Blog

Aug 19, 2023

Dispositivi per test molecolari per on

Scientific Reports volume 13,

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 4245 (2023) Citare questo articolo

1293 accessi

1 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

Le cellule di Escherichia coli (E. coli) sono presenti nei materiali fecali che possono essere la principale fonte di agenti patogeni presenti nell’acqua. Di conseguenza, l'E. coli è raccomandato come indicatore della qualità dell'acqua. Abbiamo sviluppato una piattaforma innovativa per rilevare E. coli per il monitoraggio della qualità dell'acqua in loco integrando la preparazione del campione su carta con l'amplificazione isotermica dell'acido nucleico. La piattaforma esegue la lisi batterica e l'arricchimento del DNA su un tampone di carta attraverso valvole a sfera per il controllo dei fluidi, senza la necessità di apparecchiature di laboratorio, seguiti da amplificazione isotermica mediata da loop (LAMP) in una tazza da caffè alimentata a batteria e rilevamento colorimetrico . Abbiamo utilizzato la piattaforma per rilevare E. coli in campioni di acqua ambientale in circa 1 ora, con un limite di quantificazione di 0,2 CFU/mL e 3 copie per reazione. La piattaforma è stata confermata per il rilevamento di più ceppi di E. coli e per campioni di acqua con diverse concentrazioni saline. Abbiamo convalidato le funzioni della piattaforma analizzando campioni di acqua ricreativa raccolti vicino all'Oceano Atlantico che contengono diverse concentrazioni di sale e batteri.

Le risorse idriche nel mondo sono soggette a una varietà di contaminanti, biologici e non biologici, e la loro presenza oltre determinati livelli può essere dannosa per gli esseri umani1. Una buona salute pubblica richiede un monitoraggio regolare della qualità dell’acqua per evitare che le persone contraggono malattie. In tutto il mondo, circa 1,6 milioni di persone muoiono ogni anno a causa di malattie trasmesse dall’acqua causate da contaminanti biologici1, che colpiscono paesi di tutti i livelli economici2. Gli agenti patogeni sono i principali contaminanti biologici nell'acqua e quindi è importante monitorare la presenza di questi nelle fonti di acqua potabile e ricreativa. Alcuni di questi agenti patogeni includono Salmonella, Staphylococcus, Vibrio cholera, Legionella, Shigella, Escherichia coli (E. coli) e altri batteri coliformi3. Questi agenti patogeni possono essere introdotti nelle fonti d'acqua e quindi entrare nel corpo umano direttamente attraverso l'acqua potabile o indirettamente durante il bagno e altre attività acquatiche ricreative. Per questo motivo, limiti accettabili per alcuni di questi agenti patogeni sono stati definiti nella legislazione da diverse organizzazioni come l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), l'Agenzia per la Protezione dell'Ambiente degli Stati Uniti (EPA) o l'Unione Europea4.

L’inquinamento fecale è la principale fonte di agenti patogeni presenti nell’acqua1,4, compresi i batteri presenti negli escrementi degli esseri umani e degli animali a sangue caldo. L'E. coli è un tipo di batterio che normalmente vive nell'intestino degli animali a sangue caldo, sebbene alcuni ceppi tossici (p. es., E. coli O157:H7) possano causare crampi addominali, vomito e diarrea. Anche piccole quantità di acqua contaminata da questi ceppi tossici possono causare malattie5. Poiché gli esseri umani e gli animali a sangue caldo hanno E. coli presente nel loro intestino e questi batteri vengono rilasciati attraverso le feci, l'E. coli può funzionare come indicatore di contaminazione fecale nell'acqua dolce4,6.

L'EPA ha riportato criteri aggiornati nel 2012 con una raccomandazione per la qualità dell'acqua dolce e marina nelle acque ricreative7. Hanno riportato 2 criteri, uno per un tasso stimato di malattia (NGI, o malattia NEEAR-GI mentre NEEAR sta per National Epidemiological and Environmental Assessment of Recreational Water e GI sta per gastrointestinale) di 36 per 1000 ricreatori a contatto primario, e uno per 32 per 1000 ricreatori di contatti primari. Il criterio raccomandato per E. coli in acqua dolce per l'NGI di 32 per 1.000 ricreatori a contatto primario in qualsiasi intervallo di 30 giorni è una media geometrica di 100 unità formanti colonie (CFU) per 100 ml e un valore di soglia statistica (STV) di 320 CFU per 100 ml7. Di conseguenza, il limite di quantificazione (LoQ) di qualsiasi metodo sviluppato per il monitoraggio della qualità dell’acqua dovrebbe essere inferiore a 100 CFU/100 ml o 1 CFU/ml.