Wizualizacja procedur gromadzenia danych terenowych dotyczących oceny narażenia i biomarkerów na potrzeby badania sieci interwencyjnej ds. zanieczyszczenia powietrza w gospodarstwach domowych w Indiach
December 23rd, 2022
Szczegółowo opisujemy spójne, wysokiej jakości procedury stosowane w procesach pobierania próbek powietrza i biologicznych w indyjskich obiektach terenowych podczas dużego randomizowanego kontrolowanego badania. Informacje uzyskane w wyniku nadzoru nad zastosowaniami innowacyjnych technologii, dostosowanych do oceny narażenia w regionach wiejskich, umożliwiają lepsze praktyki gromadzenia danych w terenie z bardziej wiarygodnymi wynikami.
Nasze protokoły pobierania próbek środowiskowych i biomarkerów w celu przeciwdziałania skutkom zdrowotnym narażenia na zanieczyszczenie powietrza w gospodarstwach domowych mogą być stosowane w odległych i ubogich w zasoby warunkach terenowych wśród wrażliwych populacji na całym świecie. Techniki te są dostosowane do oceny długotrwałego narażenia osobistego na wiele zanieczyszczeń powietrza, zamiast polegać na wskaźnikach zastępczych w dużych badanych populacjach. Ocena narażenia w krytycznych okresach rozwojowych, takich jak ciąża i pierwszy rok życia dziecka, może dostarczyć informacji na temat strategii zapobiegania ważnym skutkom zdrowotnym, takim jak niska masa urodzeniowa i zapalenie płuc u dzieci.
Metody te mają zastosowanie w badaniach nad zanieczyszczeniem powietrza i skutkami zdrowotnymi wśród ludności wiejskiej i miejskiej w wielu krajach o niskich i średnich dochodach, zwłaszcza w kontekście oceny interwencji. Szkolenia w zakresie protokołów terenowych i laboratoryjnych dotyczących narażenia i oceny biomarkerów często nie są prowadzone w sposób dostosowany do kontekstu lub okresowo wzmacniane. Śledczy muszą odpowiednio inwestować w takie szkolenia.
Pisemne standardowe procedury operacyjne często nie są zawarte w rękopisach protokołów badań. Co więcej, bez demonstracji wizualnej badacze często nie są w stanie wiarygodnie odtworzyć protokołów badań terenowych w różnych środowiskach. Na początek sprawdź filtry pod kątem uszkodzeń, jeśli występują, za pomocą kasetonu świetlnego i umieść je w czystym pojemniku na filtr w klimatyzowanym pomieszczeniu na 24 godziny.
Po kondycjonowaniu wyjmij filtr i przytrzymaj go przez 10 sekund, aby go zdejonizować. Następnie ostrożnie umieść filtr na tacy wagowej mikrowagi i zapisz masę jako masę pierwszą w formularzu opisu przypadku. Następnie wyjmij filtr i umieść go z powrotem na uchwycie filtra lub szalce Petriego.
Do osobistego monitorowania umieść instrumenty w kamizelce. W celu monitorowania mikrośrodowiska należy umieścić instrumenty na zamontowanych metalowych stojakach w odpowiednich miejscach. Po pięciominutowym spacerze po obszarze monitorowania zapisz czas rozpoczęcia i zakończenia dla wszystkich przyrządów monitorujących w odpowiednich formularzach opisu przypadku.
W dniu pobrania próbek owiń instrument folią aluminiową i umieść go w zamykanym pokrowcu w celu przetransportowania do biura terenowego. Wyczyść wszystkie części MicroPEM dla dzieci za pomocą wacika nasączonego 70% izopropanolem i uruchom próbnik za pomocą oprogramowania MicroPEM. Po ustawieniu zestawu kalibracyjnego naciśnij przycisk start i poczekaj pięć minut, aż się ustabilizuje.
Następnie dostosuj natężenie przepływu w granicach 5% 0,3 litra na minutę i zapisz informacje w odpowiednim formularzu opisu przypadku. Następnie podłącz filtr HEPA bezpośrednio do wlotu Enhanced Children's MicroPEM. Dostosuj przesunięcie nefelometru do momentu, gdy wartość wskaże 0,0 i zapisz odczyt w odpowiednim formularzu opisu przypadku, jak pokazano wcześniej.
Ustaw program na 24 godziny w oprogramowaniu i kliknij przycisk Prześlij wartości kalibracji. Pobierz i zapisz dane Enhanced Children's MicroPEM po zarejestrowaniu natężenia przepływu po pobraniu próbki w formularzu opisu przypadku H48. Aby zmierzyć zawartość sadzy w transmisometrze, upewnij się, że wkłady są dostępne zarówno w szczelinie ślepej próby, jak i w szczelinie na próbki.
