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Neste estudo, nós fornecemos alguns resultados representativos que foram obtidos durante dias nebulosos e em fazendas de gado. Os resultados de bioaerosol amostras colhidas durante dias nebulosos de Beijing facilitaram uma melhor compreensão das composições biológicas da composição biológica da PM sem PM presente durante dias nebulosos de Beijing. Os resultados de amostras colhidas em explorações pecuárias também fornecerá dados básicos para comprovação de ar ambiental em pocilgas e uma fundamentação teórica e suporte técnico para a reprodução saudável e segura produção nas fazendas de gado. Muitos fatores ambientais, como temperatura, umidade e velocidade do vento, podem contribuir para a distribuição de partículas de aerossol na casa de vaca (Figura 1). Estudos anteriores revelaram que a PM em explorações pecuárias principalmente provém as forragens, fezes, peles e penas, que podem estar relacionada com as atividades de animais. Os fatores ambientais podem afetar não só atividades animais, mas também a agregação e difusão da PM em uma casa de vaca relativamente fechados. Portanto, podemos detectar diferentes concentrações e distribuições de tamanho de PM em quatro meses diferentes. Além disso, a condição sanitária, alimentando o método e a actividade animal foram diferentes entre os quatro tipos de pocilgas, que também podem afetar a estrutura da comunidade de bactérias viáveis no ar (Figura 4).
No entanto, neste estudo, principalmente enfocamos os métodos disponíveis que podemos usar para estudar a composição e a distribuição de Bioaerossóis sob diferentes condições ambientais. Comparado com outras amostras microbianas, aqueles de microorganismos no ar têm concentrações muito baixas e são misturados com um grande número de impurezas, tais como partículas de poeira inorgânicas, que introduzem certas dificuldades durante a coleta e detecção de Esses microorganismos21. Portanto, métodos adequados de recolha e de detecção devem ser selecionados para aerosóis microbianos. A coleta de amostras de aerossol microbiana geralmente é executada usando o método de precipitação ou equipamento especializado para coletar os microorganismos no líquido, semi-sólido ou sólido amostragem média22,23,24 . Então, algum tratamento técnico correspondente e testes específicos e análise são posteriormente realizados25. O meio de amostragem deve manter microorganismos intactos para reduzir o erro associado a deteção e a análise de26. No entanto, amostradores de microorganismo aerossol diferentes têm efeitos diferentes sobre a integridade das amostras devido a seus princípios de amostragem diferentes e mídia. As pessoas têm projetado muitos tipos de amostradores de bioaerosol que usam princípios de amostragem diferentes, tais como a impactação inercial, resistência de filtração e precipitação eletrostática27.
Amostradores de impacto pode empurrar PM no ar no meio de amostragem em alta velocidade por meio de equipamento de extração. Existem dois tipos de amostradores de impacto: sólidos e líquidos. Sólido, amostradores de impacto pode ser usado para Bioaerossóis amostra em uma concentração baixa e pode ser quase impermeável ao ar fluir28. Partículas de tamanhos diferentes podem ser preliminarmente selecionadas, e os micróbios podem ser degustados diretamente no meio de cultura, o que aumenta a taxa de sobrevivência de microorganismos viáveis10. Devido ao impacto inercial, partículas de aerossol microbiana facilmente colidem no mesmo local, e colônias podem sobrepor-se facilmente após a cultura. Presentemente, o amostrador de impacto sólido mais comum é o sampler de aerossol microbiana de Andersen-6. Neste estudo, usamos um amostrador de seis fases de Andersen para estudar as bactérias viáveis distribuídas em PM no ar de tamanhos diferentes.
Amostradores de aerossol ciclônica usam ciclones de ar espiral em alta velocidade em um cilindro ou cone. Bioaerosol partículas podem ser separadas do fluxo de ar pela força centrífuga, o que significa que os micróbios podem chocar-se com a parede interna do sampler e então ser coletados pelo buffer de amostragem. Este método é conveniente e pode ser usado para o tempo de amostragem vezes em grande fluxo e operações de amostragem. No entanto, esse método não pode ser implementado em baixas temperaturas porque a operação é dependente de líquido. O amostrador de aerossol ciclônica utilizado neste estudo é um sampler de ciclônica aerosol molhado-parede que pode extrair e transferir patógenos no ar e partículas do ar amostrado em um pequeno volume de água para análise,29.
