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Environment

संरचना और विभिंन पर्यावरणीय स्थितियों के तहत, एयरोसोल्स के वितरण विश्लेषण

Published: January 7, 2019 doi: 10.3791/58795
* These authors contributed equally

Summary

पर्यावरण कण बात की जैविक संरचना को समझना मानव स्वास्थ्य और रोग प्रसार पर अपनी महत्वपूर्ण प्रभावों के अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण है । यहां, हम के तीन प्रकार का इस्तेमाल किया एयरोसोल नमूना तरीकों और हवाई रोगाणुओं के एक जैविक विश्लेषण के लिए बेहतर विभिंन पर्यावरणीय परिस्थितियों में हवाई माइक्रोबियल समुदायों का पता लगाने के लिए ।

Abstract

चर बात कण में सूक्ष्मजीवों (प्रधानमंत्री) के तहत विभिंन पर्यावरणीय परिस्थितियों मानव स्वास्थ्य पर महत्वपूर्ण प्रभाव हो सकता है । इस अध्ययन में, हमने पर्यावरणीय पीएम में जैविक रचनाओं के अनेक विश्लेषणों के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन किया है । पांच प्रयोग प्रस्तुत हैं: (1) प्रधानमंत्री एक लेज़र कण काउंटर का उपयोग करके निगरानी संख्या; (2) प्रधानमंत्री एक cyclonic एयरोसोल नमूना का उपयोग करके संग्रह; (3) प्रधानमंत्री फिल्टर के साथ एक उच्च मात्रा हवा पारखी का उपयोग करके संग्रह; (4) एंडरसन छह चरण पारखी द्वारा culturable रोगाणुओं संग्रह; और (5) बैक्टीरियल 16SrDNA और कवक अपने क्षेत्र अनुक्रमण द्वारा पर्यावरण प्रधानमंत्री की जैविक संरचना का पता लगाने । हम धुंधला दिन और इस प्रोटोकॉल में आवेदन के दो विशिष्ट उदाहरण के रूप में एक पशुधन खेत का चयन किया । इस अध्ययन में, इन दो नमूना तरीकों, cyclonic एयरोसोल पारखी और फिल्टर नमूना, अलग नमूना दक्षता दिखाया. cyclonic एयरोसोल नमूना बैक्टीरिया को इकट्ठा करने के मामले में बेहतर प्रदर्शन किया, जबकि इन दो तरीकों कवक इकट्ठा करने में एक ही क्षमता दिखाई । cyclonic एयरोसोल पारखी तापमान के लिए एक नमूना सीमा है, जबकि फिल्टर पारखी कम तापमान की स्थिति के तहत काम कर सकते हैं. इस तरह के एक एंडरसन छह चरण नमूना के रूप में एक ठोस प्रभाव नमूना,, culturable सूक्ष्मजीवों के जीवित रहने की दर बढ़ जाती है जो संस्कृति माध्यम में सीधे नमूने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । हालांकि, इस विधि मुख्यतः संस्कृति पर निर्भर करता है, जबकि अधिक से अधिक ९९% रोगाणुओं की संस्कृति नहीं किया जा सकता है । डीएनए एंडरसन द्वारा एकत्र culturable बैक्टीरिया से निकाले गए छह चरण नमूना और cyclonic एयरोसोल पारखी और फिल्टर पारखी द्वारा एकत्र नमूनों बैक्टीरियल 16S rDNA और कवक अपने क्षेत्र अनुक्रमण द्वारा पता लगाया गया. सभी तरीकों से ऊपर इस तरह के पर्यावरण की निगरानी और हवाई रोगज़नक़ का पता लगाने के रूप में अध्ययन के कई क्षेत्रों में व्यापक आवेदन हो सकता है । इन परिणामों से, हम निष्कर्ष निकाल सकते है कि इन तरीकों को विभिंन परिस्थितियों में इस्तेमाल किया जा सकता है और अंय शोधकर्ताओं मदद कर सकते है और पर्यावरणीय एयरोसोल्स के स्वास्थ्य प्रभावों का पता लगाने ।

Introduction

प्राकृतिक वातावरण में, सूक्ष्मजीवों के विभिंन प्रकार के कवक, बैक्टीरिया, वायरस और अंय सूक्ष्मजीवों1सहित, एयरोसोल्स में मौजूद हैं । हवाई सूक्ष्मजीवों, जो पशुओं के खेतों में पशु भोजन के संचालन के रूप में कुछ मानव गतिविधियों से उत्सर्जित किया जा सकता है, वायुमंडलीय पर्यावरण2की महत्वपूर्ण सामग्री हैं । ये सूक्ष्मजीवों न केवल वायुमंडलीय वातावरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं, लेकिन यह भी मानव स्वास्थ्य और रोगों के प्रसार पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है ।

रोगों के फैलने का एक महत्वपूर्ण तरीका के रूप में, माइक्रोबियल एयरोसोल्स दुनिया भर में व्यापक ध्यान आकर्षित किया है । हाल के अध्ययनों में, कई मानव रोगों के लिए पर्यावरण की जटिल संरचना के साथ जुड़े होना पाया गया बात कण (प्रधानमंत्री) ऐसे रासायनिक कारखानों, पशुधन खेतों और smoggy शहरों3,4के रूप में विभिंन स्थानों में । पीएम की जैविक संरचना में कुछ श्वसन और हृदय रोगों में योगदान दे सकता है पीएम-उजागर मनुष्य5. शरीर के विभिन्न क्षेत्रों, जैसे म्यूकोसा, त्वचा, पाचन तंत्र और श्वसन तंत्र, पीएम6,7से जुड़ी रोगाणुओं के संभावित लक्ष्य हो सकते हैं । फेफड़ों के कैंसर का एक बढ़ा जोखिम पीएम२.५8तक लंबे समय तक प्रदर्शन की वजह से हो सकता है ।

