تكوين وتحليل التوزيع من بيوايروسولس تحت ظروف بيئية مختلفة

إن فهم التكوين البيولوجي للجسيمات البيئية مهم لدراسة آثارها الكبيرة على صحة الإنسان وانتشار الأمراض. في هذا الأسلوب البيولوجي أخذ العينات والتحليل، قد يكون لها تطبيق واسع في العديد من مجالات الدراسة مثل الرصد البيئي والكشف عن مسببات الأمراض المحمولة جوا. لتحديد إجمالي عدد الجسيمات، أولاً قم بتجهيز عداد جزيئات ليزر محمول جواً بمستشعر لمراقبة درجة الحرارة والرطوبة النسبية.

ثم، جمع المادة الجسيمات عن طريق منفذ أخذ العينات الهواء على الجزء العلوي من مضادة لجسيمات الليزر المحمولة جوا واستخدام وحدات الاختبار داخل العينات لقياس حجم كل فئة من الجسيمات في وقت واحد كل خمس دقائق. لجمع عينات المواد الجسيمية بواسطة عينات الهباء الجوي الزوابع الزوابع، قم بإعداد عينة من الهباء الجوي الزين لجمع عينة من 323 لترًا في الدقيقة لمدة ست ساعات واستخدام وظيفة التنظيف التلقائي لغسل داخل العينة ثلاث مرات بالماء المعقم. ثم ضع العينة وحدها على الرف أو الكلمة وبدء جمع.

في نهاية فترة جمع، وتخزين جميع العينات في 20 درجة مئوية، وحمايتها من الضوء، حتى تحليلها. لجمع الجسيمات من المواد بواسطة المرشحات، وتجهيز عينات الهواء ذات حجم كبير مع 20.32 × 25.4 مرشحات سنتيمتر مربع وتعيين العينة إلى معدل تدفق 1،000 لتر في الدقيقة لفترة جمع المناسبة. في نهاية فترة جمع، وتخزين جميع العينات في 20 درجة مئوية، وحمايتها من الضوء، حتى تحليلها.

لتحليل التركيب البيولوجي للعينات التي تم جمعها من المرشح، ضع كل مرشح في أنبوب مخروطي 50 ملليلتر مع العينة التي تواجه الداخل والظهر الخلفي للمرشح التي تواجه نحو جدار الأنبوب. أضف 10 حبات في المنطقة المركزية لكل أنبوب نحو جانب المرشح الذي يحتوي على العينة ودوامة الأنبوب لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة. نقل السائل من كل أنبوب إلى أنابيب جديدة 50 ملليلتر وتضخيم V1 إلى V3 المنطقة من الحمض النووي المؤتلف البكتيريا 16S ومنطقة ITS من OPERON RNA المؤتلف الفطرية من قبل تفاعل البوليميراز سلسلة وفقا للبروتوكولات القياسية.

لأخذ العينات وزراعة البكتيريا والفطريات المحمولة جواً القابلة للاستزراع، ضع معيارًا دوليًا لـ Andersen من ست مراحل في معدل تدفق 28.3 لترًا في الدقيقة لفترة جمع 35 دقيقة ووضع لوحة ثقافة كيس فول الصويا في كل مرحلة من العينات. عينة المراحل الست مع العينة من ست مراحل أندرسون كما هو محدد من قبل أقطار الهوائية من الجسيمات المحمولة جوا، وإيداع الجسيمات البكتيرية على لوحات الثقافة كما يتم جمعها. ثقافة لوحات جمع البكتيريا المحمولة جوا في 37 درجة مئوية لمدة 24 إلى 48 ساعة قبل عد وحدات تشكيل مستعمرة من البكتيريا على كل لوحة عينة لكل مرحلة.

بعد 48 إلى 72 ساعة من الثقافة، وجمع البكتيريا من كل لوحة في اثنين من أنابيب أجهزة الطرد المركزي ملليلتر واستخراج الحمض النووي مع مجموعة متعددة المصادر استخراج الحمض النووي وفقا للبروتوكولات القياسية. وفي هذه العينات التمثيلية من مزرعة ألبان، كان تركيز جسيمات الهباء الجوي أعلى في كانون الأول/ديسمبر وأدنى مستوى له في تشرين الأول/أكتوبر، ربما بسبب التغيرات في درجة الحرارة والرطوبة. 21- وقد مثل تركيز جسيمات الهباء الجوي القابلة للاستنشاق القادرة على الوصول إلى الجهاز التنفسي العميق أكثر من 99 في المائة من مجموع تركيز الجسيمات، مما تسبب في مخاطر محتملة خطيرة على البشر والحيوانات.

هنا ، يشير تحليل عينات الهباء الحيوي التي تم جمعها خلال الأيام الضبابية في حرم معهد بكين للتكنولوجيا في 20 ديسمبر 2016 ، إلى أن عينة الهباء الجوي الإعصاري جمعت العديد من أجناس البكتيريا أكثر من عينة الهواء عالية الحجم مع المرشحات. أظهر كل من العينات كفاءة جمع متساوية وتقريبا نفس العدد من وفرة جنس لجمع الفطريات ومع ذلك. وكما هو موضح في هذا الشكل، يمكن استخدام أداة أخذ العينات من ست مراحل في أندرسون لجمع الأنواع المختلفة من البكتيريا القابلة للزراعة المحمولة جواً الموجودة في بيئات مختلفة، كما هو الحال في الأنواع الأربعة المختلفة من الخنازير التي تم تقييمها في هذه الدراسة.

كشفت الثقافة اللاحقة للعينات المحمولة جوا أن محتوى جنسا البكتيريا السائدة المختلفة تنوعت بين المرافق المختلفة. وهناك عوامل كثيرة، مثل درجة الحرارة والرطوبة وتركيز البيريروسول والظروف البيئية التي ينبغي مراعاتها عند تحديد نوع طريقة أخذ عينات من الهباء الجوي. ويمكن أيضا استخدام الميثاينوميك للحصول على المعلومات الوراثية ككل دون الحاجة إلى فصل الكائنات الحية الفردية.

قد تساعد بروتوكولاتنا ونتائجنا الباحثين الآخرين في جميع أنحاء العالم على مواصلة استكشاف الآثار الصحية للفطريات والبكتريا في ظل ظروف بيئية مختلفة.