyznaczyć procentową czułość i swoistość, a także ujemną wartość predykcyjną (NPV) i dodatnią wartość predykcyjną25, zastosowano tabelę kontyngencji do podsumowania wyników prawdziwie dodatnich (TP), prawdziwie ujemnych (TN), fałszywie dodatnich (FP) oraz fałszywie ujemnych (FN) uzyskanych podczas eksperymentów (Tabela 2). Na podstawie tych danych zastosowano następujące wzory:


