Sistema de detecção autônomo - Autonomous detection system
Os Sistemas de Detecção Autônomos (ADS) , também chamados de sistemas de detecção de risco biológico, ou sistemas autônomos de detecção de patógenos são projetados para monitorar o ar em um ambiente e detectar a presença de produtos químicos transportados pelo ar , toxinas , patógenos ou outros agentes biológicos capazes de causar doença ou morte humana . Esses sistemas monitoram o ar continuamente e enviam alertas em tempo real às autoridades competentes no caso de um ato de bioterrorismo ou guerra biológica .
História
Nos Estados Unidos , um sistema ADS (BDS) foi desenvolvido para o Serviço Postal dos EUA após o susto do antraz de 2001. Os primeiros sistemas de detecção nos serviços postais dos EUA foram instalados em 2006. Para combater tais problemas no futuro, o Governo Federal dos Estados Unidos montou um programa chamado BioWatch que opera em mais de 21 cidades nos Estados Unidos. Em 2001, os Estados Unidos experimentaram os efeitos do bioterrorismo pela primeira vez, quando envelopes contendo esporos de antraz foram enviados pelo serviço postal dos Estados Unidos para vários destinatários, incluindo dois senadores americanos. Além das 5 mortes e 17 casos de infecção por antraz que resultaram, houve custos econômicos substanciais e desafios operacionais significativos na saúde pública e na atenção à saúde, desde o nível federal até o nível comunitário.
BioWatch
O programa BioWatch é financiado e supervisionado pelo Departamento de Segurança Interna (DHS). O programa BioWatch tem três componentes principais: amostragem, análise e resposta, cada um desses componentes é administrado por três agências diferentes. A Agência de Proteção Ambiental (EPA) lida com o componente de amostragem - os sensores que coletam as partículas transportadas pelo ar. Os Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) coordenam a análise e os testes laboratoriais das amostras. As autoridades locais são responsáveis pela resposta da saúde pública aos resultados positivos. O Federal Bureau of Investigation (FBI) é designado como a agência líder para a resposta da aplicação da lei se um evento de bioterrorismo for detectado. (Shea e Lister, 2003)
Estrutura
Com a forma de uma caixa de correio sobre rodas.
Mecanismo
O APDS monitora o ar em busca de três tipos de agentes de ameaça biológica: bactérias, vírus e toxinas. A detecção autônoma é capaz de (1) processar rapidamente e analisar com precisão as amostras de aerossol com um alto nível de confiança; (2) automatizar e integrar as principais funções do sistema no detector, incluindo coleta de amostra de aerossol, preparação, análise e relatórios de resultados analíticos; (3) operar em seus ambientes internos e externos pretendidos; e (4) disseminar e arquivar resultados de análises e dados operacionais do sistema por meio da rede C3, conhecida como BioWatch Gen-3 Operations Support Service.
O APDS opera continuamente, o sistema pode detectar baixas concentrações de bioagentes que podem não ser detectados por um sistema que é acionado apenas quando o número total de partículas no ar é alto. O APDS coleta amostras, prepara-as para análise e testa vários agentes biológicos. Essa automação reduz o custo e a equipe que seriam necessários para analisar amostras manualmente.
Conforme o APDS coleta amostras de ar, ele primeiro as passa por um detector de imunoensaio . Se esse detector retornar um resultado positivo, o APDS realiza um segundo ensaio com base na amplificação e detecção do ácido nucleico . Ter dois sistemas de ensaio diferentes aumenta a confiabilidade do sistema e minimiza a possibilidade de falsos positivos.
O detector de imunoensaio incorpora matrizes líquidas, um ensaio multiplexado que usa esferas de poliestireno de pequeno diâmetro (micropérolas) revestidas com milhares de anticorpos . Cada micropérola é colorida com uma combinação exclusiva de corantes emissores de vermelho e laranja. O número de agentes que podem ser detectados em uma amostra é limitado apenas pelo número de conjuntos de esferas coloridas. Quando a amostra é exposta aos grânulos, um bioagente , se presente, liga-se ao grânulo com o anticorpo apropriado. Um segundo anticorpo marcado com fluorescência é então adicionado à amostra, resultando em um alvo altamente fluorescente para análise de fluxo. A preparação da amostra e a execução desta primeira análise demoram menos de 30 minutos.
Os ensaios de ácido nucleico requerem amplificação de uma ou mais sequências alvo de ácido nucleico. Cadeias curtas de DNA de fita simples são sintetizadas em sequências conhecidas e anexadas a pontos na matriz de uma forma predeterminada A detecção desses pontos que contêm DNA alvo hibridizado permite a sequência de DNA no alvo desconhecido. O RNA hibridiza prontamente para formar estruturas de fita dupla com sua sequência complementar (AT, CG, GC, UA). Assim, matrizes de DNA de fita simples podem ser usadas para detectar RNA por meio de hibridização.
