Composizione e analisi della distribuzione di Bioaerosols in diverse condizioni ambientali

Comprendere la composizione biologica del particolato ambientale è importante per lo studio dei suoi impatti significativi sulla salute umana e sulla diffusione delle malattie. In questo metodo e analisi di campionamento del bioaerosol, può avere un'ampia applicazione in molti campi di studio come il monitoraggio ambientale e il rilevamento di agenti patogeni aerotrasportati. Per determinare il numero totale di particelle, dotare prima un contatore di particelle laser aerotrasportato con un sensore per monitorare la temperatura e l'umidità relativa.

Quindi, raccogliere la materia particellare dalla porta di campionamento dell'aria sulla parte superiore del contatore delle particelle laser trasportate dall'aria e utilizzare i moduli di prova all'interno del campionatore per misurare la dimensione di ogni classe di particelle contemporaneamente ogni cinque minuti. Per raccogliere campioni di particolato da campionatori di aerosol ciclonici, impostare un campionatore di aerosol ciclonico per raccogliere un flusso di campioni di 323 litri al minuto per un periodo di raccolta di sei ore e utilizzare la funzione di pulizia automatica per lavare l'interno del campionatore tre volte con acqua sterile. Quindi, posizionare il campionatore da solo su uno scaffale o un pavimento e iniziare la raccolta.

Alla fine del periodo di raccolta, conservare tutti i campioni a 20 gradi Celsius, protetti dalla luce, fino alla loro analisi. Per la raccolta del particolato mediante filtri, dotare un campionatore d'aria ad alto volume di filtri di 20,32 x 25,4 centimetri quadrati e impostare il campione su una portata di 1.000 litri al minuto per l'appropriato periodo di raccolta. Alla fine del periodo di raccolta, conservare tutti i campioni a 20 gradi Celsius, protetti dalla luce, fino alla loro analisi.

Per l'analisi della composizione biologica dei campioni raccolti dal filtro, posizionare ogni filtro in un tubo conico da 50 millilitri con il campione rivolto verso l'interno e la parte posteriore del filtro rivolto verso la parete del tubo. Aggiungere 10 perline nell'area centrale di ciascun tubo verso il lato del filtro contenente il campione e vortice il tubo per 15 minuti a temperatura ambiente. Trasferire il liquido da ogni tubo in nuovi tubi da 50 millilitri e amplificare la regione da V1 a V3 del DNA ricombinante batterico 16S e la regione ITS dell'operone fungino ricombinante dell'RNA mediante reazione a catena della polimerasi secondo protocolli standard.

Per il campionamento e la coltivazione di batteri e funghi coltivati nell'aria, impostare un campionatore a sei stadi Andersen standard internazionale su una portata di 28,3 litri al minuto per un periodo di raccolta di 35 minuti e posizionare una piastra di coltura di caseina di soia in ogni fase del campionatore. Assaggia i sei stadi con il campionatore Andersen a sei stadi come definito dai diametri aerodinamici delle particelle trasportate dall'aria, depositando le particelle batteriche sulle piastre di coltura man mano che vengono raccolte. Coltura le piastre di raccolta dei batteri aerotrasportati a 37 gradi Celsius per 24-48 ore prima di contare la colonia che forma unità di batteri su ogni piastra campione per ogni fase.

Dopo 48-72 ore di coltura, raccogliere i batteri da ogni piastra in due tubi di centrifuga millilitro ed estrarre il DNA con un kit di estrazione del DNA multi-sorgente secondo protocolli standard. In questo campionamento rappresentativo da un caseificio, la concentrazione di particelle aerosol è stata più alta in dicembre e più bassa in ottobre, probabilmente a causa di variazioni di temperatura e umidità. La concentrazione delle particelle aerosol inalabili in grado di raggiungere le vie respiratorie profonde ha causato oltre il 99% della concentrazione totale di particelle, causando gravi rischi potenziali per l'uomo e gli animali.

Qui, l'analisi dei campioni di bioaerosol raccolti durante i giorni nebbiosi nel campus del Beijing Institute of Technology il 20 dicembre 2016, indica che il campionatore di aerosol ciclonico ha raccolto molti più generi di batteri rispetto al campionatore d'aria ad alto volume con filtri. Entrambi i campionatori hanno dimostrato un'uguale efficienza di raccolta e quasi lo stesso numero di abbondanze di genere per la raccolta dei funghi. Come illustrato in questa figura, un campionatore andersen a sei fasi può essere utilizzato per raccogliere i diversi tipi di batteri culturabili aerotrasportati presenti in diversi ambienti, come nei quattro diversi tipi di piggeries valutati in questo studio.

La successiva coltura dei campioni aerotrasportati ha rivelato che il contenuto dei diversi generi batterici predominanti variava tra le diverse strutture. Ci sono molti fattori, come temperatura, umidità, concentrazione di bioaerosol e le condizioni ambientali che dovrebbero essere prese in considerazione quando si sta determinare il tipo di metodo di campionamento aerosol. La metagenomica può anche essere utilizzata per acquisire le informazioni genetiche nel loro complesso senza la necessità di separare i singoli organismi.

I nostri protocolli e i nostri risultati possono aiutare altri ricercatori in tutto il mondo a esplorare ulteriormente gli impatti sulla salute dei bioaerosol fungini e batterici in diverse condizioni ambientali.