WO2006129038A2 - Procede de quantification rapide des micro-organismes coliformes vivants dans un echantillon d'eau - Google Patents

Procede de quantification rapide des micro-organismes coliformes vivants dans un echantillon d'eau Download PDF

Info

Publication number
WO2006129038A2
WO2006129038A2 PCT/FR2006/050497 FR2006050497W WO2006129038A2 WO 2006129038 A2 WO2006129038 A2 WO 2006129038A2 FR 2006050497 W FR2006050497 W FR 2006050497W WO 2006129038 A2 WO2006129038 A2 WO 2006129038A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter
microorganisms
sample
water
coliform
Prior art date
Application number
PCT/FR2006/050497
Other languages
English (en)
Other versions
WO2006129038A3 (fr
Inventor
Anne-Sophie Lepeuple
Philippe Lebaron
Pierre Servais
Original Assignee
Veolia Eau - Compagnie Generale Des Eaux
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Veolia Eau - Compagnie Generale Des Eaux filed Critical Veolia Eau - Compagnie Generale Des Eaux
Priority to US11/916,326 priority Critical patent/US20090221013A1/en
Priority to EP06778910A priority patent/EP1891227A2/fr
Priority to CA002611300A priority patent/CA2611300A1/fr
Priority to AU2006253993A priority patent/AU2006253993A1/en
Publication of WO2006129038A2 publication Critical patent/WO2006129038A2/fr
Publication of WO2006129038A3 publication Critical patent/WO2006129038A3/fr

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • C12Q1/10—Enterobacteria
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • C12Q1/06—Quantitative determination

