The Autonomous Pathogen Detection System

Dzenitis, John M.; Makarewicz, Anthony J.

doi:10.1201/b11115-17

Cited by 4 publications

(5 citation statements)

References 16 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A number of historically offline analysis techniques have been applied for RT bioaerosol detection and analysis, with relatively limited scope of application, and currently no commercial availability of paired sampling analysis, although the Autonomous Pathogen Detection System (APDS) has been deployed by the U.S. Department of Homeland Security as part of its BioWatch program (Dzenitis and Makarewicz 2010;Regan et al 2008). In particular, collection of airborne PM directly into liquid, e.g., via an impinger, particleinto-liquid-sampler (e.g., wet cyclone), or Spot Sampler TM aerosol particle collector (Aerosol Devices, Fort Collins, Colorado), allows for coupling to RT chemical and biological analyses (Cho et al 2019;Morris et al 2014b;Pan et al 2016Pan et al , 2018Park et al 2014;Seshadri et al 2009).…”

Section: Paired Aqueous Techniquesmentioning

confidence: 99%

“…Flow cytometry detects microorganisms or other cellular material after attaching fluorescent probes for more selective detection. Identification is possible, e.g., after PCR amplification (Dzenitis and Makarewicz 2010;Regan et al 2008). Performing these steps autonomously in RT has rarely been achieved (i.e., APDS as an exception; Regan et al 2008).…”

Section: Paired Aqueous Techniquesmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Real-time sensing of bioaerosols: Review and current perspectives

Huffman

Perring

Savage

et al. 2019

Aerosol Science and Technology

184

138

View full text Add to dashboard Cite

Detection of bioaerosols, or primary biological aerosol particles (PBAPs), has become increasingly important for a wide variety of research communities and scientific questions. In particular, real-time (RT) techniques for autonomous, online detection and characterization of PBAP properties in both outdoor and indoor environments are becoming more commonplace and have opened avenues of research. With advances in technology, however, come challenges to standardize practices so that results are both reliable and comparable across technologies and users. Here, we present a critical review of major RT instrument classes that have been applied to PBAP research, especially with respect to environmental science, allergy monitoring, agriculture, public health, and national security. Eight major classes of RT techniques are covered, including the following: (i) fluorescence spectroscopy, (ii) elastic scattering, microscopy, and holography, (iii) Raman spectroscopy, (iv) mass spectrometry, (v) breakdown spectroscopy, (vi) remote sensing, (vii) microfluidic techniques, and (viii) paired aqueous techniques. For each class of technology we present technical limitations, misconceptions, and pitfalls, and also summarize best practices for operation, analysis, and reporting. The final section of the article presents pressing scientific questions and grand challenges for RT sensing of PBAP as well as recommendations for future work to encourage high-quality results and increased cross-community collaboration.

show abstract

Section: Paired Aqueous Techniquesmentioning

confidence: 99%

Section: Paired Aqueous Techniquesmentioning

confidence: 99%

Real-time sensing of bioaerosols: Review and current perspectives

Huffman

Perring

Savage

et al. 2019

Aerosol Science and Technology

184

138

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Поэтому перспективная система мониторинга биогенных рисков должна быть основана не только на агрегации лабораторных данных, получаемых от КДЛ, но и на основе создания собственной сети источников информации о биологических рисках, включающей автоматизированные средства индикации ПБА в режиме «реального времени» [19].…”

Section: влияние человеческого фактора на проведение анализов медленная скорость проведения индикации патогенных биологических агентовunclassified

“…Прогресс в области лабораторной диагностики биопатогенов дает возможность создавать наряду с традиционными методами, требующими участия квалифицированного персонала, экспресс-методики с минимальной долей ручного труда оператора и автоматизированные комплексы, работающие без участия человека [19]. При сохранении чувствительности и специфичности, новые подходы сокращают время проведения анализа от суток до часов и минут.…”

Надлежащая Организация Системы Биобезопасности Как Средство Снижения Уязвимости Общества, Экономики И Государства Перед Биогенными Угрозами