दुनिया भर के कई देशों में विभिन्न स्थानों पर हवाई जीवाणुओं का सर्वेक्षण किया गया है जिनमें मेट्रो स्टेशनों, पशु चिकित्सा अस्पतालों, बूचड़खानों, खाद की सुविधा, tanneries, दुग्ध-प्रसंस्करण की सुविधा, कोयला खानों, दंत चिकित्सा क्लिनिक शामिल हैं और इनडोर वातावरण9,10,11,12,13,14,15,16,17, जनरेट कर रहा है एक जैविक एयरोसोल्स के बारे में बड़ी संख्या में रिपोर्ट । धुंधला दिनों के दौरान परिसरों, पशुधन खेतों और बड़े शहरों से जुड़े भीड़-भाड़ वाले स्थानों में तीन विशेष रूप से महत्वपूर्ण सार्वजनिक स्थितियां हैं जिनके लिए हमें मानव स्वास्थ्य और पीएम एक्सपोजर के संभावित प्रभावों के बीच कनेक्शन तलाशने की जरूरत है । इसके अलावा, चीन के उत्तरी शहरों में सर्दियों के दिनों के दौरान, उच्च प्रधानमंत्री२.५ मूल्यों मानव स्वास्थ्य को प्रभावित कर सकते हैं । हालांकि पीएम२.५ श्वसन सतहों लक्ष्यीकरण और रक्त में18भंग द्वारा विषाक्त प्रभाव उत्पंन कर सकते हैं, यह अभी भी स्पष्ट नहीं है कि क्या और कैसे रोगाणुओं से जुड़ी२.५ संभावित मानव स्वास्थ्य को प्रभावित कर सकता है19 ,20. पशुधन खेतों हवा में प्रधानमंत्री और माइक्रोबियल एयरोसोल्स के मुख्य स्रोतों में से एक हैं । इस तरह इंफ्लूएंजा वायरस और ब्रूसेला melitensis, कि पशुओं के खेतों के आसपास के खेतों में एयरोसोल्स द्वारा किए जाते है के रूप में रोगजनकों की बड़ी संख्या महत्वपूर्ण दोनों पशुधन और पोल्ट्री श्रमिकों में सांस की बीमारियों के कारण कारक हैं ।

इस अध्ययन में, हमने जैव-एयरोसोल के अनेक प्रकार के विश्लेषणों का पता लगाया, जिनमें पीएम संख्या निगरानी, एयरोसोल संग्रह और जैविक रचना विश्लेषण शामिल हैं. एयर नमूनों एक cyclonic एयरोसोल नमूना, फिल्टर और एक एंडरसन छह चरण नमूना के साथ एक उच्च मात्रा हवा पारखी द्वारा एकत्र किए गए थे. फिर, इन तीन samplers द्वारा एकत्र नमूनों जैविक विश्लेषण द्वारा विश्लेषण किया गया बैक्टीरियल 16S rDNA और कवक इसके अनुक्रमण सहित उनकी जैविक रचनाओं का निर्धारण करने के लिए. इस के साथ साथ, हम से प्रतिनिधि परिणाम दिखाने के लिए एयरोसोल बीजिंग धुंधला दिनों के दौरान एकत्र नमूनों और पशुधन का संकेत है कि एयरोसोल मानव और पशु स्वास्थ्य पर महान प्रभाव हो सकता है खेतों से । तरल और फिल्टर नमूना तरीकों के बीच तुलना भी इस अध्ययन में मुख्य रूप से 16S डीएनए और कवक अपने अनुक्रमण से डेटा के आधार पर पता लगाया गया ।

