Corpo Discente - Egressos
Natália Faria Romão
| Título | DESENVOLVIMENTO DE DISPOSITIVO PORTÁTIL PARA O DIAGNÓSTICO DE CONTAMINANTES MICROBIOLÓGICOS EM ÁGUAS DE CONSUMO E SUPERFÍCIES AMBIENTAIS | ||||||||||||||||||||||||
| Data da Defesa | 29/06/2020 | ||||||||||||||||||||||||
| Download | Em sigilo | ||||||||||||||||||||||||
Banca
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| Palavras-Chaves | Coliformes, E.coli, dispositivo de diagnóstico, água | ||||||||||||||||||||||||
| Resumo | Dispositivos portáteis diagnósticos são alternativas viáveis e de baixo custo para a detecção de agentes patogênicos e de microrganismos de interesse na indústria de alimentos, uma vez que, reduzem o tempo da análise e disponibilizam rapidamente os resultados. Populações estabelecidas em áreas de difícil acesso e/ou com acesso restrito a serviços de saúde especializados podem ser beneficiárias deste insumo tecnológico, uma vez que facilita a detecção de microrganismos presentes em amostras ambientais, de alimentos, clínicas e de águas de consumo. A facilidade na coleta das amostras aliada ao rápido diagnóstico microbiológico são diferenciais que possibilitam que este novo insumo seja de grande interesse para a produção industrial e comercialização, uma vez que, foi desenvolvido para o diagnóstico das principais bactérias patogênicas e indicadoras presentes na água e responsáveis por causar transtornos gastrointestinais na população humana. Para a avaliação e otimização da viabilidade técnica do dispositivo diagnóstico para a detecção de bactérias coliformes e Escherichia coli, foram realizados testes laboratoriais utilizando cepas comerciais, as quais foram inoculadas no dispositivo contendo o meio de cultura Chromocult coliform agar para proporcionar o crescimento e visualização por colorimetria. O dispositivo portátil de cultura (DPC) foi otimizado para ser utilizado com amostras líquidas de 100µL, esfregaços de superfícies utilizando o próprio DPC para coleta e análise e ainda para inocular membrana filtrante após o processo de filtração miniaturizado de amostras de água. A detecção das cepas bacterianas comerciais e coletadas em campo por meio do DPC foi feita após um período de incubação bacteriana de aproximadamente 18 horas. A determinação da viabilidade do DPC foi realizada através da detecção de colônias bacterianas características em meio de cultura Chromocult através da aferição visual das colônias obtidas no DPC e em placas de Petri, e através de análise semiquantitativa proporcionada pelo registro fotográfico dos mesmos e avaliação da intensidade de coloração em software de contagem de pixels capaz de detectar a coloração característica das colônias, onde o valor obtido na intensidade de coloração foi subtraído pela amostra branco, podendo ser montadas curvas de análise e comparação de resultados. A comparação metodológica entre o DPC e método convencional foi realizado por meio de análises estatísticas que demonstraram boa correlação entre os métodos e sensibilidade. Provas moleculares utilizando oligonucleotídeos iniciadores específicos para gêneros e espécies bacterianas alvo foram realizadas com vista à confirmação da capacidade de recuperação das bactérias impregnadas no papel, sem a necessidade de subcultivos para a realização de PCR convencional. A validação do DPC foi realizada em testes de campo utilizando águas 10 subterrâneas e superficiais, e amostras de superfícies de torneiras coletadas em 201 propriedades rurais do município de Ji-Paraná e seus distritos. As avaliações de viabilidade técnica dos DPCs realizadas permitem afirmar que o dispositivo possibilita tanto a detecção qualitativa, quanto quantitativa de bactérias coliformes e E.coli presentes na água e superfícies ambientais. Além de demonstrar a capacidade de recuperar as bactérias impregnadas no papel para realização de provas bioquímicas e moleculares. Os dados obtidos reforçam que o DPC pode ser utilizado para ser aplicado na avaliação da qualidade da água e determinação de contaminação de superfícies ambientais direto em campo, sendo útil em locais de difícil acesso ou distantes de laboratórios de análises, reduzindo etapas de transporte de amostras e execução da análise, fornecendo diagnóstico rápido, confiável e de baixo custo. | ||||||||||||||||||||||||
| Abstract | Portable diagnostic devices are a viable, low-cost alternative for the detection of pathogenic agents and microorganisms of interest in the food industry since they reduce time of analysis and offer quick results. Populations living in areas of difficult access and/or with restricted access to specialized health services may benefit from this technological device since it enables the detection of microorganisms found in environmental, clinical and food samples. The efficiency in sample collection along with quick microbiological diagnosis are positive features allowing this new device to be of huge interest for industrial production and commercialization since it was developed for the diagnosis of the main pathogenic bacteria and water indicators responsible for gastro-intestinal disorders found in humans. In order to evaluate and optimize the technical feasibility of the diagnostic device for the detection of coliform bacteria and Escherichia coli, laboratory tests using commercial strains were carried out. These were inoculated in the device containing the Chromocult coliform agar culture medium to allow growth and visualization by colorimetry. The portable culture device (PCD) was optimized to be used with liquid samples of 100µL, surface smear tests using the device itself for collection and analysis, and to inoculate the membrane filter after the miniaturized filtering process of water samples. The detection of commercial bacterial strains and those collected in the field with the device was carried out after a period of bacterial incubation of approximately 18 hours. The viability of the device was determined through the detection of bacterial colonies found characteristically in a Chromocult cultural environment through visual assessment of the colonies obtained with the PCD and on Petri dishes, as well as through a semi quantitative analysis done with their photographic record and the evaluation of the intensity of color using a pixel counting software to detect the characteristic coloring of the colonies. The value obtained with the intensity of color was subtracted from the white sample and analyses and result comparison curves were then created. The methodological comparison between the PCD and the conventional method was done through statistical analyses that demonstrated a positive correlation between methods and sensibility. Molecular tests using specific initiator oligonucleotides for target bacterial species and kinds were carried out to confirm the capacity for recovery of the bacteria permeating the paper, without the need of subcultures for conventional PCR. The validation of the PCD was carried out in field tests using underground and surface water, as well as faucet surface samples collected from 201 rural properties in the town of Ji- Paraná and its districts. Evaluations of the technical feasibility of the devices support the assertion that they allow both the qualitative and quantitative detection of coliform bacteria 12 and E.coli found in water and environmental surfaces. It also demonstrates the capacity to recover bacteria permeating paper in order to carry out biochemical and molecular tests. The data obtained demonstrates that the PCD may be used for the evaluation of water quality and for determining the contamination of environmental surfaces directly in the field. It is useful in places of difficult access or those that are far from analysis laboratories, thus reducing the time of transportation of samples and the execution of analyses, providing a quick, reliable and lowcost diagnosis. | ||||||||||||||||||||||||
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