Detección en línea de la calidad microbiológica del agua potable Público Deposited
Water designated for human consumption must be free of E. coli bacteria, according to the Official Mexican Standard NOM-127-SSA1-2021, which ensures its microbiological safety. Continuous monitoring is crucial for detecting bacterial contamination, which poses a risk to the health of the Mexican population. This research project aimed to develop an aptasensor (NASEc) for direct detection of E. coli in drinking water. A device was constructed using gold, carbon, and grass electrodes for this purpose. The electrode surface was modified to create a large contact surface area by attaching. nanotubes (MWCNT) and immobilizing an aptamer (AE10) with a strong affinity for E. coli. NASEc relies on measuring electrical conductivity between two pairs of electrodes, with and without modification. The nanofilm constructed with (MWCNT-AE10) enables E. coli to adhere to the electrode due to its affinity to (AE10). As a result, when the bacteria attach to the electrode, they cover the area, leading to a reduction in water conductivity reading. This decrease indicates the presence of E. coli at levels as low as a single colony forming unit (CFU) per 100 mL. For the device’s development, it was essential to assess the nanotechnology knowledge. Advanced characterization techniques were employed, including atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy, and UV-vis spectroscopy. NASEc was developed in a portable, simple, and reusable manner with high selectivity, high affinity, and rapid detection (3 min), providing an advantage over conventional methods for assessing microbiological water quality. NASEc is designed for direct measurement without any sample be used in pre-treatment and can be used in drinking water with a conductivity range of 50 to 1300 μS/cm. The used of NASEc is a quick alternative that can be available to the general population to determine the water quality.
El agua para uso y consumo humano debe de estar libre de Escherichia coli, tal como lo establece la Norma Oficial Mexicana (NOM-127-SSA1-2021), la cual garantiza su calidad microbiológica; por tal motivo, se requiere de análisis constantes para identificar contaminación bacteriana que pudiese afectar la salud de la población mexicana. El objetivo de este proyecto de investigación fue diseñar y fabricar un aptasensor (NASEc) que permita detectar E. coli, de forma simple y directa en agua potable. Para ello, se construyó un dispositivo que utiliza electrodos de oro, carbono y latón. Posteriormente se modificaron cada una de las superficies de los electrodos formando una nanopelícula de nanotubos de carbono de multi-pared (MWCNT), con la finalidad de aumentar la superficie de contacto e inmovilizar un aptámero (AE10) con afinidad por E. coli. El NASEc se basa en mediciones de conductividad eléctrica entre dos pares de electrodos con y sin modificación. La construcción de la nanopelícula con (MWCNT-AE10) permite que E. coli se fije en el electrodo por la afinidad al AE10 de modo que, al fijarse la bacteria satura el área del electrodo y provoca una disminución en la lectura de la conductividad del agua, lo que indica la presencia de E. coli en niveles de hasta una sola unidad formadora de colonia (UFC/100 mL). Durante el proceso de construcción del dispositivo fue necesario evaluar las modificaciones nanotecnológicas, para ello se emplearon técnicas de caracterización avanzadas: AFM (microscopía de fuerza atómica), SEM (microscopía electrónica de barrido), espectroscopia Raman y UV-vis. Este NASEc se construyó de manera portátil, simple, reutilizable, con alta selectividad, alta afinidad y una detección rápida (3 min), ofreciendo una ventaja sobre los métodos convencionales para determinar la calidad microbiológica del agua. NASEc está diseñado para mediciones directas sin ningún tratamiento previo de la muestra y se puede usar en agua potable que tiene un rango de conductividad de 50 a 1300 μS/cm. El uso de NASEc es una alternativa rápida que puede estar al alcance de la población en general para determinar el agua que se consume.
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