Protocol

1. पीएम नंबर मॉनिटरिंग

  1. कुल पीएम संख्या निर्धारित करने के लिए एक हवाई लेजर कण काउंटर ( सामग्री की तालिकादेखें) का उपयोग करें । हवाई लेजर कण काउंटर के शीर्ष पर हवा नमूना बंदरगाह से प्रधानमंत्री को इकट्ठा ।
    नोट: यह कण काउंटर एक स्वचालन उपकरण है और यह स्वतंत्र रूप से काम कर सकते हैं जब नमूना समय, अंतराल, संग्रह समय, आदि सहित कार्यक्रम इसके टच स्क्रीन पर सेट किया गया है.
    1. तापमान और सापेक्षिक आर्द्रता की निगरानी के लिए एक संवेदक के साथ साधन लैस । उपाय और रिकॉर्ड तापमान और सापेक्ष आर्द्रता डेटा एक साथ हर 5 मिनट.
    2. कुल में, माप और रिकॉर्ड 6 अलग कण आकार वर्गों (0.3-0.5 माइक्रोन, 0.5-0.7 माइक्रोन, 0.7-2.5 माइक्रोन, 2.5-5 माइक्रोन, 5-10 माइक्रोन और > 10 माइक्रोन) साथ ही हर 5 min. उपाय 4 अन्य कण आकार वर्ग (0.3-0.5 माइक्रोन, 0.5-1 माइक्रोन, 1-3 माइक्रोन और ≥ 3 माइक्रोन).
    3. नमूना के शीर्ष पर नमूना छेद और प्रत्येक पीएम के कण आकार को मापने के लिए पारखी अंदर परीक्षण मॉड्यूल का उपयोग हालांकि हवा के नमूनों लीजिए. तब डेटा स्वचालित रूप से संग्रहीत किया जाता है । इसके बाद के संस्करण नमूना समय और गिनती रेंज सहित रिश्तेदार मापदंडों, के बाद स्वचालित रूप से किया जा सकता है सभी प्रक्रियाओं, हालांकि हवाई लेजर कण काउंटर के मिनी स्पर्श रिप्लेर सेट कर रहे हैं ।
      नोट: यह कण काउंटर एक स्वचालन उपकरण है और यह परीक्षण मॉड्यूल है कि विभिंन कण आकार वर्गों के पीएम की संख्या गिनती है ।
  2. प्रायोगिक मानक त्रुटि का आकलन करने के लिए, सुनिश्चित करें कि भिंन कण आकार वर्ग के साथ गिना रहे है कम से 15 प्रतिकृतियां । यह सुनिश्चित करें कि रीडिंग उपकरण की आंतरिक स्मृति में संग्रहीत की जाती है और बाद में विश्लेषण किया जाता है ।
    1. सुनिश्चित करें कि प्राथमिक डेटा के विश्लेषण में पीएम संख्या एकाग्रता, ANOVA परीक्षण और प्रत्येक आकार वर्ग में पीएम का प्रतिशत शामिल है. उदाहरण के लिए, के रूप में चित्रा 1aमें दिखाया गया है, दिसंबर में प्रधानमंत्री संख्या सांद्रता (२३७.६ कणों/सेमी3) अक्टूबर में उन लोगों की तुलना में काफी अधिक थे (औसत: ११०.२ कणों/ P-value < ०.०५). चित्र 1b से पता चलता है कि 3 माइक्रोन से छोटे कणों की संख्या कुल संख्या के ९९% से अधिक के लिए खाते ।
    2. प्रधानमंत्री संख्या सांद्रता की निगरानी और स्वचालित रूप से डेटा स्टोर करने के लिए लेजर कण काउंटर का उपयोग करें । कंप्यूटर में डेटा निर्यात और ANOVA परीक्षण करने के लिए कोई USB फ़्लैश डिस्क का उपयोग करें ।

2. प्रधानमंत्री Cyclonic एयरोसोल पारखी द्वारा संग्रह

  1. ∼ 2 मीटर जमीन से ऊपर किसी भी आसपास के प्रमुख प्रदूषण स्रोतों के बिना एक खुले क्षेत्र में प्रधानमंत्री नमूना प्रदर्शन करते हैं ।
    1. नमूना साइट की स्थिति रिकॉर्ड है । उदाहरण के लिए, बीजिंग प्रौद्योगिकी संस्थान के परिसर में निंनलिखित है: 39 ° 57 ' 51.0 ' ' N; 116 ° 19 ' 38.5 ' ' ई.
  2. हवा के नमूनों को इकट्ठा करने के लिए एक cyclonic एयरोसोल नमूना का प्रयोग करें । ३२३ L/मिनट का एक नमूना प्रवाह का उपयोग करें, और 6 एच का एक संग्रह समय ।
    नोट: नमूना प्रवाह दर ठीक किया गया है और बदला नहीं जा सकता । संग्रह समय मैनुअल समय रखने के द्वारा नियंत्रित किया जाता है के रूप में वहाँ केवल एक शुरुआत है और इस पारखी पर रोक बटन है.
    1. cyclonic एयरोसोल पारखी के अंदर धोने के लिए बाँझ पानी का प्रयोग करें संग्रह से पहले 3 बार, और लगातार 3 बार इकट्ठा बटन दबाकर स्वचालित सफाई समारोह 3 बार का उपयोग करें ।
    2. नमूना शुरू करने के लिए इकट्ठा बटन दबाएँ और नमूना रोकने के लिए पंप बटन दबाएँ. किसी भी जगह में इसे धारण करने के साथ एक शेल्फ या फर्श पर पारखी रखो ।
    3. बाद के विश्लेषण तक-20 डिग्री सेल्सियस पर अंधेरे में सभी नमूनों को संरक्षित रखें ।

3. फ़िल्टर द्वारा संग्रह

  1. ∼ 2 मीटर जमीन से ऊपर किसी भी आसपास के प्रमुख प्रदूषण स्रोतों के बिना एक खुले क्षेत्र में प्रधानमंत्री नमूना प्रदर्शन करते हैं ।
    1. नमूना साइट की स्थिति रिकॉर्ड है । उदाहरण के लिए, बीजिंग प्रौद्योगिकी संस्थान के परिसर इस प्रकार है: 39 ° 57 ' 51.0 ' ' N; 116 ° 19 ' 38.5 ' ' ई.
  2. २०.३२ × २५.४ सेमी2 फिल्टर पर पीएम के नमूने ले लीजिए ( सामग्री की तालिका देखें) एक उच्च मात्रा हवा नमूना का उपयोग करके ( सामग्री की तालिकादेखें) १,००० L/न्यूनतम प्रवाह दर और संग्रह समय सापेक्ष ऑटो-प्रोग्रामिंग द्वारा सेट करें ।
    1. बाद में विश्लेषण तक-20 डिग्री सेल्सियस पर अंधेरे में सभी नमूना फिल्टर संरक्षित ।