Następnie wykonaj skanowanie na neutralnej gęstości i ślepym filtrze o przypisanym ID.Po zakończeniu skanowania ślepego filtra umieść ślepą próbę laboratoryjną w szczelinie wkładu z próbką nad dyfuzorem próbki i włóż ją w pozycję drugą szczelinę instrumentu. Następnie usuń ślepą próbę laboratoryjną i kontynuuj skanowanie za pomocą filtrów testowych i próbek. Po zakończeniu skanowania wyjmij filtr i zwróć go do opiekuna filtra.
Następnie wybierz zeskanowane dane, kliknij Zaakceptuj i Zapisz. Korzystając z oprogramowania, uruchom i skonfiguruj rejestrator danych tlenku węgla na jedną minutę. Po próbkowaniu otwórz rejestrator danych, naciśnij Stop, aby odłączyć rejestrator danych USB i zapisać pobrane dane.
Następnie umieść rejestrator tlenku węgla w skrzynce kalibracyjnej tak, aby otwór wlotowy czujników był skierowany w stronę portu wlotowego powietrza skrzynki kalibracyjnej. Ustaw natężenie przepływu powietrza o zerowej klasie czystości lub powietrza w pomieszczeniu na dwa minuty na minutę i zanotuj czas rozpoczęcia i zakończenia. Następnie zmniejsz przepływ powietrza do jednego litra na minutę przez kolejne pięć minut i ponownie zanotuj czas rozpoczęcia i zakończenia.
W przypadku rejestratora czasu i lokalizacji podłącz naładowany power bank, aby upewnić się, że rejestrator działa. W przypadku monitora czasu i lokalizacji włóż baterię CR 2032 do monitora O Model TLM. Następnie naciśnij miękką pokrywę, aby usłyszeć dźwięk kliknięcia i zielone światło sygnalizujące działanie monitora i transmisję sygnału.
Po próbkowaniu pobierz dane z dysku rozruchowego na kartę SD rejestratora, aby skopiować i zapisać pliki. W celu monitorowania użytkowania kuchenki umieść sondę termopary w pobliżu kłopotliwej strefy kuchenki. Następnie otwórz aplikację Geocene, wprowadź wymagane dane i naciśnij Rozpocznij nową misję.
Pobieraj dane co dwa tygodnie za pośrednictwem aplikacji. W celu monitorowania otoczenia, w zamontowanym przyrządzie do pomiaru temperatury otoczenia PM 2,5, ustaw interwał próbkowania na pięć minut z opcji menu. Po zanotowaniu czasu rozpoczęcia wykonaj kalibrację przepływu przy użyciu filtra zerowego i zapisz dane w czasie rzeczywistym.
Następnie wyjmij wcześniej zainstalowany filtr zerowy i umieść wstępnie zważony filtr w uchwycie czystego filtra. Zatrzymaj próbnik po 24 godzinach i zapisz dane w czasie rzeczywistym. Następnie umieść filtr owinięty folią aluminiową w zamykanej torbie do transportu łańcuchem chłodniczym.
Rozmrozić pobrane próbki moczu i podzielić różne objętości na różne kriowiale i przechowywać je w temperaturze minus 20 stopni Celsjusza do czasu użycia. W przypadku wysuszonych plam krwi należy trzymać lancet w pozycji poziomej w miejscu nakłucia skóry i nakłuć. Po nakłuciu zetrzyj pierwszą kroplę krwi sterylną bawełnianą gazą.
Następnie umieść pobraną rurkę kapilarną wypełnioną krwią bezpośrednio w okręgu karty oszczędzania białka. W przypadku prawidłowych plamek objętość krwi musi być wystarczająca i zajmować co najmniej 50% okręgu plamki. Pozostaw próbkę do wyschnięcia na powietrzu przez noc w temperaturze pokojowej, a następnie przechowuj ją w temperaturze minus 20 stopni Celsjusza.
Za pomocą instrumentów monitorowania środowiska i procedur gromadzenia danych opisanych w tym badaniu możliwe jest uzyskanie bardziej wiarygodnych wyników. Na przykład wskaźnik powodzenia pobierania ważnych wysuszonych plam krwi od matek podczas trzech wizyt wynosi 100% dla wartości wyjściowej, 93% dla pierwszej obserwacji ciąży i 83% dla drugiej obserwacji ciąży. Analiza korelacji ciężaru właściwego moczu zmierzona między laboratorium terenowym a laboratorium centralnym wykazała dobrą zgodność.
Oprócz tych kroków technicznych, współpraca uczestników była okresowo wzmacniana przez cały czas trwania badania, co ma zasadnicze znaczenie dla prawidłowego gromadzenia danych. Opisane tutaj procedury mają zastosowanie tylko do monitorów ECM, Geocene Dots, E-Sampler i OP-21 BC. Korzystając z innych monitorów, poza umiejscowieniem monitora i ważeniem filtrów, musimy postępować zgodnie ze specyfikacją producenta.
Metoda ta może być stosowana w wielu urządzeniach monitorujących zanieczyszczenie powietrza nowej generacji.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
W tym artykule omówiono protokoły pobierania próbek środowiskowych i biomarkerów, mające na celu ocenę wpływu zanieczyszczenia powietrza w gospodarstwach domowych na zdrowie grup narażonych na ryzyko. Metody zostały zaprojektowane do wykorzystania w odległych lokalizacjach i koncentrują się na długotrwałej ekspozycji osobistej na wiele zanieczyszczeń powietrza.
Kluczowe Składowe Badania
Dział Nauk
- Zdrowie środowiska
- Zdrowie publiczne
- Ocena narażenia
Tło
- Zanieczyszczenie powietrza w gospodarstwach domowych stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia.
- Grupy narażone na ryzyko często nie mają dostępu do odpowiednich metod oceny narażenia.
- Istniejące metody opierają się na wskaźnikach zastępczych, które mogą nie odzwierciedlać dokładnego narażenia osobistego.
- Szkolenie w zakresie specyficznych dla kontekstu protokołów często jest niewystarczające.
Cel Badania
- Opracowanie wiarygodnych protokołów pobierania próbek w celu oceny narażenia na zanieczyszczenia powietrza.
- Informowanie strategii zapobiegania skutkom zdrowotnym, takim jak niska masa urodzeniowa i zapalenie płuc.
- Poprawa praktyk zbierania danych w środowiskach wiejskich i miejskich.
Wykorzystane Metody
- Spersonalizowane protokoły pobierania próbek środowiskowych i biomarkerów.
- Skupienie się na ocenach długotrwałego narażenia osobistego.
- Zastosowanie w środowiskach o niskich i średnich dochodach, zarówno wiejskich, jak i miejskich.
- Szkolenie z zakresu protokołów terenowych i laboratoryjnych.
Główne Wyniki
- Innowacyjne technologie poprawiają niezawodność zbierania danych.
- Metody są stosowane w różnych badaniach zanieczyszczenia powietrza.
- Inwestycje w szkolenia są kluczowe dla skutecznej implementacji.
- Wnioski mogą pomóc w planowaniu przyszłych interwencji zdrowotnych.
Wnioski
- Skuteczna ocena narażenia jest niezbędna do zrozumienia wpływu na zdrowie.
- Spersonalizowane protokoły mogą poprawić jakość danych w zróżnicowanych warunkach.
- Ciągłe szkolenie jest konieczne, aby utrzymać wysoki poziom standardów w badaniach.
Często Zadawane Pytania
Executive Industry Relevance
Robust field data collection protocols for exposure and biomarker assessment are critical for generating reliable, population-level evidence in environmental health studies. Standardized procedures for measuring PM2.5, CO, and black carbon exposures, alongside biological sampling, enable high-confidence data to inform risk assessment and intervention evaluation. These capabilities are essential for translational research and portfolio decisions in global health and environmental risk mitigation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous hypothesis testing on exposure-health outcome relationships in diverse populations.
- Supports mechanistic de-risking by linking environmental exposures to validated biomarkers.
- Facilitates functional target validation for environmental risk factors in disease models.
Screening & Assay Development
- Provides standardized biological sample collection for downstream biomarker assay development.
- Ensures reproducibility and comparability of exposure data across study sites and timepoints.
- Prepares validated sample sets for high-throughput screening of exposure-response biomarkers.
Translational & Preclinical Research
- Aligns exposure and biomarker data collection with disease-relevant endpoints in vulnerable populations.
- Enables continuity from field data to preclinical model validation and translational biomarker discovery.
- Supports risk-adjusted advancement of environmental health interventions.
Pipeline & Workflow Integration
These procedures integrate into the discovery-to-translation continuum by providing foundational exposure and biomarker data for hypothesis testing, assay development, and intervention evaluation.
- Discovery Biology: Supports robust null hypothesis testing and pathway clarification for environmental risk factors.
- Screening: Delivers standardized, quantitative exposure and biomarker measurements for assay readiness.
- Analytics: Enables statistical comparison of exposure levels and biomarker responses across cohorts and timepoints.
- Translational Research: Bridges field data collection with preclinical and translational biomarker validation.
- Enterprise Reuse: Establishes reusable protocols for multi-site, multi-cohort environmental health studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in exposure-health outcome studies.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of field and laboratory workflows.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions for intervention development and resource allocation.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of environmental health interventions and research investments.
Implementation Considerations
- Requires specialized training for field and laboratory personnel in exposure and biomarker protocols.
- Demands access to calibrated environmental monitoring instruments and sample processing infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of data collection and quality control procedures.
- Must adapt protocols for compatibility with different monitoring devices and local field conditions.
- Limited to validated instruments and may require protocol modification for alternative technologies.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Introduction
1:50
Filter Conditioning and Weighing
2:26
Microenvironment/Personal Air Sampling
3:04
Particulate Matter (PM2.5) Measurement
4:11
Black Carbon (BC) Measurement
4:58
Carbon Monoxide (CO) Measurement
5:42
Time Location Logger (TLL) and Time Location Monitor (TLM)
6:17
Stove Use Monitoring and Ambient Monitoring
7:18
Samples for Biomonitoring
8:04
Results: Validation of the Data Collection Procedures
8:42
Conclusion