Definitions

  • the invention relates to a method for rapid quantification of live coliform microorganisms in a water sample, as well as its use.
  • the present invention relates to the method of rapid quantification of microorganisms Escherichia coli in a bathing water sample, including seawater.
  • Patent EP 0 386 051 proposes a method for quantifying total coliform micro-organisms using the measurement of a specific enzymatic activity ( ⁇ -D-galactosidase activity) under standardized conditions of pH, temperature and substrate concentration.
  • the rate of formation of the products of the reaction is proportional under standardized conditions to the amount of enzyme naturally present in the reaction medium.
  • the measurement of enzymatic activity allows to determine the number of total coliform microorganisms, in a water sample, and thus to deduce its concentration.
  • EP 0 386 051 provides for the addition of constituents capable of increasing the enzymatic activity, to activate the fluorescence and to facilitate the measurement of the rate of variation of the fluorescence in the case where the concentration of microorganisms is low, without waiting for the multiplication of microorganisms by reproduction over several generations.
  • Escherichia coli in water known as "microplate”, which serves as a reference in the regulation on the microbiological quality of surface water, especially bathing water, to determine the level of contamination.
  • NF EN ISO 9308-3 the sample diluted in several dilutions is seeded in a series of wells of a microplate containing the dehydrated culture medium and the substrate of the enzyme, 4-methylumbelliferyl- ⁇ - D-glucuronide (MuGIu). After an incubation period of 36 to 72 hours at 44 ° C., the wells of the microplate are examined under ultraviolet radiation with a wavelength of 366 nm. The presence of Escherichia coli in a given well is indicated by a blue fluorescence resulting from the hydrolysis of MuGIu. For each dilution, the number of positive wells is noted. The results are given in most probable number (MPN) per 100ml (the NPP is a statistical estimate of the density of the micro-organisms, supposed to answer a distribution of Poisson in the seeded volumes).
  • MPN most probable number
  • this standardized method is particularly suitable for water rich in suspended matter.
  • this standard microplate method requires on average 48 hours whereas the rapid detection methods of Escherichia coli described in the prior art, allow to obtain a result in 1 hour and can be used as a rapid indicator of the microbiological quality of water and therefore as an immediate health risk management tool.
  • the rapid detection methods Escherichia coli do not always give a result comparable to the standard microplate method.
  • the rapid methods give a result superior to that of the standardized method.
  • the object of the present invention is to provide a method for rapid quantification of live coliform microorganisms in a water sample, making it possible to overcome the disadvantages of the prior art and in particular to offer the possibility of giving results comparable to the method.
  • fast means a process capable of being carried out in a maximum of a few hours, and in particular within one hour at most.
  • the method is characterized in that it comprises the following steps: a) performing a preliminary stage of treatment of the sample allowing at least a part of the particles to be removed in suspension in the water ; b) filtering the sample on a filter having a pore size smaller than the size of the coliform microorganisms, in order to concentrate the coliform microorganisms on the filter; c) place the filter retaining the coliform microorganisms in a container containing a buffer solution; d) bringing the container to a temperature of activity of the measured enzyme; e) adding to the container a fluorogenic substrate capable of forming, by hydrolysis under the effect of the enzyme, 4-methylumbelliferone (MUF); f) performing at regular intervals the measurement of the amount of fluorescence emitted in; fl) withdrawing a quantity of the reaction medium contained in said vessel, f2) adding a pH-modifying agent to increase the fluorescence; f3) exposing the sample to light
  • This solution also has the additional advantage of allowing, in addition to simplicity of implementation of this preliminary step, not to require a significant implementation time.
  • the method according to the invention comprises one or more of the following other preferred arrangements:
  • the preliminary stage of treatment comprises a pre-filtration
  • the pre-filtration is carried out with at least one filter having a porosity greater than or equal to 8 ⁇ m; the pre-filtration is carried out with a first filter and a second filter having a porosity lower than the first filter, placed upstream of the first filter;
  • the pre-filtration is carried out with a first filter having a pore size greater than or equal to 15 ⁇ m (advantageously substantially equal to 20 ⁇ m) and a second filter having a pore size greater than or equal to 8 ⁇ m (advantageously substantially equal to 10 ⁇ m);
  • the filter (s) is (are) made of a material belonging to the group comprising nylon (registered trademark), polycarbonate, cellulose acetate, sulfone, polyvinylidene fluoride (PVDF); , polyethersulfone (PES) and polyacrylonitrile, or more generally in any type of synthetic polymer.
  • nylon registered trademark
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PES polyethersulfone
  • PES polyacrylonitrile
  • FIG. 1 schematically shows a particle suspended in the water of the sample
  • FIG. 2 represents the correlation between the fluorescence rate and the concentration of Escherichia coli bacteria in seawater
  • FIG. 3 is a diagram showing results obtained according to the standardized method, according to the rapid method of the prior art and according to the invention.
  • FIG. 1 diagrammatically shows a particle 10, for example a grain of sand, likely to be in suspension in the water of the sample whose concentration of Escherichia coli bacteria is to be measured.
  • a particle 10 for example a grain of sand, likely to be in suspension in the water of the sample whose concentration of Escherichia coli bacteria is to be measured.
  • This particle 10 carries on its surface ten bacteria Escherichia coli 12.
  • the particles of suspended matter to which are fixed bacterial cells of the Escherichia coli type are distributed in the wells of the microplates. .
  • Each particle falling into a well results in counting this well as positive, i.e., statistically containing a single cell of Escherichia coli, whereas in reality there is a higher number of Escherichia coli (ten in each case). the case of the particle 10 of Figure 1).
  • the present invention therefore has the principle of removing all or part of the suspended particles in water to quantify live coliform microorganisms, including Escherichia coli, individually without taking into consideration those that are grouped on a particle.
  • the method according to the invention is not limited to being used for seawater, but also to quantify living conforming microorganisms in fresh water
  • the enzyme is ⁇ -D-glucuronidase
  • the fluorogenic substrate is 4-methylumbelliferyl- ⁇ -D-glucuronide (MuGIu) in order to quantify the live coliform microorganisms Escherichia CoIi
  • the pH-modifying agent is sodium hydroxide, to obtain a pH greater than 10.
  • the preliminary processing step of the sample that was used to remove at least a portion of the suspended particles in the water is pre-filtration.
  • the water sample to be analyzed is filtered through two superposed filters.
  • the first located on the top is made of nylon (registered trademark) and has a porosity of 20 ⁇ m.
  • the second filter, located on the bottom is made of polycarbonate and has a porosity of 10 ⁇ m.
  • a filtration step is then carried out to concentrate Escherichia coli on a filter.
  • This filtration step consists in passing the 100 ml of sample of the filtrate on a polycarbonate filter 47 mm in diameter and 0.22 ⁇ m in porosity.
  • the walls of the funnel are rinsed with distilled water (or with pyrogen-free water). Then, the polycarbonate filter is placed in a container containing Phosphate buffer (pH 6.9). at 44 ° C (thermostatically controlled water bath).
  • Phosphate buffer pH 6.9
  • 4-methylumbelliferyl- ⁇ -D-glucuronide solution (MuGIu 1.1 mg / ml, Triton X100 0.04% vol / vol) is added to the vessel containing the reaction mixture.
  • the fluorescence emitted by the reaction mixture previously adjusted to pH 10.6 is measured over time (by a sample taken every 5 minutes, for about 30 minutes) by addition of sodium hydroxide (NaOH ) to the levy.
  • NaOH sodium hydroxide
  • the concentration of E ⁇ ? // (number of E co / f for 100 m L) is determined using the correlation line "Enzymatic Activity / Enumeration per microplate”.
  • the number of E .alpha..sub.H in the 100 ml of sample is calculated at the same time as the enzymatic activity.
  • FIG. 3 shows the results obtained with the three methods: standard method, rapid enzymatic method without pre-filtration, and according to the invention, namely the rapid enzymatic method with the pre-filtration step on turbidity seawater samples ranging from 34 to 223 FNU.
  • results show that the higher the turbidity, the more important the pre-filtration step is to obtain results close to those obtained with the standardized method and provide an indicator of the regulatory microbiological quality.
  • the second polycarbonate filter with a porosity of 10 ⁇ m can be replaced by a filter having a porosity of 8 ⁇ m.
  • the choice of the filter (s) of the pre-filtration stage is based on the material and on the pore size (cut-off point), it being understood that it is necessary to avoid a cut-off threshold that is too low resulting in clogging or still retaining bacteria forming live coliform microorganisms to quantify.
  • the present invention is not limited to the implementation of a preliminary treatment consisting in prefiltering.
  • this preliminary treatment step may comprise or consist of a low speed centrifugation. In this way, the suspended particles of the filtrate can be separated.
  • This preliminary stage of treatment may also include or consist in the implementation of sedimentation or decantation, that is to say the natural fall of the particles by the resting of the sample, then the recovery of the supernatant to perform the measurement.
  • Such a preliminary stage of sedimentation can be combined with a physicochemical phenomenon of aggregation (flocculation or coagulation)
  • the present invention provides a preliminary processing step for adapting the results obtained by the rapid method of the prior art to the results obtained by the standardized method.
  • Such stall can be implemented by different physico-chemical methods: ultrasonic treatment, use of detergents ...