4. जैविक रचना विश्लेषण

  1. जैविक संरचना विश्लेषण के लिए, cyclonic एयरोसोल पारखी या एक multisource डीएनए निष्कर्षण किट द्वारा डीएनए निष्कर्षण के लिए फ़िल्टर नमूना से प्रत्येक तरल नमूना का उपयोग करें ( सामग्री की तालिकादेखें) निर्माता के प्रोटोकॉल के अनुसार ।
    1. फिल्टर के साथ उच्च मात्रा हवा पारखी से नमूनों के लिए, डीएनए निष्कर्षण के लिए प्रत्येक फिल्टर नमूने का 1/8 का उपयोग करें । एक ५० मिलीलीटर ट्यूब में फिल्टर डाल आवक और पीठ ट्यूब दीवार की ओर का सामना करना पड़ के साथ । नमूना युक्त फिल्टर के पक्ष की ओर केंद्रीय स्थलों में 10 मोतियों जोड़ें ।
    2. भंवर कमरे के तापमान पर 15 मिनट के लिए ट्यूब । पिपेट एक साफ ५० एमएल केंद्रापसारक ट्यूब में ट्यूब में तरल डीएनए निष्कर्षण प्रक्रिया जारी रखने के लिए ।
  2. इस प्रकार के रूप में प्रक्रियाओं द्वारा नमूना से डीएनए निकालें ।
    1. 5 मिनट के लिए २,००० x g पर बैक्टीरिया का नमूना केंद्रापसारक, supernatant को दूर, और बाँझ पंजाबियों बफर के 2 मिलीलीटर में बैक्टीरिया को निलंबित ।
    2. एक 2 मिलीलीटर केंद्रापसारक ट्यूब में बैक्टीरिया के निलंबन को इकट्ठा करने और फिर supernatant समाधान को त्यागने के लिए 5 मिनट के लिए २,००० x g पर केंद्रापसारक ।
    3. समाधान के लिए निलंबित बैक्टीरिया युक्त बाँझ पंजाबियों बफर के ३५० μL जोड़ें.
    4. जोड़ें ०.८ मिलीलीटर की RNase ए ।
    5. बफर सीएल के १५० μL और proteinase कश्मीर के 8 μL जोड़ें, और 1 मिनट के लिए मिलाते हुए भंवर द्वारा तुरंत मिश्रण । 30 एस के लिए १,००० x जी में संक्षिप्त केंद्रापसारक के बाद (दीवार पर कोई अवशेष), 10 मिनट के लिए ५६ ° c पानी में केंद्रापसारक ट्यूब डाल दिया ।
    6. बफर पीडी के ३५० μL जोड़ें, और 30 एस के लिए मिश्रण है और फिर १२,००० x g पर 10 मिनट के लिए केंद्रापसारक
    7. एक 2 एमएल केंद्रापसारक ट्यूब में डीएनए तैयारी ट्यूब प्लेस, और तैयारी ट्यूब के लिए कदम 4.2.6 में किए गए मिश्रण हस्तांतरण । फिर १२,००० x g पर 1 मिनट के लिए केंद्रापसारक
    8. छानने का त्याग, वापस मूल 2 एमएल केंद्रापसारक ट्यूब में तैयारी ट्यूब की सामग्री डाल दिया, और बफर W1 के ५० μL जोड़ें । १२,००० x जी पर 1 मिनट के लिए मिश्रण केंद्रापसारक
    9. छानने का त्याग, वापस मूल 2 एमएल केंद्रापसारक ट्यूब में तैयारी ट्यूब की सामग्री डाल दिया, और बफर W2 के ७०० μL जोड़ें । १२,००० x जी पर 1 मिनट के लिए मिश्रण केंद्रापसारक इस कदम दोहराने के लिए फिर से ७०० बफर W2 के μL के साथ धो लो ।
    10. अपशिष्ट तरल त्यागें, और वापस मूल 2 एमएल केंद्रापसारक ट्यूब में तैयारी ट्यूब की सामग्री डाल दिया । १२,००० x जी पर 1 मिनट के लिए मिश्रण केंद्रापसारक
    11. एक और साफ १.५ एमएल केंद्रापसारक ट्यूब में डीएनए तैयारी ट्यूब की सामग्री रखो, और eluent या पानी की तैयारी ट्यूब में झिल्ली के बीच में जल के १०० μL जोड़ें (पानी या eluent ६५ डिग्री सेल्सियस के लिए गरम किया गया था) । अनुमति मिश्रण 1 मिनट के लिए कमरे के तापमान पर खड़े करने के लिए, और १२,००० x g पर 1 मिनट के लिए मिश्रण केंद्रापसारक
  3. मात्रात्मक रीयल-टाइम पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (क्यू-RT-पीसीआर) को नमूना फ़िल्टर्स पर बैक्टीरिया और कवक के सापेक्ष बहुतायत का अंदाजा लगाने के लिए निष्पादित करें.
    1. उपयोग प्राइमरों के रूप में इस प्रकार है: बैक्टीरियल 16S rDNAके लिए, 515F (5 '-GTG सीसीए GCM जीसीसी GCG GTA ए-3 ') और 806R (5 '-GGA CTA CHV GGG TWT CTA AT-3 '); और फफूंद इसकेलिए, ITS1 (5 '-टीसीसी GTA GGT गाा CCT GCG G-3 ') और ITS1 (5 '-GCT GCG टीटीसी टीटीसी एटीसी गात जीसी-3 ').
    2. वास्तविक समय पीसीआर सिस्टम ( सामग्री की तालिकादेखें) पर क्यू आरटी-पीसीआर परख चलाते हैं । RT-पीसीआर हालत: predegeneration, ९५ ° c, 10 min; अध..., ९५ ° c, 15 s; ऐनी और विस्तार, ६० ° c, 1 मिनट; ४० पुनर्जनन से एनएन और विस्तार के लिए चक्र ।
  4. बैक्टीरियल और कवक समुदाय संरचना विश्लेषण के लिए, बैक्टीरियल 16S rDNA और पीसीआर द्वारा कवक rRNA ऑपरोन के अपने क्षेत्र के V1-V3 क्षेत्र बढ़ाना ।
    1. इस प्रकार के रूप में प्राइमरों का प्रयोग करें: बैक्टीरिया के लिए, V1-9F (5 ′-CCT एटीसी सीसीसी टीजीटी GTG CCT TGG सीएजी TCT सीएजी ACG AGT TTG एटीसी MTG GCT सीएजी-3 ′) और V3-541R (5 ′-सीसीए TCT बिल्ली सीसीसी TGC GTG TCT CCG अधिनियम सीएजी-बारकोड-ACW TTA CCG CGG CTG CTG जी-3 ′); और कवक के लिए, इसकी-3F (5 '-CCT एटीसी सीसीसी टीजीटी GTG CCT TGG सीएजी TCT सीएजी CAC एटीसी गात गाा गाा CGC AGC-3 ') और इसके-4R (5 '-सीसीए TCT बिल्ली सीसीसी TGC GTG TCT CCG अधिनियम सीएजी-बारकोड-GCT CCT CCG CTT ATT गात ATG सी-3 ').
    2. सुनिश्चित करें कि पीसीआर के 20 μL मिश्रण २.५ mM dNTPs के 2 μL, 5 × μL बफर के 4 FastPfu, प्रत्येक प्राइमर के ०.८ μL (5 माइक्रोन), μL FastPfu के ०.४ पोलीमरेज़, और 10 टेंपलेट डीएनए के एनजी (देखें सामग्री की तालिका) शामिल हैं ।
    3. पीसीआर प्रोग्राम का उपयोग निंनानुसार करें: ९४ ° c 5 मिनट के लिए; के लिए ९४ ° c के 10 चक्र के बाद 30 s, 55-60 ° c के लिए ४५ s, और ७२ ° c के लिए ९० s; 30 एस के लिए ९४ ° c के 20 चक्र, ५५ ° c के लिए ४५ s और ७२ ° c के लिए ९० s; और 5 मिनट के लिए ७२ डिग्री सेल्सियस पर एक अंतिम विस्तार ।
  5. पिछले एक अध्ययन में वर्णित के रूप में डीएनए शुद्धि, डीएनए ठहराव और pyrosequencing प्रदर्शन 21.

