Este protocolo descreve o uso de um tangencial de fibra oca de sistema de ultrafiltração de fluxo concentração da amostra e uma dissociação de calor como passos alternativos para a detecção de waterborne Cryptosporidium E Giardia Espécie, utilizando o método EPA 1623.
Espécies de Cryptosporidium e Giardia são duas das mais prevalentes protozoários que causam surtos de doenças diarreicas transmitidas pela água em todo o mundo. Para melhor caracterizar a prevalência desses patógenos, o método EPA 1623 foi desenvolvido e utilizado para monitorar os níveis destes organismos na água potável dos EUA fornece 12. O método tem três partes principais: a primeira é a concentração da amostra em que pelo menos 10 L de água da superfície em bruto é filtrado. Os organismos e detritos preso são então eluída a partir do filtro e centrifugado para concentrar ainda mais a amostra. A segunda parte do método utiliza um procedimento de separação imunomagnética onde a amostra de água concentrado é aplicado a esferas imunomagnéticas que se ligam especificamente para os oocistos de Cryptosporidium e de cistos de Giardia permitindo a remoção específica dos parasitas do detritos concentrada. Estes cistos (OO) são, então, separada das esferas magnéticas por uma dissociação de ácido procediDure. A parte final do método é a coloração de imunofluorescência e enumeração onde (oo) cistos são aplicados a um slide manchado, e enumerados por microscopia.
Método 1623 tem quatro sistemas de amostragem listadas concentração para capturar oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia na água: filtros Envirochek (Pall Corporation, Ann Arbor, MI), filtros Envirochek HV (Pall Corporation), Filta-Max filtros (IDEXX, Westbrook, MA), ou centrifugação de fluxo contínuo (Haemonetics, Braintree, MA). No entanto, Cryptosporidium e Giardia recuperações (oo) cistos têm variado muito, dependendo da matriz de fontes de água e filtros usados 1,14. Um novo fluxo tangencial de fibra oca de ultrafiltração sistema (HFUF) foi recentemente mostrado ser mais eficaz e mais fiável à recuperação de oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia da água a partir de matrizes diferentes, além disso, é menos caro do que a opção cápsula outro filtroS e pode concentrar-se agentes patogénicos múltiplos simultaneamente 1-3,5-8,10,11. Além disso, estudos anteriores por Hill e colaboradores demonstraram que a HFUF significativamente melhorada recuperações dos oocistos de Cryptosporidium quando comparado directamente com os filtros Envirochek HV 4. Modificações adicionais aos métodos atuais também têm sido relatadas para melhorar o desempenho do método. Substituindo o procedimento de dissociação de ácido com o calor de dissociação foi mostrado ser mais eficaz na separação Cryptosporidium a partir das esferas magnéticas, em alguns 9,13 matrizes.
Este protocolo descreve um método modificado 1623 que utiliza o novo sistema de filtração HFUF com o passo de dissociação de calor. A utilização de HFUF com este método modificado é uma alternativa menos caro para actuais método EPA 1623 opções de filtração e proporciona uma maior flexibilidade, permitindo que a concentração de vários organismos.
1. Processo A ultrafiltração de fluxo tangencial de fibra oca
Solução de eluição (1 L):
A 1 L de água de grau reagente adicionar 0,1 g polifosfato de sódio, 0,1 ml de Tween-80 e 0,01 ml Y-30 anti-espuma.
2. Processo de Separação imunomagnética
3. Coloração e Exame
Nota: informações adicionaismação sobre o procedimento original pode ser encontrada em Dezembro de 2005 versão do método EPA 1623 12. O procedimento de ultrafiltração de fluxo tangencial de fibra oca de descrita é usado no lugar da secção de EPA 12,0 Método 1623. A dissociação calor modifica Seção 13.3.3 do método EPA 1623. O procedimento também descreve uma PBS adicional enxaguar durante o processo de IMS, que pode ser inserido em Dezembro de 2005 versão do Método 1623 após a secção 13.3.2.16. A lista completa de consumíveis, reagentes e equipamentos utilizados para o método EPA 1623 incluindo essas modificações está listado na lista de equipamentos.