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de quantification rapide des micro-organismes coliformes vivants dans un échantillon d'eau dans lequel on place les micro-organismes en contact avec un substrat fluorogène qui est hydrolyse en methylumbelliferone par une enzyme dégagée par les micro-organismes. La methylumbelliferone est détectée par la fluorescence qu'elle émet, la vitesse de variation de cette fluorescence étant mesurée afin de déterminer la concentration des micro-organismes coliformes dans l'échantillon d'origine à partir de la vitesse de variation calculée et d'un schéma de corrélation. De façon caractéristique, on réalise une étape préliminaire de traitement, notamment une pré-filtration, de l'échantillon permettant de retirer au moins une partie des particules en suspension dans l'eau, ce qui permet de donner une quantification tout à fait comparable à celle de la méthode normalisée par microplaque. Application à l'analyse des eaux de baignade pour la détection des Escherichia Coli.

Description

Procédé de quantification rapide des micro-organismes conformes vivants dans un échantillon d'eau
L'invention concerne un procédé de quantification rapide des micro-organismes coliformes vivants dans un échantillon d'eau, ainsi que son utilisation.
En particulier, mais de façon non limitative, Ia présente invention porte sur le procédé de quantification rapide des microorganismes Escherichia coli dans un échantillon d'eau de baignade, notamment d'eau de mer.
Dans le cadre de la surveillance de Ia qualité des eaux de baignade, les analyses courantes portent essentiellement sur les paramètres microbiologiques et principalement sur Ia recherche de bactéries indicatrices (coliformes fécaux tels que Escherichia coli et entérocoques) témoignant d'une pollution fécale, qu'elle soit d'origine humaine où animale (animaux à sang chaud). La présence de ces germes dans l'eau indique que celle-ci a été contaminée par des matières fécales et sous-entend une présence potentielle de germes pathogènes. Ainsi, la réglementation de la qualité des eaux de baignade fixe des valeurs guides et impératives qui correspondent à deux plafonds de concentrations de ces indicateurs dans les eaux analysées et qui permettent d'évaluer Ia qualité microbiologique des eaux.
Aujourd'hui, les méthodes normalisées utilisées pour l'énumération des coliformes fécaux et des entérocoques reposent pour la plupart sur des méthodes Pasteuriennes. Certaines méthodes sont basées sur Ia mise en culture des microorganismes sur des milieux de culture sélectifs puis sur leur quantification après une période d'incubation allant de 24 heures à 48 heures. D'autres méthodes sont basées sur des méthodes enzymatiques et reposent sur la détection d'une enzyme ou d'une combinaison d'enzymes dans des conditions de croissance en conditions sélectives. Les mesures sont effectuées en microplaques et les résultats reposent sur une estimation statistique de la concentration en germes cibles. Ces tests sont actuellement utilisés en routine et représentent Ia méthode de référence dans Ie domaine de l'analyse des eaux de baignade. Un des enjeux dans le domaine du diagnostic en microbiologie, et dans celui de l'analyse des eaux de baignade en particulier, est de développer des méthodes alternatives aux méthodes de culture qui soient plus rapides. Le brevet EP 0 386 051 propose un procédé de quantification des micro-organismes coliformes totaux utilisant la mesure d'une activité enzymatique spécifique (activité β-D-galactosidase) dans des conditions standardisées de pH, de température et de concentration en substrat.
La vitesse de formation des produits de la réaction (hydrolyse du 4-méthylumbélliféryl-β-D-galactoside (MuGaIa) en acide β-D- galactosique et en 4-méthylumbelliferone (MUF) (fluorescent) catalysée par l'enzyme β-D-galactosidase) est proportionnelle dans des conditions standardisées à la quantité d'enzyme présente naturellement dans le milieu réactionnel. En partant du principe que la quantité d'enzyme est constante au sein des bactéries des espèces formant les micro-organismes coliformes totaux, la mesure de l'activité enzymatique (suivi de la cinétique de formation du 4-méthylumbelliferone (fluorescent) par spectrofluorimétrie) permet de déterminer le nombre des microorganismes coliformes totaux, dans un échantillon d'eau, et donc d'en déduire sa concentration.
En particulier, EP 0 386 051 prévoit l'ajout de constituants aptes à augmenter l'activité enzymatique, pour activer la fluorescence et faciliter la mesure de la vitesse de variation de Ia fluorescence dans le cas où la concentration en micro-organismes est faible, sans attendre la multiplication des micro-organismes par reproduction sur plusieurs générations.
Il est également connu (« Use of enzymatic methods for rapid enumeration of coliforms in fresh waters », Journal of Applied Microbiology 2000, 88, 404-413, George et al) de réaliser une quantification rapide des micro-organismes coliformes vivants constitués des Escheήchia coli, dans un échantillon d'eau.