5. एयरोसोल नमूना और खेती

  1. एक अंतरराष्ट्रीय मानक एंडरसन छह चरण नमूना का प्रयोग करें ( सामग्री की तालिकादेखें) के लिए culturable हवाई जीवाणु और कवक का एक प्रवाह दर पर नमूना २८.३ L/३५ min. के एक नमूना समय का उपयोग करें नमूना के प्रत्येक चरण में संस्कृति की थाली रखो । पर्याप्त एक नमूना के बाद ७५% एथिल शराब के साथ पारखी को संक्रमित.
    नोट: नमूना प्रवाह दर ठीक किया गया है और संग्रह समय मैन्युअल समय-रखने द्वारा नियंत्रित है ।
    1. एंडरसन छह चरण नमूना है, जो हवाई कणों के बेधड़क व्यास द्वारा परिभाषित किया गया है के साथ छह चरणों का नमूना, स्टेज VI (0.65-1.1 माइक्रोन), स्टेज V (1.1-2.1 माइक्रोन), स्टेज IV (2.1 – 3.3 माइक्रोन), स्टेज III (3.3 – 4.7 माइक्रोन), स्टेज II (4.7 – 7.0 माइक्रोन) और स्टेज सहित (≥ ७.० माइक्रोन) ।
    2. बैक्टीरियल कणों इकट्ठा और प्रत्येक सोयाबीन युक्त चरण में संस्कृति की थाली पर जमा-कैसिइन डाइजेस्ट आगर ( सामग्री की तालिकादेखें) । पारखी के प्रत्येक चरण में शीर्ष पर कई एयर सालभर के साथ एक कंटेनर है ।
    3. संस्कृति 24-48 एच के लिए ३७ ° c पर हवाई जीवाणु संग्रह प्लेटों; फिर, प्रत्येक चरण के लिए नमूना पकवान पर बैक्टीरिया की कॉलोनी संख्या गिनती ।
  2. अतिव्यापी से एंडरसन छह चरण नमूना द्वारा एकत्र कणों को रोकने के लिए, निम्नलिखित सूत्र द्वारा प्रत्येक नमूना स्तर पर कालोनियों की संख्या सही:
    Equation
    जहां पीआर: प्रत्येक स्तर पर कालोनियों की सही संख्या,
    N: नमूना के नमूने के सभी स्तरों पर छेद की संख्या (४००), और
    आर: कालोनियों की वास्तविक गिनती ।
  3. हवा के एम3 प्रति कालोनियों की इकाई की गणना निंनानुसार है:
    Equation
    कहां सी: एकाग्रता (CFU/
    n1-n6: प्रत्येक स्तर पर कालोनियों की सही संख्या,
    T: नमूना समय (min), और
    एफ: नमूना प्रवाह दर (२८.३ L/
  4. piggeries के चार प्रकार सहित पशुधन खेत में एयरोसोल का अध्ययन करने के लिए कदम ५.१-५.३ से तरीकों का उपयोग करें ।
    नोट: पशुधन खेत चांगचुन, चीन में स्थित है । प्रत्येक मुर्ग़ी में जमीन के ऊपर मध्य स्थान 2 मीटर नमूना स्थान के रूप में चुना गया था.) बैक्टीरिया की संस्कृति के बाद, चरणों में वर्णित के रूप में प्लेटों में सभी कालोनियों का इलाज ६.१-६.२ ।

