Zeitschrift für Elektrotechnik und Elektronik

Datentransformationsalgorithmus zur zuverlässigen Bestimmung der Bakterienkonzentration mithilfe der Impedanzmethode

Marco Grossi, Massimo Lanzoni, Diego Matteuzzi und Bruno Ricc?

Datentransformationsalgorithmus zur zuverlässigen Bestimmung der Bakterienkonzentration mithilfe der Impedanzmethode

Bakterielle Kontamination ist ein sehr wichtiges Thema in verschiedenen Bereichen wie der Lebensmittelqualitätskontrolle und der Umweltüberwachung. Hohe Bakterienkonzentrationen und/oder das Vorhandensein pathogener Bakterienstämme können die menschliche Gesundheit ernsthaft gefährden, daher muss die mikrobielle Konzentration regelmäßig überprüft werden, um nationalen und internationalen Vorschriften zu entsprechen. Die Bakterienkonzentration wird mit der Standard-Plattenzähltechnik gemessen, einer zuverlässigen und genauen Methode, die jedoch durch eine lange Reaktionszeit (24–72 Stunden) gekennzeichnet ist und in einer Laborumgebung von Fachpersonal durchgeführt werden muss. Unsere Forschungsgruppe hat kürzlich ein eingebettetes tragbares Biosensorsystem entwickelt, das in Bezug auf die Reaktionszeit mit der Standardtechnik konkurrieren kann und von Benutzern ohne mikrobiologische Kenntnisse problemlos für Messungen vor Ort verwendet werden kann. In diesem Artikel diskutieren wir einen Algorithmus zur Transformation der vom Biosensor gemessenen Daten, der sich als genau und einfach umzusetzen erweist. Der Algorithmus basiert auf der Berechnung der ersten und zweiten Zeitableitung der gemessenen elektrischen Parameter und die Ergebnisse zeigen eine gute Korrelation (R2 = 0,829) zwischen der mit dem Biosensor geschätzten Bakterienkonzentration und der mit der Standardtechnik gemessenen Konzentration.