Dans ce cas, on utilise à titre de substrat fluorogène le 4- méthylumbéllîféryl-β-D-glucuronide (MuGIu) qui est catalysé par l'enzyme β-D-glucuronidase en acide β-Dglucuronique et en 4-méthyIumbelIiferone (MUF) dont la fluorescence est mesurée. II existe aussi une méthode normalisée de dénombrement des
Escherichia coli dans l'eau (ISO 9308-3) dite « microplaque », qui sert de référence dans la réglementation relative à la qualité microbiologique des eaux de surface, en particulier des eaux de baignade, pour déterminer le niveau de contamination.
Dans cette méthode normalisée NF EN ISO 9308-3, l'échantillon dilué selon plusieurs dilutions est ensemencé dans une série de puits d'une microplaque contenant le milieu de culture déshydraté et le substrat de l'enzyme, le 4-méthylumbélliféryl-β-D-glucuronide (MuGIu). Après une période d'incubation de 36 à 72 heures à 440C, les puits de la microplaque sont examinés sous rayonnement ultraviolet de longueur d'onde 366 nm. La présence û' Escherichia coli dans un puit donné est indiquée par une fluorescence bleue résultant de l'hydrolyse du MuGIu. Pour chaque dilution, le nombre de puits positifs est noté. Les résultats sont donnés en nombre le plus probable (NPP) par 100ml (le NPP est une estimation statistique de la densité des micro-organismes, supposée répondre à une distribution de Poisson dans les volumes ensemencés).
Il faut relever que cette méthode normalisée est particulièrement adaptée aux eaux riches en matières en suspension. Cependant, cette méthode normalisée par microplaque nécessite en moyenne 48 heures alors que les méthodes de détection rapide des Escherichia coii décrites dans l'art antérieur, permettent d'obtenir un résultat en 1 heure et peuvent être utilisées comme indicateur rapide de la qualité microbiologique de l'eau et donc comme outil de gestion du risque sanitaire immédiat.
Cependant les méthodes de détection rapides ά'Escherichia coli ne donnent pas toujours un résultat comparable à la méthode normalisée par microplaque . Notamment, dans le cas des eaux chargées en matières en suspension de type sable ou sédiments, les méthodes rapides donnent un résultat supérieur à celui de la méthode normalisée.
La présente invention a pour objectif de fournir un procédé de quantification rapide des micro-organismes colïformes vivants dans un échantillon d'eau, permettant de surmonter les inconvénients de l'art antérieur et en particulier offrant la possibilité de donner des résultats comparables à la méthode normalisée, pour tout type d'eau, et notamment pour une eau turbïde, riche en matières en suspension. Dans la suite du présent texte et au sens de la présente invention, par « rapide », on entend un procédé apte à être réalisé en quelques heures au maximum, et notamment en 1 heure au plus.
A cet effet, selon la présente invention, le procédé est caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) réaliser une étape préliminaire de traitement de l'échantillon permettant de retirer au moins une partie des particules en suspension dans l'eau ; b) filtrer l'échantillon sur un filtre ayant une taille de pores inférieure à la taille des micro-organismes coliformes, afin de concentrer les micro- organismes coliformes sur le filtre ; c) placer le filtre retenant les micro-organismes coliformes dans un récipient contenant une solution tampon ; d) porter le récipient à une température d'activité de l'enzyme mesurée ; e) ajouter dans le récipient un substrat fluorogène apte à former, par hydrolyse sous l'effet de l'enzyme, de la 4-méthylumbelliferone (MUF) ; f) réaliser à intervalles régulier la mesure de la quantité de fluorescence émise en ; fl) prélevant une quantité du milieu réactionnel contenu dans ledit récipient, f2) ajoutant un agent modificateur du pH pour augmenter la fluorescence ; f3) exposant le prélèvement à de la lumière d'une longueur d'onde proche de la longueur d'onde d'excitation de la 4-méthylumbelliferone
(MUF) ; f4) réalisant la mesure de fluorescence émise par la 4- méthylumbelliferone (MUF) produite par le substrat fluorogène sous l'effet de l'enzyme contenue dans les micro-organismes coliformes ; g) calculer la vitesse de variation de la fluorescence émise ; et h) déterminer la concentration des micro-organismes coliformes dans l'échantillon d'origine à partir de la vitesse de variation calculée et d'un schéma de corrélation de vitesse de variation en fonction de la concentration en micro-organismes coliformes.
De cette manière, on comprend que par la présence de l'étape préliminaire de traitement de l'échantillon qui permet de retirer au moins une partie des particules en suspension dans l'eau, on diminue, le cas échéant, Ia turbidïté de l'eau et on obtient ainsi, avec cette méthode de détection rapide, un résultat comparable à celui obtenu par la méthode normalisée par microplaque, quelle que soit la turbidité de l'eau à tester.
Cette solution présente aussi l'avantage supplémentaire, de permettre, outre une simplicité de mise en œuvre de cette étape préliminaire, de ne pas nécessiter un temps de mise œuvre important.