6. Culturable बैक्टीरिया की पहचान

  1. संवर्धन के ४८ ज या ७२ ज के बाद, एक 2 मिलीलीटर केंद्रापसारक ट्यूब में बैक्टीरिया जगह है । एक multisource डीएनए निष्कर्षण किट का उपयोग करके इन बैक्टीरिया या कवक के डीएनए निकालें ( सामग्री की तालिकादेखें) । डीएनए निष्कर्षण प्रक्रिया धारा ४.२ में वर्णित है ।
  2. 16S rDNA अनुक्रमण के लिए २०० μL डीएनए निष्कर्षण नमूना का उपयोग करें । ४.२, ४.३ और जैविक संरचना विश्लेषण पर ४.४ चरणों में वर्णित के रूप में एक ही प्रक्रियाओं का उपयोग करें

Representative Results

इस अध्ययन में, हमने कुल मिलाकर पीएम के वितरण का एक आकलन किया और सितंबर से दिसंबर तक एक डेयरी फार्म में एयरोसोल्स का एक व्यापक विश्लेषण । कई पर्यावरणीय कारकों एयरोसोल कणों के वितरण में योगदान करते हैं । हम एक गाय घर में एक TSI लेजर कण काउंटर का उपयोग करके पीएम के एकाग्रता और आकार वितरण का अध्ययन किया । के रूप में चित्र 1aमें दिखाया गया है, एयरोसोल कणों की एकाग्रता दिसंबर में सबसे ज्यादा थी और अक्टूबर में सबसे कम है, जो तापमान और आर्द्रता (तालिका 1) में परिवर्तन की वजह से हो सकता है । सांस एयरोसोल कणों की एकाग्रता (0.3-3.0 µm) कुल कण एकाग्रता के ९९% से अधिक के लिए हिसाब (आंकड़ा 1b), और इस रेंज में कणों गहरी श्वसन तंत्र तक पहुंच सकता है, जिससे मनुष्य के लिए गंभीर खतरों और जानवरों.

नमूनों की जैविक संरचना विश्लेषण डीएनए निष्कर्षण, बैक्टीरियल 16SrDNA और कवक अपने क्षेत्र अनुक्रमण के बजाय सूक्ष्मजीवों संस्कृति के द्वारा किया जा सकता है । एक cyclonic एयरोसोल पारखी या फिल्टर के साथ एक उच्च मात्रा हवा नमूना का उपयोग करके एकत्र की जैव एयरोसोल नमूनों की जैविक विश्लेषण से, हम बैक्टीरिया और कवक इकट्ठा करने में इन दो तरीकों की क्षमता की तुलना preliminarily कर सकते हैं. चित्रा 2 बीजिंग प्रौद्योगिकी संस्थान के परिसर में दिसंबर 20, २०१६ में बीजिंग धुंधला दिनों के दौरान एकत्र एयरोसोल नमूनों के विश्लेषण के परिणाम दिखाई । बैक्टीरिया संग्रह के लिए, परिणाम संकेत दिया कि cyclonic एयरोसोल पारखी फिल्टर (चित्रा 2a) के साथ उच्च मात्रा हवा नमूना से कई और अधिक पीढ़ी एकत्र. कवक संग्रह के लिए, इन samplers बराबर संग्रह क्षमता और लगभग एक ही जीनस बहुतायत (चित्रा बी b) दिखाया । चित्रा 2में प्रस्तुत परिणामों से, हम बैक्टीरिया और कवक के लिए इन दो तरीकों के विभिंन संग्रह क्षमता को मापने में सक्षम थे । बैक्टीरिया संग्रह के लिए, cyclonic एयरोसोल पारखी अधिक बेहतर प्रदर्शन फिल्टर के साथ उच्च मात्रा हवा नमूना है क्योंकि पूर्व से नमूने एक उच्च जीनस बहुतायत (चित्रा 2a) दिखाया । हालांकि, विभिन्न नमूना तरीकों से दो नमूनों की फंगल अनुक्रमण विश्लेषण लगभग समान समुदाय संरचनाओं दिखाया (चित्रा बी b).

हम एक एंडरसन छह चरण नमूना का उपयोग करके हवाई culturable बैक्टीरिया का अध्ययन किया । चित्रा 3में दिखाया गया है, चरण I-VI कणों के लिए culturable बैक्टीरिया की कॉलोनी संख्या कम हो गया था. स्टेज मैं कण (कण आकार > ८.२ µm) culturable बैक्टीरिया कालोनियों की सबसे अधिक संख्या थी । farrowing हाउस, गर्भवती बोना घर, मेद घर और प्रातः घर सहित piggeries के चार विभिंन प्रकार में मंच मैं कालोनियों का प्रतिशत ३३%, 30%, 26% और ३४%, क्रमशः था । piggeries के चार विभिंन प्रकारों में चरण द्वितीय कालोनियों का प्रतिशत क्रमशः 20%, 22%, 19% और 20% था । piggeries के चार विभिंन प्रकारों में चरण III कालोनियों का प्रतिशत क्रमशः 18%, 18%, 18% और 19% था । piggeries के चार विभिंन प्रकारों में चरण IV कालोनियों का प्रतिशत क्रमशः 17%, 16%, 16% और 16% था । piggeries के चार विभिंन प्रकारों में चरण V कालोनियों का प्रतिशत क्रमश: 10%, 10%, 14% और 6% था । स्टेज छठी कणों (कण आकार < १.० µm) culturable बैक्टीरिया कालोनियों की सबसे कम संख्या थी । piggeries के चार विभिंन प्रकारों में स्टेज छठी कालोनियों का प्रतिशत 3%, 5%, 6% और 5%, क्रमशः था ।

