Method Article
Этот протокол описывает использование тангенциального потока полые волокна ультрафильтрации система концентрации образца и тепло диссоциации в качестве альтернативных шагов для обнаружения водной Cryptosporidium И Giardia Вид с использованием EPA Method 1623 году.
Cryptosporidium and Giardia species are two of the most prevalent protozoa that cause waterborne diarrheal disease outbreaks worldwide. To better characterize the prevalence of these pathogens, EPA Method 1623 was developed and used to monitor levels of these organisms in US drinking water supplies 12. The method has three main parts; the first is the sample concentration in which at least 10 L of raw surface water is filtered. The organisms and trapped debris are then eluted from the filter and centrifuged to further concentrate the sample. The second part of the method uses an immunomagnetic separation procedure where the concentrated water sample is applied to immunomagnetic beads that specifically bind to the Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts allowing for specific removal of the parasites from the concentrated debris. These (oo)cysts are then detached from the magnetic beads by an acid dissociation procedure. The final part of the method is the immunofluorescence staining and enumeration where (oo)cysts are applied to a slide, stained, and enumerated by microscopy.
Method 1623 has four listed sample concentration systems to capture Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts in water: Envirochek filters (Pall Corporation, Ann Arbor, MI), Envirochek HV filters (Pall Corporation), Filta-Max filters (IDEXX, Westbrook, MA), or Continuous Flow Centrifugation (Haemonetics, Braintree, MA). However, Cryptosporidium and Giardia (oo)cyst recoveries have varied greatly depending on the source water matrix and filters used1,14. A new tangential flow hollow-fiber ultrafiltration (HFUF) system has recently been shown to be more efficient and more robust at recovering Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts from various water matrices; moreover, it is less expensive than other capsule filter options and can concentrate multiple pathogens simultaneously1-3,5-8,10,11. In addition, previous studies by Hill and colleagues demonstrated that the HFUF significantly improved Cryptosporidium oocysts recoveries when directly compared with the Envirochek HV filters4. Additional modifications to the current methods have also been reported to improve method performance. Replacing the acid dissociation procedure with heat dissociation was shown to be more effective at separating Cryptosporidium from the magnetic beads in some matrices9,13 .
This protocol describes a modified Method 1623 that uses the new HFUF filtration system with the heat dissociation step. The use of HFUF with this modified Method is a less expensive alternative to current EPA Method 1623 filtration options and provides more flexibility by allowing the concentration of multiple organisms.
1. Тангенциальный поток полые волокна ультрафильтрации процедур
Элюирование Решение (1 л):
Для 1 л воды реагентом класс добавить 0,1 г полифосфат натрия, 0,1 мл Твин-80 и 0,01 мл Y-30 пеногаситель.
2. Процедура разделения иммуномагнитных
3. Окрашивание и экспертиза
Примечание: Дополнительная информаразмещение информации об оригинальной методике, можно найти в декабре 2005 версия EPA Method 1623 12. Тангенциального потока полые волокна ультрафильтрации процедуру, описанную используется вместо раздела 12,0 из EPA Method 1623 году. Тепло диссоциации изменяется раздел 13.3.3 из EPA Method 1623 году. Эта процедура также описывает дополнительные PBS промыть в процессе IMS, который может быть вставлен в декабре 2005 года версия Метод 1623 после раздела 13.3.2.16. Полный список расходных материалов, реактивов и оборудования, используемых для EPA Method 1623 в том числе эти изменения перечислены в списке оборудования.