Globalement, grâce à la solution selon la présente invention, il est possible de façon très simple, de mettre en oeuvre une méthode de quantification rapide des micro-organismes vivants qui donne un résultat comparable à la méthode normalisée. Le procédé selon l'invention comporte l'une ou plusieurs de autres dispositions préférentielles suivantes :
- l'étape préliminaire de traitement comporte une pré-filtration ;
- la pré-filtration est réalisée avec au moins un filtre présentant une porosité supérieure ou égale à 8 μm ; - la pré-filtration est réalisée avec un premier filtre et un deuxième filtre présentant une porosité inférieure au premier filtre, placé en amont du premier filtre ;
- la pré-filtration est réalisée avec un premier filtre présentant une taille de pores supérieure ou égale à 15 μm (avantageusement sensiblement égale à 20 μm ) et un deuxième filtre présentant une taille de pores supérieure ou égale à 8 μm (avantageusement sensiblement égale à 10 μm) ;
- le premier filtre et le deuxième filtre sont superposés ;
- le(s) filtre(s) est (sont) réalisé(s) dans un matériau appartenant au groupe comportant le Nylon (marque déposée), le polycarbonate, l'acétate de cellulose, le sulfone, le polyfluorure de vinylidène (PVDF), le polyéthersulfone (PES) et le polyacrylonitrile, ou plus généralement dans tout type de polymère de synthèse.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
Ia figure 1 représente schématïquement une particule en suspension dans l'eau de l'échantillon ; la figure 2 représente la corrélation entre la vitesse de fluorescence avec Ia concentration en bactéries Escherichia coli dans l'eau de mer; et la figure 3 est un diagramme représentant des résultats obtenus selon Ia méthode normalisée, selon la méthode rapide de l'art antérieur et selon l'invention.
Sur la figure 1, est représentée schématiquement une particule 10, par exemple un grain de sable, susceptible de se trouver en suspension dans l'eau de l'échantillon dont on souhaite mesurer la concentration en bactéries Escherichia coli.
Cette particule 10 porte sur sa surface dix bactéries Escherichia coli 12. Dans le cas de la mise œuvre de la méthode de quantification normalisée, les particules de matières en suspension auxquelles sont fixées des cellules bactériennes du type Escherichia coli sont réparties dans les puits des microplaques. Chaque particule 10 tombée dans un puits entraîne le comptage de ce puits comme positif, c'est-à-dire, statistiquement contenant une seule cellule de Escherichia coli , alors qu'en réalité il y a un nombre supérieur de Escherichia coli (dix dans le cas de la particule 10 de la figure 1).
En revanche, pour la méthode rapide enzymatique, c'est une activité globale que l'on mesure. Ainsi, toutes les cellules bactériennes Escherichia coli attachées aux particules présentent une activité enzymatique mesurable.
C'est pour cette raison que la méthode rapide enzymatique de l'art antérieure donne un résultat supérieur à celui de la méthode de quantification normalisée par microplaque du fait de la numération de toutes les cellules de E coli , y compris chacune de celles attachées aux matières en suspension.
La présente invention a donc pour principe de retirer tout ou partie des particules en suspension dans l'eau afin de quantifier les microorganismes coliformes vivants, notamment les Escherichia coli , individuellement sans prendre en considération celles qui sont regroupées sur une particule.
A titre d'exemple de la présente invention, des essais ont été menés pour de l'eau de mer. Cependant, le procédé selon l'invention n'est pas limité à être utilisé pour l'eau de mer, mais également pour quantifier les micro-organismes conformes vivants dans de l'eau douce, Dans cet exemple, l'enzyme est la β-D-glucuronidase, le substrat fluorogène est du 4-méthylumbélliféryl-β-D-glucuronide (MuGIu) afin de quantifier les micro-organismes coliformes vivants Escherichia CoIi et l'agent modificateur du pH est de l'hydroxyde de sodium, pour obtenir un pH supérieur à 10.
Egalement, dans cet exemple, l'étape préliminaire de traitement de l'échantillon qui a été utilisée pour retirer au moins une partie des particules en suspension dans l'eau est la pré-filtration.
A cet effet, l'échantillon d'eau à analyser est filtré au travers de deux filtres superposés. Le premier situé sur le dessus est en Nylon (marque déposée) et de porosité 20 μm. Le deuxième filtre, situé sur le dessous est en polycarbonate et de porosité 10 μm.
C'est le filtrat issu de cette étape de pré-filtration qui est utilisé pour réaliser la mesure d'activité enzymatique rapide. Dans cet exemple, on cherche à mesurer la quantité de bactéries de type Escherichia coll.
On réalise donc ensuite une étape de filtration pour concentrer les Escherichia coli sur un filtre.
Cette étape de filtration consiste à passer les 100 mL d'échantillon du filtrat sur un filtre en polycarbonate de 47 mm de diamètre et 0.22 μm de porosité,
Avant la fin de la filtration, on effectue le rinçage des parois de l'entonnoir à l'eau distillée (ou à l'eau apyrogène), Ensuite, on place le filtre de polycarbonate dans un récipient contenant du tampon Phosphate (pH 6.9) à 44°C (bain-marie thermostaté).
Ensuite, on effectue la mesure de l'activité enzymatique proprement dite.
