domingo, 19 de diciembre de 2021

¿Es hora de actualizar la forma en que vemos las floraciones de algas nocivas?

 Fuente: Hach

Cuando ocurren floraciones de algas nocivas (FAN), sus efectos negativos pueden causar impactos en todo, desde las actividades recreativas en el agua hasta el abastecimiento y el tratamiento del agua potable. Conocer las ubicaciones reales afectadas y los niveles precisos de exposición son los primeros pasos para ganar la batalla. Water Online se sentó con Dan Kroll, un científico distinguido de Hach, para comprender mejor los desafíos actuales del monitoreo de cianotoxinas y las últimas técnicas de prueba internas que brindan capacidades de toma de decisiones más oportunas a los funcionarios de salud pública y al tratamiento del agua. gerentes en aplicaciones de servicios públicos municipales, servicios privados e industriales.

¿Cuáles son algunas de las preocupaciones sobre el estado actual de la monitorización de FAN / cianotoxinas?

 

Encontrar una forma asequible de permitir la detección temprana de niveles precisos de toxinas debería ser realmente el objetivo. En cuanto a las pruebas, lo que vemos en la industria en este momento suele ser una de tres cosas: 1) ignorar el problema hasta que florece y se vuelve inevitable, 2) llevar muestras al azar a un laboratorio interno para ejecutar un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA), o 3) enviar muestras al azar a un laboratorio externo para ELISA u otras pruebas más sofisticadas.

 

¿Cuáles son algunas de las opciones más básicas para el monitoreo de FAN / cianotoxinas?

 

Las pistas visuales del color del agua verde o azul verdoso, la muerte de peces o problemas de sabor y olor son posibles indicadores preliminares de algas. Las tiras reactivas pueden ser indicadores burdos de la presencia de toxinas, pero no son realmente cuantificables. El monitoreo de HAB en cuerpos de agua abiertos a veces se realiza mediante pruebas de clorofila-a, utilizando instrumentación fluorométrica en sondas suspendidas de boyas. Pero ese enfoque puede pasar por alto pequeñas floraciones de algas aisladas con altos niveles de toxinas. Además, las correlaciones entre los niveles de clorofila y los niveles de toxinas no siempre son confiables, por lo que los tomadores de decisiones nunca deben depender únicamente del monitoreo de la clorofila.

 

Pero las pruebas específicas de cianotoxinas, realizadas internamente o por un laboratorio de terceros, siempre deben usarse para confirmar los niveles reales de toxinas cuando los indicadores preliminares aumentan y se ejecutan periódicamente, incluso si las lecturas de clorofila se mantienen relativamente niveladas.

 

¿Qué pasa con las opciones de pruebas internas específicas de cianotoxina?

 

Muchos estados han abogado por las pruebas ELISA como método de detección de la presencia de cianotoxinas. Pero incluso los kits de prueba de ELISA tradicionales pueden tener algunos inconvenientes. Un gran volumen de esfuerzo manual (trabajo con pipeta, medición precisa, pasos de lavado, manipulación de reactivos) presenta múltiples posibilidades de error del operador. Además, debido a la forma en que se manejan los reactivos, el costo por prueba puede aumentar cuando se ejecutan solo un número limitado de pruebas ELISA. Además, las pruebas ELISA generalmente verifican solo un tipo de cianotoxina a la vez, más comúnmente microcistinas (MC) y, a veces, cilindrospermopsinas (CYN), y cada prueba requiere un reactivo diferente.

 

Afortunadamente, un nuevo enfoque automatizado de guía de ondas láser para la tecnología de medición de toxinas es una prueba de tipo ELISA que elimina esas deficiencias con un procedimiento fácil de ejecutar en el que el costo efectivo por prueba (después de la compra del equipo) no aumenta, aunque solo sea en unos pocos se procesan las muestras.

 

¿En qué se diferencia esta nueva tecnología de guía de ondas láser de las pruebas ELISA tradicionales?

 

La tecnología de guía de ondas láser disponible en el sistema de prueba de toxinas de algas LightDeck MINI actualmente ofrece detección y cuantificación multiplexada para MC y CYN a partir de una sola muestra y está diseñada para la expansión planificada a otras cianotoxinas.