Гущин¹,

Мануйлов²,

Ткачук³

et al. 2018

Вестник РГМУ

View full text Add to dashboard Cite

Оценка потенциальной уязвимости общества, экономики и государства перед биогенными угрозами сводится прежде всего к поиску слабых звеньев существующей системы обеспечения биологической безопасности государства. К ним можно отнести как отсутствие отдельных элементов и технических средств мониторинга биологических рисков, так и недостаточность имеющихся аналитических средств для принятия своевременных мер по предупреждению биологических угроз или устранению их последствий. В целом действующие на сегодняшний день в России системы мониторинга биологических угроз достаточно хорошо развиты. Однако их отдельные элементы, во-первых, ведомственно разобщены, что не позволяет создать единую систему с общей координацией, а во-вторых, ни один из них по отдельности не дает результатов, соответствующих всем требованиям, предъявляемым к такой информации. Так, в России действуют, как минимум, четыре отдельные государственные системы сбора информации по эпидемической и эпидемиологической ситуации, которые с должной эффективностью решают узкие задачи по инфекционному мониторингу, но, к сожалению, не способны дополнять друг друга из-за отсутствия единого аналитического центра с доступом ко всем данным. На сегодняшний день отсутствие единого мониторингового центра в области биологической безопасности является фактором потенциально высокой уязвимости общества, экономики и государства перед лицом биогенных угроз. Необходима надлежащая организация современной полнофункциональной и эффективной национальной системы мониторинга биологических угроз как основа для функционирования общенациональной службы обеспечения биологической безопасности и одновременно как средство для идентификации и устранения собственных уязвимых элементов такой государственной структуры.

show abstract

“…Usually, the samples are still processed (manually or robotically) in a 96-well plate and automatically sipped into a cytometer. The autonomous pathogen detection system automatically processes aqueous samples from an air collector to test for biowarfare agents using a Luminex flow cytometer and off-the-shelf fluidic components in a large free-standing system (Dzenitis and Makarewics, 2010; Hindson et al, 2005). Another interesting example of an integrated sample processing-analytical system has just been reported by Kuystermans et al (2012) which combines the commercial FlowCytoPrep device (MSP Corp, MN) with a benchtop cytometer to monitor proliferation of cells in culture in an automated process including cell fixation and staining.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Automated processing integrated with a microflow cytometer for pathogen detection in clinical matrices

Golden

Verbarg

Howell

et al. 2013

Biosensors and Bioelectronics

View full text Add to dashboard Cite

A spinning magnetic trap (MagTrap) for automated sample processing was integrated with a microflow cytometer capable of simultaneously detecting multiple targets to provide an automated sample-to-answer diagnosis in 40 min. After target capture on fluorescently coded magnetic microspheres, the magnetic trap automatically concentrated the fluorescently coded microspheres, separated the captured target from the sample matrix, and exposed the bound target sequentially to biotinylated tracer molecules and streptavidin-labeled phycoerythrin. The concentrated microspheres were then hydrodynamically focused in a microflow cytometer capable of 4-color analysis (two wavelengths for microsphere identification, one for light scatter to discriminate single microspheres and one for phycoerythrin bound to the target). A three-fold decrease in sample preparation time and an improved detection limit, independent of target preconcentration, was demonstrated for detection of Escherichia coli 0157:H7 using the MagTrap as compared to manual processing. Simultaneous analysis of positive and negative controls, along with the assay reagents specific for the target, was used to obtain dose–response curves, demonstrating the potential for quantification of pathogen load in buffer and serum.

show abstract

The Autonomous Pathogen Detection System

Cited by 4 publications

References 16 publications

Real-time sensing of bioaerosols: Review and current perspectives

Real-time sensing of bioaerosols: Review and current perspectives

Надлежащая Организация Системы Биобезопасности Как Средство Снижения Уязвимости Общества, Экономики И Государства Перед Биогенными Угрозами

Automated processing integrated with a microflow cytometer for pathogen detection in clinical matrices

Contact Info

Product

Resources

About