हवा के नमूने piggeries के चार विभिंन प्रकार के एक एंडरसन छह चरण नमूना का उपयोग करके और फिर उपयुक्त परिस्थितियों में संस्कृति के तहत एकत्र किए गए थे । प्रत्येक कण मंच से एकत्र culturable बैक्टीरिया के पूरे जीनोम डीएनए निकाला और बैक्टीरियल 16S rDNA और कवक अपने क्षेत्र अनुक्रमण द्वारा पता लगाया गया था । piggeries में culturable बैक्टीरिया में कुल ९१ पीढ़ी और १५८ प्रजातियों के जीवाणुओं की पहचान की गई । farrowing हाउस, गर्भवती बोना घर, मेद घर और प्रातः घर सहित piggeries के चार विभिंन प्रकार में culturable बैक्टीरिया समुदाय संरचनाओं, मंच मैं छठी मंच से डेटा के साथ चित्रा 4 में दिखाया गया है । विभिंन प्रमुख जीवाणु पीढ़ी की सामग्री अलग piggeries के बीच ही नहीं है ।

Figure 1
चित्रा 1: चार अलग महीनों में पीएम की एकाग्रता और आकार वितरण । (क) अध्ययन अवधि के दौरान पीएम संख्या का Boxplot. प्रत्येक boxplot डेटाबेस के अधिकतम, ंयूनतम, माध्य, दो quartiles और असामान्य मूल्य शामिल हैं । (ख) पीएम के औसत आकार वितरण नक्शे । सितंबर से दिसंबर तक घर में ८० गायें थीं । चार महीने (सितंबर, अक्टूबर, नवंबर और दिसंबर) में पीएम (≥ 3 µm) का प्रतिशत क्रमश: ०.००५, ०.००५, ०.००२ और ०.००२ रहा । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: दो नमूना द्वारा एकत्र एयरोसोल नमूने के जैविक विश्लेषण । (क) और (ख) विभिन्न संग्रह विधियों के साथ प्राप्त किए गए एयरोसोल नमूनों में बैक्टीरियल या फंगल पीढ़ी की बहुतायत दिखाएँ. गीला दीवार हवा पारखी cyclonic एयरोसोल पारखी का प्रतिनिधित्व करता है. क्वार्ट्ज फिल्टर फिल्टर के साथ उच्च मात्रा हवा नमूना का प्रतिनिधित्व करता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्र 3: piggeries के चार प्रकारों में culturable बैक्टीरिया के औसत पदानुक्रम वितरण मानचित्र. piggeries के चार प्रकार farrowing घर, गर्भवती बोना घर, मेद घर और प्रातः घर कर रहे हैं । एस सी के लिए S6 छह कण चरणों का प्रतिनिधित्व (छठी के लिए मैं) एंडरसन छह चरण नमूना द्वारा एकत्र की । चरण हवाई कणों के बेधड़क व्यास द्वारा परिभाषित किए गए थे, जिसमें स्टेज VI (0.65-1.1 µm), स्टेज V (1.1-2.1 µm), स्टेज IV (2.1-3.3 µm), स्टेज III (3.3-4.7 µm), स्टेज II (4.7-7.0 µm) और स्टेज I (७.० µm) शामिल हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्रा 4: हवा के नमूनों में विभिन्न बहुतायत के साथ बैक्टीरियल समुदाय संरचनाओं. हवा के नमूने piggeries के चार विभिंन प्रकार के एक एंडरसन छह चरण नमूना का उपयोग करके और फिर उपयुक्त परिस्थितियों में संस्कृति के तहत एकत्र किए गए थे । एंडरसन छह चरण नमूना द्वारा एकत्र प्रत्येक कण चरण में culturable बैक्टीरिया के पूरे जीनोम डीएनए निकाला गया था और बैक्टीरियल 16S rDNA अनुक्रमण द्वारा पता चला. मुर्ग़ी के प्रत्येक प्रकार में 1 से 6 संख्या एंडरसन छह चरण नमूना द्वारा मापा छठी के लिए कण चरणों का प्रतिनिधित्व करते हैं । दाईं ओर पाठ प्रत्येक जीवाणु के लिए जीनस नाम भी शामिल है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Discussion

इस अध्ययन में, हम कुछ प्रतिनिधि परिणाम है कि धुंधला दिनों के दौरान और पशुधन खेतों में प्राप्त किया गया प्रदान की है । बीजिंग धुँधले दिनों के दौरान लिए गए एयरोसोल नमूनों से परिणाम बीजिंग धुंधला दिनों के दौरान उपस्थित पीएम के बिना पीएम की जैविक रचना की जैविक रचनाओं की बेहतर समझ की सुविधा है । पशुधन खेतों से लिए गए नमूनों से परिणाम भी piggeries में पर्यावरण वायु गुणवत्ता नियंत्रण और एक सैद्धांतिक नींव और पशुधन खेतों में स्वस्थ प्रजनन और सुरक्षित उत्पादन के लिए तकनीकी सहायता के लिए बुनियादी डेटा प्रदान करेगा । कई पर्यावरणीय कारकों, जैसे तापमान, आर्द्रता और हवा की गति, गाय घर में एयरोसोल कणों के वितरण में योगदान कर सकते हैं (चित्रा 1). पिछले अध्ययनों से पता चला है कि पशुधन खेतों में प्रधानमंत्री मुख्य रूप से चारा, मल, फर और पंख, जो पशु गतिविधियों से संबंधित हो सकता है से आता है । पर्यावरणीय कारकों से न केवल पशु गतिविधियों को प्रभावित कर सकते हैं, बल्कि एक अपेक्षाकृत बंद गाय घर में पीएम का एकत्रीकरण और प्रसार भी हो सकता है । इसलिए, हम चार अलग महीनों में प्रधानमंत्री के विभिंन सांद्रता और आकार वितरण का पता लगाने । इसके अलावा, स्वच्छता हालत, खिला विधि और पशु गतिविधि piggeries के चार प्रकार है, जो भी हवा (चित्रा 4) में culturable बैक्टीरिया की उनकी सामुदायिक संरचना को प्रभावित हो सकता है के बीच अलग थे ।