4. Os resultados representativos
Oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia recuperados através dos processos de filtração e separação imunomagnética são detectados por análise microscópica. No 200X total, cada organismo exibindo um padrão de coloração típica, o tamanho ea forma como mostrado na Figura 2 deverá continuar a ser observada por meio imersão em óleo e ampliação total 1000X. Isto irá permitir a medição e identificação de características que definem quer típicos ou características atípicas que excluiria a identificação positiva. Cryptosporidium é um ovóide a objecto esférico 4 a 6 m de diâmetro, que apresenta uma brilhante verde-maçã fluorescência FITC com arestas vivas destacadas (Figura 3A ). Com DAPI UV, um oocisto irá apresentar uma das seguintes categorias: característica típica de coloração azul claro interna com um aro de verde e não núcleos distinta (DAPI negativo), a coloração azul intenso interno, ou até quatro distinta, os núcleos céu azul-(DAPI positivos - Figura 3B). Características atípicas incluem desvios na estrutura, cor ou fluorescência DAPI (por exemplo, muitos núcleos corados, vermelho fluorescente estruturas internas). Se o objeto fluorescente tiver cumprido os critérios para FITC típico e coloração DAPI, ela é examinada através de con interferência diferencialcontraste (DIC). O objecto é examinada para atípicos externas ou internas características morfológicas, tais como ornamentação da parede celular, ou um ou dois núcleos grandes de enchimento da célula. Se as estruturas atípicos não são observados, o objecto é gravado na contagem total de IFA e classificados como uma estrutura amorfa ou vazia com um a quatro esporozoítos presentes (Figura 3C). Da mesma forma, Giardia, como os objetos são examinados com relação ao FITC e coloração DAPI, bem como características DIC, como axonemes, órgãos mediana, e núcleos de cistos de Giardia são redondos a ovóides objetos brilhantes verde-maçã, 8 -. De 18 mM de comprimento por 5 - 15 mm de largura, com arestas vivas destacadas (Figura 3D). Com DAPI UV, o cisto Giardia exibirão DAPI-negativa de coloração, ou DAPI-positivos características (Figura 3E). O objecto fluorescente é examinado por DIC para as características típicas e atípicas da mesma maneira como descrito para Cryptosporidium.Se características atípicas não são observados, o objecto é gravado na contagem total de IFA e classificados como estrutura contendo vazio amorfo, ou com um ou mais tipo de estruturas internas presentes (Figura 3F).
Qualquer organismo que se observa características atípicas não deve ser contado como um cisto (oo). A análise microscópica das amostras ambientais pode ser um desafio como existem organismos que podem auto-fluorescem ou reagem de forma cruzada com o conjugado com FITC anti-Cryptosporidium e / ou anti-anticorpos Giardia 1. Recomenda-se que um analista estar familiarizado com os micróbios aquáticos e dezenas de revisão de lâminas para ganhar experiência identificação Cryptosporidium e Giardia. Pelo menos três (oo) cistos no slide positivo coloração de controle deve ser caracterizado antes de cada sessão no microscópio.
Amostras de controle de qualidade pode ser enriquecida com (oo) cistos para determinar o rec por centoOvery para cada protozoário utilizando o cálculo:
(Oo) Porcentagem de Recuperação cisto = ((Conde Amostra QC - Contagem da Amostra Unspiked) / Spike) x 100.
Figura 1. Representação gráfica da tangencial sistema de ultrafiltração de fluxo de fibra oca de. O tubo é código de cores para auxiliar é a montagem do sistema.
Oocistos Figura 2. Representante imagem da fluorescência de cistos (oo) Cryptosporidium e Giardia. Cryptosporidium e cistos de Giardia foram corados com FITC anti-Cryptosporidium / Giardia anticorpos. Setas, Giardia cistos; pontas de flechas, oocistos de Cryptosporidium. Um total de quatro oocistos de Cryptosporidium e seis cistos de Giardia foram encontrados no plano do foco. Amostras observed sob 200X.
Figura 3. Representante imagens microscópicas de oocistos de Cryptosporidium e cistos Giaridia utilizados para a caracterização oocistos de Cryptosporidium (A - C).. Brilhante verde-maçã fluorescência FITC de objectos esféricos 4 a 6 m de diâmetro com arestas vivas destacadas (A) contendo até quatro distinta, os núcleos DAPI céu-azul (B) e de uma a quatro esporozoítos (s) por oocistos (C). cistos de Giardia (D - F). Brilhante verde-maçã FITC de fluorescência de volta para objectos ovóides 8 - 18 uM de comprimento por 5 - 15 mM de largura, com arestas vivas destacadas (D), contendo até quatro núcleos DAPI céu azul-(E) e com um ou mais de estrutura interna discernível tais como núcleos (N), o corpo de mediana (M) e ou axonemes (A) (F). As setas brancas, brilhantes Fluorescência verde maçã oocistos de Cryptosporidium e cistos de coloração Giardia walls; setas brancas, DAPI núcleos positivos. As amostras observadas sob aumento de 1000x.