 

Es una metodología altamente automatizada que prácticamente elimina los errores del operador. Para medir los niveles de cianotoxina en una muestra de agua, todo lo que se requiere es agregar la muestra a un microtubo con reactivo seco, mezclarlo bien y agregar la mezcla al cartucho de prueba LightDeck (Figura 1). Una vez que el cartucho humedecido se coloca en el sistema de prueba automatizado, las lecturas digitales de los niveles de MC y CYN están listas en 10 minutos. Las toxinas extracelulares se miden utilizando la muestra de agua cruda, tal cual. Los niveles de toxina intracelular y toxina total se pueden medir después de que las células de las algas se lisan (rompan) para liberar sus toxinas en la muestra de agua (Figura 2).



Foto cortesía LightDeck

Figura 1. La tecnología de guía de ondas láser simplifica la cuantificación de cianotoxinas para colocar la muestra de agua / mezcla de reactivo en el cartucho de prueba e insertar el cartucho humedecido en el sistema de prueba automatizado.


Gráfico cortesía LightDeck

Figura 2. Dentro del cartucho de guía de ondas láser, la presencia de toxinas afecta a los anticuerpos reactivos que influyen en la detección / cuantificación mediante un rayo de luz láser dirigido en ubicaciones específicas del cartucho de prueba.

¿Cómo puede esta nueva tecnología cambiar las expectativas sobre la forma en que las personas abordan actualmente el monitoreo de HAB / cianotoxinas?

 

La primera ventaja es el control interno que puede proporcionar sin el gasto de capacitación y equipo de espectrometría de masas. Una segunda ventaja es la puntualidad que proporciona en comparación con otras pruebas internas o de terceros: menos tiempo y trabajo que las pruebas ELISA tradicionales y mucho más rápido que los resultados de laboratorios de terceros. Esa flexibilidad puede respaldar estrategias de prueba más ágiles y minimizar el tiempo transcurrido entre el muestreo de agua y la toma de decisiones adecuada para la protección del agua potable o recreativa.

 

Al igual que las pruebas ELISA tradicionales, la tecnología de guía de ondas láser proporciona un indicador seguro para las pruebas de confirmación de las lecturas de cianotoxina en o por debajo de los niveles de advertencia de salud de la EPA de EE. UU. Si se requieren lecturas exactas de cianotoxina a niveles por debajo de 0.3 μg / L, aún se requeriría una prueba más precisa.

 

¿Cuáles son las implicaciones prácticas de la tecnología de guías de ondas láser en el esquema diario de las actividades de recreación acuática y el tratamiento del agua potable?

 

Tener una manera fácil de monitorear los niveles reales de toxinas en masas de agua recreativas o ingestas de agua potable es más indicativo del nivel de riesgo real que monitorear los niveles de algas solo, ya que la correlación entre la presencia de algas y la presencia real de toxinas es muy variable. La medición de los niveles reales de toxinas de manera rápida y asequible proporciona mejores conocimientos para ayudar a los funcionarios de salud pública a monitorear y administrar ubicaciones recreativas específicas con mayor precisión. Eso incluye un cierre y reapertura más oportunos de las aguas recreativas que afectan a las poblaciones y economías locales. También ayuda a las plantas de tratamiento de agua a tomar decisiones de tratamiento más informadas basadas en la capacidad de diferenciar los niveles de toxinas que están libres en el agua y las que aún están atrapadas dentro de las células de algas intactas.

 

Las prácticas de la industria para aplicaciones de agua potable y recreativa están evolucionando a medida que los eventos de HAB se vuelven más frecuentes o generalizados. La gestión del sistema de agua en regiones con problemas históricos de FAN apreciará el cambio más rápido de las pruebas internas rentables en comparación con los enfoques anteriores. Y a medida que los tomadores de decisiones en áreas con una frecuencia creciente de eventos de HAB se vuelven cada vez más sensibles a ser el próximo titular de las noticias nacionales, la tecnología de guía de ondas láser les permitirá evitar las conmociones que otras comunidades tuvieron que aprender de la experiencia de prueba y error.



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