4. Представитель Результаты
Cryptosporidium и Giardia ооцист кисты возмещаться за счет процессов фильтрации и разделения иммуномагнитных обнаружен микроскопический анализ. На общее увеличение 200X, каждый организм выставке типичная картина окрашивания, размер и форму, как показано на рисунке 2 следует и далее, наблюдаемые с помощью погружения в масло 1000X общего увеличения. Это позволит для измерения и идентификации либо типичный определяющие черты или атипичных особенностей, которые исключили бы положительной идентификации. Cryptosporidium является яйцевидные, чтобы сферический объект от 4 до 6 мкм в диаметре, обладающего блестящей светло-зеленого цвета флуоресценции FITC с ярко подчеркнул края (рис. 3А ). С DAPI УФ, ооцисты представит одну из следующих категорий типичные функции: голубой внутреннее окрашивание с зеленой оправе и не отдельные ядра (DAPI отрицательный), интенсивный синий внутреннее окрашивание, или до четырех различных, небесно-голубой ядер (DAPI положительный - рис. 3б). Атипичная функции включают в себя отклонения в цвете, структуре, или DAPI флуоресценции (например, слишком много окрашенных ядер, красный флуоресцирующий внутренних структур). Если люминесцентные объекта соответствовали критериям для типичных FITC и DAPI окрашивания, она рассматривается использование кон дифференциальных помехконтраст (DIC). Объект проверяется на атипичные внешних или внутренних морфологических характеристик, таких как клеточная стенка орнаментом, либо один или два больших ядер заполнения ячейки. Если атипичных структур не наблюдается, объект регистрируется в общем количестве IFA и классифицируются как пустой аморфной структурой или с 3:59 спорозоитов настоящее время (рис. 3). Точно так же, как лямблии, объекты рассматриваются в связи с FITC и DAPI окрашивания, а также характеристики ДВС, как axonemes, средний органов, а также ядер Giardia кист раунд яйцевидные блестящей светло-зеленого цвета объектов, 8 -. 18 мкм в длину и 5 - 15 мкм, шириной с ярко подчеркнул края (рис. 3). С DAPI УФ, киста Giardia покажут DAPI-отрицательной окраски, или DAPI-позитивных характеристик (рис. 3Е). Люминесцентные объект рассматривается ДВС для типичных и нетипичных особенностей в том же порядке, как описано для Cryptosporidium.Если атипичных особенностей не наблюдается, объект регистрируется в общем количестве IFA и классифицируются как пустой содержащих аморфную структуру, или с одним или более типов внутренней структуры настоящее время (рис. 3F).
Любой организм, который наблюдается у атипичных особенностей не должны учитываться как (со) кисты. Микроскопический анализ проб окружающей среды, может оказаться сложной задачей, поскольку есть организмы, которые могут автоматически светиться или перекрестно реагируют с FITC-сопряженных против Cryptosporidium и / или анти-Giardia антител 1. Рекомендуется, чтобы аналитик быть знакомы с водной микробов и обзор десятков слайдов, чтобы получить опыт выявления Cryptosporidium и Giardia. По крайней мере, три (со) кисты на положительный слайд контроль окрашивания должна характеризоваться до каждой сессии в микроскоп.
Образцы для контроля качества может быть с шипами (оо) кист, чтобы определить процент RECOvery для каждого использования простейших расчетов:
(Оо) кисты Процент восстановления = ((КК Пример графа - граф из Unspiked Sample) / Spike) х 100.
Рисунок 1. Графическое представление тангенциального потока полые волокна ультрафильтрации системы. Трубка имеет цветовую маркировку, чтобы помочь является сборка системы.
Рисунок 2. Представитель флюоресценции образ Cryptosporidium и Giardia (оо) кист. Ооцист Cryptosporidium и Giardia кист окрашивали FITC меченые анти-Cryptosporidium / Giardia антител. Стрелки, Giardia кист, наконечники стрел, Cryptosporidium ооцист. В общей сложности четыре Cryptosporidium ооцист и шесть Giardia кист были обнаружены в плоскости фокуса. Образцы наблюдаемыхред под 200X увеличения.
Рисунок 3. Представитель микроскопические изображения и ооцист Cryptosporidium Giaridia кист используется для характеристики Cryptosporidium ооцист (А - С).. Блестящий яблочно-зеленый флуоресценции FITC сферические объекты от 4 до 6 мкм в диаметре, с ярко выделены ребра (A), содержащий до четырех различных, небесно-голубой DAPI ядер (B) и 3:59 спорозоитов (S) в ооцисты (C). Giardia кист (D - F). Блестящий яблочно-зеленый флуоресценции FITC раунд яйцевидные объекты 8 - 18 мкм в длину и 5 - 15 мкм, с ярко выделены ребра (D), содержащие до четырех небесно-голубой DAPI ядер (E) и с одним или более заметной внутренней структуры таких в качестве ядра (N), средний тела (M) и axonemes или (A) (F). Белые стрелки, блестящие яблоки зеленая флуоресценция окраски ооцист Cryptosporidium и Giardia кист WЗнайки, белые стрелки, DAPI положительных ядер. Образцы наблюдается при увеличении 1000X.