Ultrafiltração de fluxo tangencial de fibra oca de é uma técnica alternativa e eficaz para a concentração inicial de oocistos de Cryptosporidium e de cistos de Giardia de água. De fibra oca de ultrafiltração é menos dispendioso do que os filtros tradicionais. Uma vez que tem a capacidade de concentrar oocistos de Cryptosporidium e de cistos de Giardia a partir de uma variedade de matrizes de água diferentes, é uma alternativa útil para as técnicas de filtração de corrente utilizados para o método EPA 1623. Tal como acontece com a maioria dos métodos de filtração outros, de fibra oca de ultrafiltração é propenso a incrustação com amostras extremamente turvos. Pressão de água de alta que resultaria da incrustação de filtro;, por conseguinte, é recomendado para monitorizar a pressão durante a execução de filtração. Além oocistos de Cryptosporidium e de cistos de Giardia, de fibra oca de ultrafiltração foi mostrado para ser capaz de se concentrar bactérias e vírus 1-3,5,8. De fibra oca de ultrafiltração outlined neste método pode ser utilizado para concentrar organismos múltiplos numa única amostra. É digno de nota que a obtenção de um volume final entre 200 e 250 ml é o passo crítico final no processo de concentração, de forma que os passos de centrifugação extra, que pode resultar em (oo) perda do cisto, são evitados (passo 2.2). No entanto, permitindo que o volume da garrafa para deixar cair demasiado baixo pode ter efeitos nefastos sobre as recuperações desde que não haverá volume de líquido suficiente para obrigar todos os oocistos ou cistos dentro da garrafa retentado. Portanto, recomenda-se a manter um volume final entre 200 e 250 ml.
O calor de dissociação é uma alternativa ao passo de dissociação de ácido no Método 1623. Esta etapa alternativa tem sido mostrado para melhorar a recuperação de oocistos de Cryptosporidium e reduzir a variação do método, quando isolado a partir de qualquer rio ou água reagente 9. Uma comparação lado-a-lado de ácido e os métodos de calor de dissociação demonstrado que o uso de calor para dissociaçãote os organismos a partir das esferas imunomagnéticas produzido mais elevadas recuperações médios para ambos Cryptosporidium e Giardia. Além disso, a precisão de recuperações de Cryptosporidium e Giardia foi melhor nas amostras processadas com calor dissociação em comparação com o ácido 9 dissociação.
A incorporação de HFUF como o passo de concentração permite mais flexibilidade, proporcionando a capacidade de concentrar vários organismos. Além disso, é uma alternativa menos dispendiosa aos actuais Método 1623 opções de filtragem.
Os Estados Unidos Agência de Proteção Ambiental através de seu Escritório de Pesquisa e Desenvolvimento, em colaboração com o Escritório das águas subterrâneas e do Centro de Água Potável de Suporte Técnico da financiou a pesquisa aqui descrita. Todo o trabalho foi apoiado no local da EPA dos EUA, Cincinnati, Ohio. Embora as informações descritas neste artigo tenha sido financiado integralmente ou em parte, pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos sob contrato (Contrato EP-C-06-031) para Shaw Ambiental e Infra-estrutura, Inc, que não refletem necessariamente a posição do Agência e nenhum endosso oficial deve ser inferida. Tem sido submetido a análise Agência e aprovado para publicação.
Gostaríamos de agradecer a Ann Grimm e Michael Zimmerman para revisão crítica deste manuscrito e Doug Hamilton para o seu suporte técnico.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipamentos / Reagente | Vendedor | Catalogo | |
Asahi Kasei Rexeed 25 S / R molhadas de fibra oca ultrafiltros | Disque Medical | REXEED25S / R | |
I / P 73 (Masterflex R-3603), ou equivalente | Cole Parmer | EW-06408-73 | |
L / S 24 (Masterflex Platinum cured), ou equivalente | Cole Parmer | EW-96410-24 | |
L / S 15 (Masterflex Platinum cured), ou equivalente | Cole Parmer | EW-96410-15 | |