Pour cela, on ajoute de la solution de 4-méthylumbélliféryl-β-D- glucuronide (MuGIu 1.1 mg/ml, Triton X100 0.04% vol/vol) dans le récipient contenant le mélange réactionnel.
Au bout d'1 minute environ, on mesure au cours du temps ( par un prélèvement effectué toutes les 5 minutes, pendant environ 30 minutes) la fluorescence émise par le mélange réactionnel préalablement ajusté à pH 10.6 par addition d'hydroxyde de sodium (NaOH) au prélèvement. On utilise une lumière avec une longueur d'onde d'excitation de 362 nm et une longueur d'onde d'émission de 445 nm.
On réalise enfin le traitement des données, à savoir des mesures de fluorescence. II s'agit du calcul de la pente de la droite représentant révolution de la concentration en MUF (nmol/L) en fonction du temps, et qui est significative de l'activité enzymatique (pmol de MUF/minute).
La concentration en E α?// (nombre de E co/f pour 100 m L) est déterminée à l'aide de la droite de corrélation « Activité Enzymatique/Dénombrement par microplaque». Le nombre de E α?//dans les 100 mL d'échantillon est calculé en même temps que l'activité enzymatique.
Cette droite de corrélation est représentée sur la figure 2 dans le cas de l'eau de mer : il s'agit de la régression linéaire logarithmique entre l'activité GLUase et la concentration en Escherichia coli pour des échantillons d'eau de mer d'un site de la Méditerranée (Pyrénées- Orientales, France) , à savoir Log (GLUase act. pmoles/min.100 ml) = 0.6534 Log {Escherichia co/i /100 ml) + 0.8856 (r2= 0.7229).
Sur la figure 3, on a reporté, les résultats obtenus avec les trois méthodes: méthode normalisée, méthode enzymatique rapide sans pré- filtration, et selon l'invention, à savoir la méthode enzymatique rapide avec l'étape de pré-filtration sur des échantillons d'eau de mer de turbidité allant de 34 à 223 FNU.
Les résultats montrent que plus la turbidité est importante, plus la réalisation de l'étape de pré-filtration est cruciale pour obtenir des résultats proches de ceux obtenus avec la méthode normalisée et fournir un indicateur de la qualité microbiologique réglementaire.
Sur la base de ces résultats, on comprend que le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre quelle que soit la turbidité de l'eau, et qu'elle est très avantageuse pour l'analyse d'une eau présentant une turbidité supérieure ou égale à 35 FNU , avantageusement supérieure à
50 FNU.
Si dans l'exemple préférentiel qui précède, on a utilisé deux filtres (respectivement en Nylon (marque déposée) et de porosité 20 μm puis en polycarbonate et de porosité 10 μm), d'autres essais ont montré que des résultats sont possibles avec une préfiltration réalisée avec un seul filtre, par exemple un filtre de porosité 8 μm notamment en polycarbonate.
II est à noter que Ie deuxième filtre en polycarbonate et de porosité 10 μm peut être remplacé par un filtre ayant une porosité de 8 μm.
L'utilisation de deux filtres superposés dans une même unité de pré-filtration est équivalente à la réalisation successive des deux pré- filtrations.
Le choix du ou des filtre(s) de l'étape de pré-filtration repose sur le matériau et sur la taille des pores (seuil de coupure), étant entendu qu'il faut éviter un seuil de coupure trop faible entraînant un colmatage ou encore retenant les bactéries formant les micro-organismes coliformes vivants à quantifier.
La présente invention n'est pas non plus limitée à la mise en œuvre d'un traitement préliminaire consistant à effectuer une préfiltration.
En effet, on peut retirer au moins une partie des particules en suspension dans l'eau par d'autres moyens.
En particulier, cette étape préliminaire de traitement peut comporter ou consister en une centrifugation à basse vitesse. De cette façon, on peut séparer les particules en suspension du filtrat.
Cette étape préliminaire de traitement peut aussi comporter ou consister en Ia mise en œuvre d'une sédimentation ou d'une décantation, c'est-à-dire de Ia chute naturelle des particules par la mise au repos de l'échantillon, puis la récupération du surnageant pour effectuer la mesure .
Une telle étape préliminaire de sédimentation peut être combinée à un phénomène physico-chimique d'agrégation (floculation ou coagulation)
II faut noter que Ia présente invention propose une étape de traitement préliminaire permettant d'adapter les résultats obtenus par la méthode rapide de l'art antérieur aux résultats obtenus par Ia méthode normalisée.
Toutefois, pour rapprocher ces deux mesures, on peut envisager d'adapter tes résultats obtenus par la méthode normalisée aux résultats obtenus par Ia méthode rapide de l'art antérieur, A cet effet, on peut par exemple réaliser un décrochage des bactéries fixées aux particules avant de réaliser l'analyse par la méthode normalisée, et ceci afin de dénombrer toutes les bactéries. Dans le cas du prétraitement par décrochage, la fraction de l'échantillon mesurée par les deux méthodes est celle des bactéries non fixées et celle des bactéries fixées aux particules des matières en suspension.
Un tel décrochage peut être mis en œuvre par différentes méthodes physico-chimiques : traitement par ultrasons, utilisation de détergents...