Тангенциальный поток полые волокна ультрафильтрации является альтернативным и эффективный метод для начальной концентрации ооцист Cryptosporidium и Giardia кист из воды. Полые волокна ультрафильтрации дешевле, чем традиционные фильтры. Поскольку у него есть способность к концентрации ооцист Cryptosporidium и Giardia кист различных матриц воде является полезной альтернативой современные методы фильтрации для EPA Method 1623 году. Как и в большинстве других методов фильтрации, полые волокна ультрафильтрации подвержены загрязнению с очень мутной образцов. Высокое давление воды может возникнуть в результате загрязнения фильтра, поэтому он рекомендуется для контроля давления при фильтрации перспективе. В дополнение к Cryptosporidium и Giardia ооцист кисты, полые волокна ультрафильтрации было показано, что способен концентрировать бактерии и вирусы 1-3,5,8. Полые волокна ультрафильтрации оutlined в этот метод может быть использован для нескольких организмов концентрировать в одном образце. Стоит отметить, что получение конечного объема от 200 до 250 мл является критической последний шаг в концентрации процедуры, чтобы дополнительные шаги, центрифугирования, которые могут привести к (оо) кисты потери можно избежать (шаг 2.2). Тем не менее, благодаря чему объем в бутылке падает слишком низко может иметь неблагоприятное воздействие на восстановление, так как не будет достаточного объема жидкости, чтобы заставить всех ооцист или кисты в ретентат бутылку. Поэтому рекомендуется поддерживать конечный объем от 200 до 250 мл.
Тепло диссоциации является альтернативой кислоты шаг диссоциации Метод 1623. Этот альтернативный шаг приводит к улучшению восстановления ооцист Cryptosporidium и уменьшить метод изменения, когда изолированы от любой реке или реагентом вода 9. Бок о бок сравнение кислоты и тепловой диссоциации методов показали, что использование тепла диссоциациите организмы из бисера иммуномагнитных производства выше средних возмещений для Cryptosporidium и Giardia. Кроме того, точность Cryptosporidium и Giardia восстановление было лучше в образцах, обработанных с тепловой диссоциации по сравнению с кислотной диссоциации 9.
Включение HFUF как концентрация шаг позволяет более гибко, предоставляя возможность сконцентрироваться нескольких организмов. Кроме того, он является менее дорогой альтернативой текущим Метод 1623 вариантов фильтрации.
Окружающей среды США Агентство по охране через свое Бюро по исследованиям и развитию в сотрудничестве с Управлением грунтовых вод и Центр технической поддержки питьевой воды финансировала исследование описано здесь. Вся работа была поддержана на месте в охране окружающей среды США, Цинциннати, штат Огайо. Хотя информация, описанная в этой статье было профинансировано полностью или частично по охране окружающей среды США Агентство по охране по контракту (контракт EP-C-06-031) Шоу окружающей среды и инфраструктуры, Inc, это не обязательно отражают точку зрения Агентства и не официального утверждения должны быть выведены. Он был подвергнут агентства рассмотрения и одобрен для публикации.
Мы хотели бы поблагодарить Энн и Майкл Гримм Циммерман для критического обзора этой рукописи и Дуг Гамильтон за его техническую поддержку.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Оборудование / реагент | Продавец | Каталог # | |
Asahi Kasei Rexeed 25 S / R мокрый полые волокна ультрафильтров | Набор медицинский | REXEED25S / R | |
I / P 73 (Masterflex R-3603) или эквивалент | Коул Parmer | EW-06408-73 | |
L / S 24 (Masterflex Платиновый отверждения) или эквивалент | Коул Parmer | EW-96410-24 | |
L / S 15 (Masterflex Платиновый отверждения) или эквивалент | Коул Parmer | EW-96410-15 | |
L / S 36 (Masterflex Платиновый отверждения) или эквивалент | Коул Parmer | EW-96410-36 | |
I / P Precision Drive Brushless | Коул Parmer | EW-77410-10 | |
