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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