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de quantification rapide des micro-organismes conformes vivants dans un échantillon d'eau, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) réaliser une étape préliminaire de traitement de l'échantillon permettant de retirer au moins une partie des particules en suspension dans l'eau ; b) filtrer l'échantillon sur un filtre ayant une taille de pores inférieure à la taille des micro-organismes coliformes, afin de concentrer les microorganismes coliformes sur le filtre ; c) placer le filtre retenant les micro-organismes coliformes dans un récipient contenant une solution tampon ; d) porter le récipient à une température d'activité de l'enzyme mesurée ; e) ajouter dans le récipient un substrat fluorogène apte à former, par hydrolyse sous l'effet de l'enzyme, de la 4-méthylumbelliferone (MUF) ; f) réaliser à intervalles réguliers la mesure de la quantité de fluorescence émise en : fl) prélevant une quantité du milieu réactionnel contenu dans ledit récipient, f2) ajoutant un agent modificateur du pH pour augmenter la fluorescence ; f3) exposant le prélèvement à de la lumière d'une longueur d'onde proche de la longueur d'onde d'excitation de la 4-méthylumbelliferone (MUF) ; f4) réalisant la mesure de fluorescence émise par la 4- méthylumbelliferone (MUF) produite par le substrat fluorogène sous l'effet de l'enzyme contenue dans les micro-organismes coliformes ; g) calculer la vitesse de variation de la fluorescence émise ; et h) déterminer la concentration des micro-organismes coliformes dans l'échantillon d'origine à partir de la vitesse de variation calculée et d'un schéma de corrélation de vitesse de variation en fonction de la concentration en micro-organismes coliformes,
2, Procédé selon Ia revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape préliminaire de traitement comporte une pré-filtration.
3. Procédé selon Ia revendication 2, caractérisé en ce que la pré-filtration est réalisée avec au moins un filtre présentant une porosité supérieure ou égale à 8 μm.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la pré-filtration est réalisée avec un premier filtre et un deuxième filtre présentant une porosité inférieure au premier filtre, placé en amont du premier filtre.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pré-filtration est réalisée avec un premier filtre présentant une taille de pores supérieure ou égale à 15 μm et un deuxième filtre présentant une taille de pores supérieure ou égale à 8 μm.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit premier filtre présentant une taille de pores sensiblement égale à 20 μm et un deuxième filtre présentant une taille de pores sensiblement égale à 10 μm.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le premier filtre et le deuxième filtre sont superposés.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que ledit filtre est réalisé dans un matériau appartenant au groupe comportant le Nylon (marque déposée), le polycarbonate, l'acétate de cellulose, le sulfone, le polyfluorure de vinylidène (PVDF), le polyéthersulfone (PES) et le polyacrylonitrile.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette étape préliminaire de traitement comporte une centrifugation à basse vitesse.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette étape préliminaire de traitement comporte une sédimentation et récupération du surnageant.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite enzyme est la β-D- glucuronidase, en ce que ledit substrat fluorogène est du 4- méthyiumbélliféryl-β-D-glucuronide (MuGIu) afin de quantifier les micro- organismes coliformes vivants Escherichia CoIi et en ce que ledit agent modificateur du pH est de l'hydroxyde de sodium.
12. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 pour l'analyse d'une eau présentant une turbidité supérieure à 35 FNU.
13. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 pour l'analyse d'un échantillon d'eau de mer ou d'eau douce.
PCT/FR2006/050497 2005-06-03 2006-06-01 Procede de quantification rapide des micro-organismes coliformes vivants dans un echantillon d'eau WO2006129038A2 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/916,326 US20090221013A1 (en) 2005-06-03 2006-06-01 Method for quantifying living coliform microorganisms in a water sample
EP06778910A EP1891227A2 (fr) 2005-06-03 2006-06-01 Procede de quantification rapide des micro-organismes coliformes vivants dans un echantillon d'eau
CA002611300A CA2611300A1 (fr) 2005-06-03 2006-06-01 Method for rapidly quantifying living coliform microorganisms in a water sample
AU2006253993A AU2006253993A1 (en) 2005-06-03 2006-06-01 Method for quantifying living coliform microorganisms in a water sample

