Composição e análise da distribuição de Bioaerossóis sob diferentes condições ambientais

Compreender a composição biológica da matéria particulada ambiental é importante para o estudo de seus impactos significativos na saúde humana e na disseminação de doenças. Neste método e análise de amostragem de bioaerosol, pode ter uma ampla aplicação em muitos campos de estudo, como monitoramento ambiental e detecção de patógenos no ar. Para determinar o número total de partículas, primeiro equipar um contador de partículas laser no ar com um sensor para monitorar a temperatura e a umidade relativa.

Em seguida, colete a matéria de partículas pela porta de amostragem de ar no topo do contador de partículas laser no ar e use os módulos de teste dentro do amostrador para medir o tamanho de cada classe de partículas simultaneamente a cada cinco minutos. Para coletar amostras de material particulado por amostradores de aerossol ciclônicos, defina um amostrador de aerossol ciclônico para coletar um fluxo amostral de 323 litros por minuto durante um período de coleta de seis horas e use a função de limpeza automática para lavar o interior do amostrador três vezes com água estéril. Em seguida, coloque o amostrador sozinho em uma prateleira ou piso e inicie a coleta.

Ao final do período de coleta, armazene todas as amostras a 20 graus Celsius, protegidas da luz, até sua análise. Para a coleta de material particulado por filtros, equipar um amostrador de ar de alto volume com filtros de 20,32 x 25,4 centímetros quadrados e definir a amostra para uma vazão de 1.000 litros por minuto para o período de coleta adequado. Ao final do período de coleta, armazene todas as amostras a 20 graus Celsius, protegidas da luz, até sua análise.

Para análise de composição biológica das amostras coletadas pelo filtro, coloque cada filtro em um tubo cônico de 50 mililitros com a amostra voltada para dentro e para trás do filtro voltado para a parede do tubo. Adicione 10 contas na área central de cada tubo em direção ao lado do filtro contendo a amostra e o vórtice do tubo por 15 minutos à temperatura ambiente. Transfira o líquido de cada tubo para novos tubos de 50 mililitros e amplie a região V1 para V3 do DNA recombinante bacteriano 16S e a região ITS do operon RNA recombinante fúngico pela reação da cadeia de polimerase de acordo com os protocolos padrão.

Para a amostragem e cultivo de bactérias e fungos no ar, configure um amostrador padrão internacional de seis estágios andersen para uma taxa de fluxo de 28,3 litros por minuto durante um período de coleta de 35 minutos e coloque uma placa de cultura de ágar de soja em cada estágio do amostrador. Prove os seis estágios com o amostrador andersen de seis estágios como definido pelos diâmetros aerodinâmicos das partículas aéreas, depositando as partículas bacterianas nas placas de cultura à medida que são coletadas. Cultura as placas de coleta de bactérias no ar a 37 graus Celsius por 24 a 48 horas antes de contar as unidades de formação de bactérias em cada placa de amostra para cada estágio.

Após 48 a 72 horas de cultura, colete as bactérias de cada placa em dois tubos de centrífuga mililitro e extraia o DNA com um kit de extração de DNA de várias fontes de acordo com os protocolos padrão. Nesta amostragem representativa de uma fazenda leiteira, a concentração de partículas de aerossol foi maior em dezembro e menor em outubro, possivelmente devido a mudanças de temperatura e umidade. A concentração das partículas inaláveis de aerossol capazes de atingir o trato respiratório profundo representou mais de 99% da concentração total de partículas causando sérios perigos potenciais para humanos e animais.

Aqui, a análise das amostras de bioaerosol coletadas durante dias nebulosos no campus do Instituto de Tecnologia de Pequim em 20 de dezembro de 2016, indica que o amostrador de aerossol ciclônico coletou muito mais gêneros de bactérias do que o amostrador de ar de alto volume com filtros. Ambos os amostradores demonstraram uma eficiência de coleta igual e quase o mesmo número de abundâncias de gênero para a coleta de fungos no entanto. Como ilustrado nesta figura, um amostrador andersen de seis estágios pode ser usado para coletar os diferentes tipos de bactérias culturaáveis transmitidas pelo ar presentes em diferentes ambientes, como nos quatro tipos diferentes de piggeries avaliados neste estudo.

A cultura subsequente das amostras aéreas revelou que o conteúdo dos diferentes gêneros de bactérias predominantes variava entre as diferentes instalações. Existem muitos fatores, como temperatura, umidade, concentração de bioaerosol e as condições ambientais que devem ser consideradas quando o tipo de método de amostragem de aerossol está sendo determinado. A metagenômica também pode ser usada para adquirir as informações genéticas como um todo sem a necessidade de separar organismos individuais.

Nossos protocolos e nossos resultados podem ajudar outros pesquisadores em todo o mundo a explorar ainda mais os impactos na saúde de bioaerosolsfúngicos e bacterianos em diferentes condições ambientais.