TABELA 1.1 Lista Priorizada de Agentes de Ameaças Biológicas dos Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) a
| Doença (organismo) | Agente Tipo b |
| Categoria A c | |
| Antraz (Bacillus anthracis) | B |
| Botulismo (toxina botulínica de Clostridium) | T |
| Peste (Yersinia pestis) | B |
| Varíola (varíola maior) | V |
| Tularemia (Francisella tularensis) | B |
| Febres hemorrágicas virais (filovírus - por exemplo, Ebola e Marburg - e arenavírus - por exemplo, Lassa e Machupo) | V |
| Categoria B d | |
| Brucelose (espécie Brucella) | B |
| Toxina épsilon (de Clostridium perfringens) | T |
| Ameaças à segurança alimentar (por exemplo, espécies de Salmonella, Escherichia coli O157: H7, Shigella) | B |
| Mormo (Burkholderia mallei) | B |
| Melioidose (Burkholderia pseudomallei) | B |
| Psitacose (Chlamydia psittaci) | B |
| Febre Q (Coxiella burnetii) | B |
| Toxina de ricina (de Ricinus communis - mamona) | T |
| Enterotoxina B estafilocócica | T |
| Febre do tifo (Rickettsia prowazekii) | B |
| Encefalite viral (alfavírus, como a encefalite equina venezuelana , encefalite equina oriental, encefalite equina ocidental) | V |
| Ameaças à segurança da água (por exemplo, Vibrio cholerae, Cryptosporidium parvum) | B |
| Categoria C e | |
| Doenças infecciosas emergentes, como vírus Nipah e hantavírus | V |
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a Disponível em http://www.cdc.gov. Acessado em agosto de 2003.
b B = bactéria; V = vírus; T = toxina. c A categoria A inclui os agentes de mais alta prioridade que representam um risco à segurança nacional porque podem ser facilmente disseminados ou transmitidos de pessoa para pessoa; resultam em altas taxas de mortalidade e têm potencial para um grande impacto na saúde pública; pode causar pânico público e perturbação social; e requerem ação especial para preparação de saúde pública. d Os agentes da categoria B são a segunda prioridade mais alta e incluem aqueles que são moderadamente fáceis de disseminar; resultam em taxas de morbidade moderadas e taxas de mortalidade baixas; e requerem melhorias específicas da capacidade de diagnóstico do CDC e vigilância aprimorada de doenças. Os agentes da Categoria C são a terceira maior prioridade e incluem patógenos emergentes que poderiam ser projetados para disseminação em massa no futuro devido à disponibilidade; facilidade de produção e divulgação; e potencial para altas taxas de morbidade e mortalidade e grande impacto na saúde. |
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A Research Internationals vende sistemas autônomos e portáteis para uso em salas de correspondência, chamados ASAP II. O ASAP II oferece detecção em tempo real de agentes de guerra biológica, agentes químicos e produtos químicos industriais tóxicos, explosivos na forma de partículas e vapor e materiais nucleares. O sistema pode ser customizado de acordo com a necessidade da sala de expedição.
ASAP II é um sistema automatizado de detecção e identificação química, biológica e nuclear. O sistema pode detectar e identificar de quatro (módulo RAPTOR) a oito (módulo BioHawk) bioagentes em tempo real. Periodicamente ou sob demanda, uma amostra concentrada é enviada para os módulos e em quinze minutos esses sistemas irão identificar a presença de quaisquer bioagentes e notificar o operador se um agente perigoso for detectado.
Os sistemas precisam estar em uma sala de pressão negativa em uma mesa com inclinação para baixo, eles são capazes de lidar com milhares de correspondências por hora. Um módulo de amostragem de ar dentro dos sistemas puxa o ar para a mesa de tiragem descendente para análise. A amostragem é contínua até que o lote de correspondência seja concluído, pode levar alguns minutos, horas ou dias.
Inscrição
O sistema pode ser adaptado para situações em que patógenos ambientais ou clínicos requerem monitoramento. Por exemplo, o APDS pode testar a presença de mofo ou esporos de fungos em edifícios ou a disseminação de materiais contagiosos no ar em hospitais. Também poderia identificar surtos de doenças em centros de transporte de gado ou confinamentos.
Sistemas automatizados de detecção de correspondência
Sistema BioAlert
A Research International produz e vende o sistema de detecção de partículas TacBio. O sistema coleta amostras do ar continuamente e monitora os níveis de partículas de aerossol ou biopartículas
Ele não identifica o tipo de biopartícula detectada, mas notificará o atendente da sala de correspondência se houver excesso de partículas ou biopartículas. Este é um sistema de alerta precoce que dá ao supervisor da sala de correspondência tempo suficiente para perceber uma ameaça potencial e testar a presença de agentes biológicos ou ameaças aéreas antes que a correspondência seja entregue a um destinatário.
Sistemas portáteis e autônomos
ChemPRO 100 Chemical Detection System é um detector químico portátil para detecção de campo e classificação de agentes de guerra química. Se a correspondência chegar com uma substância não identificada, este detector portátil pode ser usado para identificar imediatamente o produto químico.
Testes de partículas explosivas de rastreamento móvel endurecido para uma ampla gama de explosivos e narcóticos em segundos. O sistema identificará explosivos em pacotes ou envelopes que muitas vezes não são detectados por máquinas de raio-x. Este detector portátil expande a gama de explosivos alvo que você pode identificar em uma única amostra para uma triagem mais rápida e abrangente. Conforme observado, este sistema também detecta uma ampla gama de narcóticos. O sistema testa explosivos e narcóticos simultaneamente em uma única amostra, para uma triagem mais rápida e abrangente.
Fontes
- "Respondendo à detecção de Bacillus anthracis em aerossol por sistemas de detecção autônoma no local de trabalho" . Centros de Controle e Prevenção de Doenças . 30 de abril de 2004 . Retirado em 11 de setembro de 2020 .
- "Perguntas frequentes: o que é o sistema de detecção de risco biológico USPS®?" (PDF) . UPS. 2013 . Retirado em 11 de setembro de 2020 .
Referências
links externos
- Hindson et al. Sistema autônomo de detecção de patógenos . Relatório preparado para a 2ª Conferência Conjunta de Detecção de Pontos para Defesa Química e Biológica; Williamsburg, VA; 3 de março de 2004.