Os amostradores de filtro podem trabalhar sob condições de baixa temperatura e podem provar a partículas acima de um determinado tamanho. No entanto, eles têm um grande impacto sobre a atividade microbiana e são propensos a danos, que influenciará consideravelmente subsequentes estudos sobre atividade de amostragem. Neste estudo, amostras de bioaerosol de dias nebulosos de Beijing foram coletadas usando um amostrador de grandes volumes de ar com filtros e um sampler de aerossol ciclônica. O objetivo deste experimento foi analisa a composição biológica da PM sem a separação e o cultivo de micróbios no ar. Portanto, esses dois métodos de amostragem foram adequados para este estudo. Para o método de amostrador de aerossol ciclônica, micróbios no ar em baixa concentração podem ser facilmente extraídos para o buffer de execução e então podem ser analisados convenientemente sem o tratamento adicional que é comumente utilizado para amostras de filtro. Neste estudo, nestes dois métodos de amostragem, classificador de aerossóis ciclônica e amostrador de filtro, mostrou eficiência de amostragem diferentes. O tratamento adicional que é comumente utilizado para amostras de filtro, como recuperando o filtro, a amostra é uma das principais diferenças entre esses dois métodos. Além disso, as amostras de ar foram coletadas diretamente no buffer de execução pelo amostrador de aerossol ciclônica enquanto o outro método coletou amostras de filtros. As características de tipo diferente do método de amostragem podem contribuir para essa eficiência de amostragem diferentes. Podemos assumir que o sampler ciclônica aerossol é a melhor escolha para coleção de microorganismo, e esta suposição precisa de mais uma confirmação.
Neste estudo, bacteriana 16S rDNA e sequenciamento de região ITS fúngico foram usados para realizar a análise biológica de Bioaerossóis. Sequenciamento de 16SrDNA é a determinação dos segmentos de 16S rDNA no genoma microbiano30. 16S rDNA amplamente existe em procariontes com alta conservação e especificidade, o que o torna útil para a identificação de espécies microbianas31. Sequenciamento do genoma inteiro requer apenas a extração de DNA genômico e posterior sequenciamento. Além de produzir uma grande quantidade de dados, esse processo também permite uma análise mais abrangente da estrutura da comunidade microbiana. Além disso, metagenômica também pode ser usada neste campo de estudo, fornecendo mais informações no futuro. Handelsman et al proposto pela primeira vez o conceito do metagenome em um livro de 1998 sobre micróbios no solo32. Em estudos posteriores, o conceito do metagenome gradualmente foi aceite, e muita pesquisa foi realizada sobre os micróbios que constam o humano intestino, o oceano e o solo33,34,35. Com o apoio da sequenciação do elevado-throughput de tecnologia, metagenômica desenvolveu-se rapidamente, e que desempenha um papel cada vez mais importante no estudo da deteção do patógeno. Métodos tradicionais de pesquisa microbiana dependem principalmente de cultura para separação e purificação. No entanto, muitos estudos não podem ser executados porque mais de 99% dos micróbios não podem ser cultivadas. Em contraste com os métodos tradicionais, metagenômica pode levar a informação genética de todos os micróbios no ambiente como um todo, sem a necessidade de separar os organismos individuais36. Uma análise detalhada de todos os microorganismos resultantes pode ser realizada diretamente.
Em resumo, este estudo mostrou vários detecção, amostragem e métodos de análise que poderiam ser usados para estudos sobre a composição biológica da PM ambiental, incluindo a PM de monitoramento; PM amostragem por um amostrador de seis fases de Andersen, um amostrador de grandes volumes de ar com filtros ou aerossol ciclônica amostrador; e posterior análise biológica com base no sequenciamento de DNA. Na prática, estes métodos podem ser usados em diferentes condições ambientais, tais como muitos tipos de explorações pecuárias. Nossos protocolos e resultados podem ajudar outros pesquisadores em todo o mundo explorar ainda mais os impactos na saúde de Bioaerossóis fúngicas e bacterianas no ambiente.