L / S 36 (Masterflex Platinum cured), ou equivalente | Cole Parmer | EW-96410-36 | |
I / P Unidade Brushless Precision | Cole Parmer | EW-77410-10 | |
I / P Cabeça da bomba de carga fácil | Cole Parmer | EW-77601-10 | |
T preto PEAD, 1/4 "x 3/8" x 3/8 " | EUA Plásticos | 62064 | |
Masterflex T-conector L / S 15-25 | Cole Parmer | EG-30.613-12 | |
Nalgene pesado pp garrafa L 1 | Cole Parmer | EW-06257-10 | |
10 pipetas ml | Fisher Scientific | 13-678-11C | |
Nalgene enchimento / descarga de tampa para 1/4 tubos ", 53B | Cole Parmer | EW-06258-10 | |
Manômetro | Cole Parmer | Um-680-46-10 | |
Acoplamento Direto, NPT (F), 1/4 " | Cole Parmer | EW-06469-18 | |
NPT tee ramo, natural pp | Cole Parmer | A-30610-75 | |
Grampos do Pinch, 1/2 " | Cole Parmer | EW-06833-00 | |
CuStom ajuste DIN adaptadores | Moldado Produtos Corp | MPC-855NS.250 | |
Posição Anel | Fisher Scientific | 14-670B | |
Suporte grampos Anel | Fisher Scientific | 05-769-6Q | |
Keck rampa grampo, 14mm | Cole Parmer | EW-06835-10 | |
Polifosfato de sódio | Sigma Aldrich | 305553 | |
Tiossulfato de sódio penta-hidratado | Sigma Aldrich | 72050 | |
Antifoam Y-30 emulsão | Sigma Aldrich | A5758 | |
Tween-80 | Sigma Aldrich | P1754 | |
10 L cubitainer polietileno de alta densidade colapsável | VWR | IR314-0025 | |
Centrifugar garrafeira | Fisher Scientific | 05-663-103 | |
Cónico de 250 ml de tubos de centrifugação | Corning | 430776 | |
Funil descartável | Cole Parmer | U-6122-10 | |
Esguicho | Cole Parmer | U-06252-40 | |
Centrifugar | Beckman Coulter | Allegra X-15R | |
Rotor de caçamba móvel | Beckman Coulter | ARIES SX4750 | |
Centrifugar adaptadores de caçamba para 250 tubos cônicos ml | Beckman Coulter | 349849 | |
200 mL de grosso calibre ponteiras | Fisher Scientific | 02-707-134 | |
VacuShield Filtro | Gelman | 629-4402 | |
5 pipetas ml | Fisher Scientific | 13-678-11D | |
Dynabeads: Cryptosporidium / Giardia combinação kit | EuDEXX | 73002 | |
Cónico de 50 ml de tubos de centrifugação | Falcão | 352098 | |
Dynal L10 planas tubos lados | IDEXX | 74003 | |
Cronômetro | VWR | 23609-202 | |
Dynal ímã MPC-6 | IDEXX | 12002D | |
1 pipetas ml | VWR | 53283-700 | |
1,5 ml tubos de microcentrífuga de baixa aderência | Fisher Scientific | 02-681-320 | |
1000 Pipetar e dicas de barreira correspondentes | Gilson | P1000/DF1000ST | |
100 Pipetar e dicas de barreira correspondentes | Gilson | P100/DF100ST | |
9 polegadas pipetas Pasteur | VWR | 14672-412 | |
Dynal ímã MPC-S | IDEXX | 12020D | |
Vórtice | VWR | 14216-188 | |
Dynabeads misturador rotador | IDEXX | 94701 | |
Bloco de calor | Fisher Scientific | 11-718-2 | |
Armaduras Beads Lab | Lab Armadura | 42370-750 | |
Termômetro digital | Fisher Scientific | 15-077-60 | |
De tampão fosfato pH-1X salina 7,4 (PBS 1X) | Sigma | P4417 | |
Único lâminas spot | IDEXX | 30201 | |
Tampa de vidro | Corning | 287018 | |
EasyStain kit direto | BTF | - | |
10 Pipetar e dicas de barreira correspondentes | Gilson | P10 & DF10ST | |
4 ', 6'-Diamidino-2-fenil-indol, dicloridrato (DAPI) | Sigma | D9542 | |
Limpar unha polonês | Fisher Scientific | S30697 | |
Metanol | Fisher Scientific | L6815 | |
Kimwipes | Kimberly Clark | 34155 | |
Incubadora | Boekel Científico | 133000 | |
deslizar mais quente | Fisher Scientific | 11-474-521 | |
Óleo de imersão, tipo A ND = 1,515 | Nikon | MXA20234 | |
Nikon 90i microscópio com capacidade de DIC | Nikon | MBA 77000 | |
Plano APO objetivo óleo 100X | Nikon | MRD01901 | |
Planeje Achro 20X | Nikon | MRL00202 | |
FITC filtro | Nikon | 96302 | |
DAPI filtro | Nikon | 96301 | |
X-citar iluminador de fluorescência | Nikon | 87540 | |
Papel da lente | Nikon | 76997 | |
Saco descartável Biohazard | Fisher Scientific | 01-829D | |
Biohazard recipiente para objectos cortantes | Fisher Scientific | 14-827-117 | |
Peróxido de hidrogénio a 3% | VWR | BDH3540-2 | |
Alvejante | Fisher Scientific | 1952030 | |
Wypall | Kimberly Clark | 34790 |
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