Monitoring food pathogens: Novel instrumentation for cassette PCR testing
Notice bibliographique
Résumé
In this manuscript, we report the design and development of a fast, reliable instrument to run gel-based cassette polymerase chain reactions (PCR). Here termed the GelCycler Mark II, our instrument is a miniaturized molecular testing system that is fast, low cost and sensitive. Cassette PCR utilizes capillary reaction units that carry all reagents needed for PCR, including primers and Taq polymerase, except the sample, which is loaded at the time of testing. Cassette PCR carries out real time quantitative PCR followed by melt curve analysis (MCA) to verify amplicon identity at the expected melt temperature (Tm). The cassette PCR technology is well developed, particularly for detecting pathogens, and has been rigorously validated for detecting pathogenic Escherichia coli in meat samples. However, the work has been hindered by the lack of a robust and stable instrument to carry out the PCR, which requires fast and accurate temperature regulation, improved light delivery and fluorescent recording, and faster PCR reactions that maintain a high sensitivity of detection. Here, we report design and testing of a new instrument to address these shortcomings and to enable standardized testing by cassette PCR and commercial manufacture of a robust and accurate instrument that can be mass produced to deliver consistent performance. As a corollary to our new instrument development, we also report the use of an improved design approach using a machined aluminum cassette to meet the new instrument standards, prevent any light bleed across different trenches in each cassette, and allow testing of a larger number of samples for more targets in a single run. The GelCycler Mark II can detect and report E. coli contamination in 41 minutes. Sample positives are defined in as having a melt curve comparable to the internal positive control, with peak height exceeding that of the internal negative control. In a fractional analysis, as little as 1 bacterium per capillary reaction unit is directly detectable, with no enrichment step, in 35 cycles of PCR/MCA, in a total time of 53 minutes, making this instrument and technology among the very best for speed and sensitivity in screening food for pathogenic contamination.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».