I / P Easy насос нагрузки | Коул Parmer | EW-77601-10 | |
Черный ПНД Тройник 1/4 "х 3/8" х 3/8 " | США пластмасс | 62064 | |
Masterflex T-разъем L / S 15-25 | Коул Parmer | EG-30613-12 | |
Nalgene тяжелых стр. 1 л бутылки | Коул Parmer | EW-06257-10 | |
10 мл пипетки | Fisher Scientific | 13-678-11C | |
Nalgene заполнения / Вентиляция колпачок для 1/4 "трубок, 53B | Коул Parmer | EW-06258-10 | |
Манометр | Коул Parmer | -680-46-10 | |
Прямой связи, NPT (F), 1/4 " | Коул Parmer | EW-06469-18 | |
ДНЯО филиал чай, натуральный п.п. | Коул Parmer | A-30610-75 | |
Pinch зажимы, 1/2 " | Коул Parmer | EW-06833-00 | |
Cuльзовательская согласно DIN адаптеры | Формованные продукты Corp | MPC-855NS.250 | |
Кольцо стенд | Fisher Scientific | 14-670B | |
Зажимы кольцо стенд | Fisher Scientific | 05-769-6Q | |
Кек рампы зажимом, 14мм | Коул Parmer | EW-06835-10 | |
Натрия полифосфат | Sigma Aldrich | 305553 | |
Пентагидрат натрия тиосульфата | Sigma Aldrich | 72050 | |
Antifoam Y-30, эмульсии | Sigma Aldrich | A5758 | |
Твин-80 | Sigma Aldrich | P1754 | |
10 л складной полиэтилена высокой плотности cubitainer | VWR | IR314-0025 | |
Центрифуга для бутылок | Fisher Scientific | 05-663-103 | |
250 мл конические пробирки | Гранулирование | 430776 | |
Одноразовые воронки | Коул Parmer | U-6122-10 | |
Промойте бутылки | Коул Parmer | U-06252-40 | |
Центрифугировать | Beckman Coulter | Allegra X-15R | |
Бакет ротор | Beckman Coulter | ОВЕН SX4750 | |
Центрифуга ведро адаптеры для 250 мл конические пробирки | Beckman Coulter | 349849 | |
200 мкл большого диаметра наконечники | Fisher Scientific | 02-707-134 | |
VacuShield фильтра | Гельман | 629-4402 | |
5 мл пипетки | Fisher Scientific | 13-678-11D | |
Dynabeads: Cryptosporidium / Giardia комбинированный комплект | ЯDEXX | 73002 | |
50 мл конические пробирки | Сокол | 352098 | |
Dynal L10 плоский односторонний труб | IDEXX | 74003 | |
Таймер | VWR | 23609-202 | |
Dynal MPC-6 магнит | IDEXX | 12002D | |
1 мл пипетки | VWR | 53283-700 | |
1,5 мл низкой адгезией труб микроцентрифужных | Fisher Scientific | 02-681-320 | |
1000 мкл пипетки и соответствующих советов барьер | Gilson | P1000/DF1000ST | |
100 мкл пипетку и соответствующих советов барьер | Gilson | P100/DF100ST | |
9-дюймовый пипетки Пастера | VWR | 14672-412 | |
Dynal MPC-S магнита | IDEXX | 12020D | |
Вихревой | VWR | 14216-188 | |
Dynabeads ротатор смесителя | IDEXX | 94701 | |
Тепло блок | Fisher Scientific | 11-718-2 | |
Бисер Лаборатории брони | Лаборатория брони | 42370-750 | |
Цифровой термометр | Fisher Scientific | 15-077-60 | |
Фосфат-солевой буфер рН 7,4 1X (1X PBS) | Сигма | P4417 | |
Одноместный слайды пятно | IDEXX | 30201 | |
Крышка стекла | Гранулирование | 287018 | |
EasyStain прямой набор | БТФ | - | |
10 мкл пипетки и соответствующих советов барьер | Gilson | P10 и DF10ST | |
4 ', 6'-Diamidино-2-фенил индол дигидрохлорид (DAPI) | Сигма | D9542 | |
Снимите лак для ногтей | Fisher Scientific | S30697 | |
Метанол | Fisher Scientific | L6815 | |
Kimwipes | Kimberly Clark | 34155 | |
Инкубатор | Boekel Научные | 133000 | |
скользить теплее | Fisher Scientific | 11-474-521 | |
Погружение масла, типа ND = 1,515 | Nikon | MXA20234 | |
Nikon 90i микроскоп с ДВС возможности | Nikon | MBA 77000 | |
План APO 100X нефти цель | Nikon | MRD01901 | |
План Achro 20X | Nikon | MRL00202 | |
FITC фильтр | Nikon | 96302 | |
DAPI фильтр | Nikon | 96301 | |
X-cite флуоресценции осветитель | Nikon | 87540 | |
Объектив бумаги | Nikon | 76997 | |
Biohazard одноразовый мешок | Fisher Scientific | 01-829D | |
Biohazard острых контейнер | Fisher Scientific | 14-827-117 | |
3% перекиси водорода | VWR | BDH3540-2 | |
Отбеливатель | Fisher Scientific | 1952030 | |
Wypall | Kimberly Clark | 34790 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены