Communications Engineering (Jan 2025)
PlomBOX: a low cost bioassay for the sensitive detection of lead in drinking water
- A. Dias,
- M. Alvarez,
- Y. Gándola,
- A. Deisting,
- E. Alba Posse,
- H. Arnaldi,
- H. Asorey,
- X. Bertou,
- A. Colque,
- F. Favela-Pérez,
- J. Gasulla,
- M. Gómez Berisso,
- J. O. Guerra-Pulido,
- J. Lipovetzky,
- J. Lobera,
- M. B. Lovino,
- L. Marpegan,
- D. Martín,
- S. Mejía Muñoz,
- J. Monroe,
- A. D. Nadra,
- R. Pregliasco,
- G. Rumi,
- A. Rossen,
- M. Tallis,
- A. Thompson,
- M. Triana,
- M. L. Vazquez Miranda
Affiliations
- A. Dias
- Department of Physics, Royal Holloway, University of London
- M. Alvarez
- Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional (iB3), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad de Buenos Aires (UBA)
- Y. Gándola
- Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional (iB3), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad de Buenos Aires (UBA)
- A. Deisting
- Department of Physics, Royal Holloway, University of London
- E. Alba Posse
- Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional (iB3), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad de Buenos Aires (UBA)
- H. Arnaldi
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- H. Asorey
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- X. Bertou
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- A. Colque
- Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires
- F. Favela-Pérez
- Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México
- J. Gasulla
- Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional (iB3), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad de Buenos Aires (UBA)
- M. Gómez Berisso
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- J. O. Guerra-Pulido
- Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México
- J. Lipovetzky
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- J. Lobera
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- M. B. Lovino
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- L. Marpegan
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- D. Martín
- Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires
- S. Mejía Muñoz
- Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires
- J. Monroe
- Department of Physics, Royal Holloway, University of London
- A. D. Nadra
- Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional (iB3), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad de Buenos Aires (UBA)
- R. Pregliasco
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- G. Rumi
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- A. Rossen
- Subgerencia Laboratorio de Calidad de Agua, Instituto Nacional del Agua
- M. Tallis
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- A. Thompson
- Department of Physics, Royal Holloway, University of London
- M. Triana
- Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires
- M. L. Vazquez Miranda
- Facultad Regional Avellaneda, Universidad Tecnológica Nacional
- DOI
- https://doi.org/10.1038/s44172-024-00337-7
- Journal volume & issue
-
Vol. 4,
no. 1
pp. 1 – 12
Abstract
Abstract This paper reports the design of a biosensor for sensitive, low-cost measurement of lead in drinking water. The biosensor uses a genetically-modified strain of Escherichia coli, which serves as both signal amplifier and reporter of lead in water, measured via colour change. We developed the PlomBOX measurement platform to image this colour change and we demonstrate its capability to detect concentrations as low as the World Health Organisation upper limit for drinking water of 10 ppb. Our approach does not require expensive infrastructure or expert operators, and its automated sensing, detection and result visualisation platform is user-friendly and robust compared to existing lead biosensors—critical features to enable measurement by non-experts at the point of use.