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0505618A FR2886651B1 (fr) 2005-06-03 2005-06-03 Procede de quantification rapide des micro-organismes coliformes vivants dans un echantillon d'eau
FR0505618 2005-06-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2006129038A2 true WO2006129038A2 (fr) 2006-12-07
WO2006129038A3 WO2006129038A3 (fr) 2007-04-19

Family

ID=35708947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2006/050497 WO2006129038A2 (fr) 2005-06-03 2006-06-01 Procede de quantification rapide des micro-organismes coliformes vivants dans un echantillon d'eau

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090221013A1 (fr)
EP (1) EP1891227A2 (fr)
AU (1) AU2006253993A1 (fr)
CA (1) CA2611300A1 (fr)
FR (1) FR2886651B1 (fr)
WO (1) WO2006129038A2 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010002552A1 (fr) * 2008-06-30 2010-01-07 General Electric Company Procédé de concentration et de traitement d'échantillons de fluide
CN112980917A (zh) * 2019-12-16 2021-06-18 天津大学 一种快速定量水中大肠杆菌的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989004372A1 (fr) 1987-11-05 1989-05-18 Berg James D Procede rapide de detection de microorganismes pathogenes
WO1994020638A1 (fr) 1993-03-12 1994-09-15 Berg James D Systeme de detection rapide de coliformes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989004372A1 (fr) 1987-11-05 1989-05-18 Berg James D Procede rapide de detection de microorganismes pathogenes
WO1994020638A1 (fr) 1993-03-12 1994-09-15 Berg James D Systeme de detection rapide de coliformes

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FARNLEITNER A H: "Rapid enzymatic detection of Escheria coli contamination in polluted river water", LETTERS IN APPLIED MICROBIOLOGY, vol. 33, no. 3, September 2001 (2001-09-01), pages 246 - 250
FIDKSDAL LIV: "Monitoring of fecal pollution in coastal waters by use of rapid enzymatic technique", APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, vol. 60, no. 5, 1994, pages 1581 - 1584
GARCIA-ARMISEN T: "beta-D-glucuronidase activity assay to assess viable Escheria coli abundance in fresh waters", LETTERS IN APPLIED MICROBIOLOGY, vol. 40, no. 4, April 2005 (2005-04-01), pages 278 - 282

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010002552A1 (fr) * 2008-06-30 2010-01-07 General Electric Company Procédé de concentration et de traitement d'échantillons de fluide
US8158405B2 (en) 2008-06-30 2012-04-17 General Electric Company Process for concentrating and processing fluid samples
CN102076400B (zh) * 2008-06-30 2015-07-22 通用电气公司 用于浓缩和处理液体样品的方法
CN112980917A (zh) * 2019-12-16 2021-06-18 天津大学 一种快速定量水中大肠杆菌的方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2006253993A1 (en) 2006-12-07
FR2886651A1 (fr) 2006-12-08
US20090221013A1 (en) 2009-09-03
WO2006129038A3 (fr) 2007-04-19
CA2611300A1 (fr) 2006-12-07
FR2886651B1 (fr) 2007-09-21
EP1891227A2 (fr) 2008-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lee et al. Detection of E. coli in beach water within 1 hour using immunomagnetic separation and ATP bioluminescence
Barranguet et al. Studying undisturbed autotrophic biofilms: still a technical challenge
Chen et al. Surface-enhanced Raman spectroscopy monitoring the development of dual-species biofouling on membrane surfaces
Forster et al. Simultaneous fluorescent gram staining and activity assessment of activated sludge bacteria
FR2929291A1 (fr) Composition de permeabilisation cellulaire comprenant nog, hmp, chlorure de rubidium et/ou chlorure de lithium pour la detection sur membrane de cellules vivantes.
JP2011527562A5 (fr)
Domańska et al. Bacteriological contamination detection in water and wastewater samples using OD600
EP0333560A1 (fr) Procédé de détermination quantitative de micro-organismes
EP1891227A2 (fr) Procede de quantification rapide des micro-organismes coliformes vivants dans un echantillon d'eau
EP1289634B1 (fr) Procede de controle de l'integrite d'un module, ou d'un systeme de modules, de nanofiltration ou d'osmose inverse
Valente et al. Are the defined substrate-based methods adequate to determine the microbiological quality of natural recreational waters?
Petersen Determination of an Isochrysis galbana algal bloom by L-tryptophan fluorescence
WO2013129111A1 (fr) Procédé de production d'eau
Armisen et al. Combining direct viable count (DVC) and fluorescent in situ hybridisation (FISH) to enumerate viable E. coli in rivers and wastewaters
Mądrecka et al. Metabolic activity tests in organic matter biodegradation studies in biologically active carbon filter beds
FR2560214A1 (fr) Procede de mesure du nombre de cellules de methanogenes ou de leur activite de production de methane
FR3094989A1 (fr) Utilisation de sondes pour la detection de cyanobacteries toxinogenes, procede de detection et kits correspondants
CA2504163C (fr) Systeme de detection rapide de coliformes
Alexandrino et al. Application of culture-independent methods to assess the bacteria removal efficiency of subsurface flow constructed wetlands
Mieszkin Diagnostic moléculaire de l'origine des contaminations fécales dans l'environnement littoral-Développement de marqueurs Bacteroidales spécifiques de l'hôte, Molecular diagnosis of the origin of fecal contamination in the coastal environment-Development of host-specific Bacteroidales markers
FR2894984A1 (fr) Composition pour augmenter la permeabilite des parois microorganismes et procede de detection sur membrane desdits microorganismes.
Ma et al. Quantification and cultivation of Helicobacter pylori (H. pylori) from various urban water environments: A comprehensive analysis of precondition methods and sample characteristics
Rosi Effects of ultrasonic cleaning on membrane-adherent biofilms derived from a laboratory-scale bioreactor
JP2000270892A (ja) 細菌の検出方法
FR2848224A1 (fr) Procede de detection de microorganismes a l'aide d'un dispositif de filtration par flux tangentiel

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006253993

Country of ref document: AU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2611300

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006778910

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006253993

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20060601

Kind code of ref document: A

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006253993

Country of ref document: AU

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006778910

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11916326

Country of ref document: US