हालांकि, इस अध्ययन में, हम मुख्य रूप से उपलब्ध तरीकों पर ध्यान केंद्रित है कि हम संरचना और विभिंन पर्यावरणीय परिस्थितियों में अंय एयरोसोल्स के वितरण का अध्ययन करने के लिए उपयोग कर सकते हैं । अन्य माइक्रोबियल नमूनों के साथ तुलना में, उन हवाई सूक्ष्मजीवों के बहुत कम सांद्रता है और इस तरह के अकार्बनिक धूल कणों, जो संग्रह और का पता लगाने के दौरान कुछ कठिनाइयों का परिचय के रूप में अशुद्धियों की एक बड़ी संख्या के साथ मिश्रित कर रहे हैं ऐसे सूक्ष्मजीवों21। इसलिए, उपयुक्त संग्रह और पता लगाने के तरीकों माइक्रोबियल एयरोसोल्स के लिए चुना जाना चाहिए । माइक्रोबियल एयरोसोल नमूनों का संग्रह आम तौर पर तरल, अर्द्ध ठोस या ठोस नमूना मध्यम22,23,24 में सूक्ष्मजीवों को इकट्ठा करने के लिए वर्षा विधि या विशेष उपकरणों का उपयोग करके किया जाता है . फिर, कुछ इसी तकनीकी उपचार और विशिष्ट परीक्षण और विश्लेषण कर रहे है बाद में25। नमूना मध्यम सूक्ष्मजीवों का पता लगाने और विश्लेषण के साथ जुड़े त्रुटि को कम करने के लिए बरकरार रखना चाहिए26. हालांकि, अलग एयरोसोल सूक्ष्मजीवों पारखी उनके अलग नमूना सिद्धांतों और मीडिया के कारण नमूनों की अखंडता पर अलग प्रभाव है । लोगों को इस तरह के inertial प्रभाव, निस्पंदन प्रतिरोध के रूप में विभिन्न नमूना सिद्धांतों, का उपयोग करें कि एयरोसोल नमूना के कई प्रकार के डिजाइन किए हैं, और इलेक्ट्रोस्टैटिक वर्षण27.

samplers प्रभाव निष्कर्षण उपकरण का उपयोग करके उच्च गति पर नमूना मध्यम में हवाई प्रधानमंत्री धक्का कर सकते हैं. ठोस और तरल: नमूना प्रभावित करने के दो प्रकार के होते हैं । ठोस प्रभावित पारखी एक कम एकाग्रता में नमूना एयरोसोल्स के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और लगभग अभेद्य हवा28प्रवाह के लिए किया जा सकता है । विभिंन आकारों के एयरोसोल कणों preliminarily किया जा सकता है, और रोगाणुओं सीधे संस्कृति के माध्यम है, जो culturable सूक्ष्मजीवों10के अस्तित्व की दर बढ़ जाती है में नमूना लिया जा सकता है । inertial प्रभाव के कारण, माइक्रोबियल एयरोसोल कणों आसानी से एक ही साइट पर टकराने, और कालोनियों संस्कृति के बाद आसानी से ओवरलैप कर सकते हैं । वर्तमान में, सबसे आम ठोस प्रभाव पारखी एंडरसन-6 माइक्रोबियल एयरोसोल नमूना है । इस अध्ययन में, हम विभिंन आकारों के हवाई प्रधानमंत्री में वितरित culturable बैक्टीरिया का अध्ययन करने के लिए एक एंडरसन छह चरण नमूना इस्तेमाल किया ।

Cyclonic एयरोसोल पारखी एक सिलेंडर या शंकु में उच्च गति से सर्पिल हवा के लिए चक्रवात का उपयोग करें । एयरोसोल कणों airflow से केंद्रापसारक बल द्वारा अलग किया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि रोगाणुओं पारखी के भीतरी दीवार में टक्कर और फिर नमूना बफर द्वारा एकत्र किया जा सकता है । इस विधि सुविधाजनक है और बड़े प्रवाह और नमूना आपरेशनों में लंबे समय नमूना समय के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । हालांकि, यह विधि कम तापमान पर कार्यांवित नहीं किया जा सकता क्योंकि कार्रवाई लिक्विड पर निर्भर है । cyclonic एयरोसोल इस अध्ययन में इस्तेमाल पारखी एक cyclonic गीला-दीवार एयरोसोल नमूना है कि निकाल सकते है और हवा के नमूने के लिए पानी की एक छोटी सी मात्रा में हवाई रोगजनकों और कणों का हस्तांतरण29विश्लेषण के लिए है ।

फ़िल्टर पारखी कम तापमान की स्थिति के तहत काम कर सकते हैं और एक निश्चित आकार के ऊपर कणों नमूना कर सकते हैं. हालांकि, वे माइक्रोबियल गतिविधि पर एक महान प्रभाव है और नुकसान की संभावना है, जो बहुत नमूना गतिविधि पर बाद के अध्ययनों को प्रभावित करेगा । इस अध्ययन में, बीजिंग धुंधला दिनों से एयरोसोल नमूने फिल्टर और एक cyclonic एयरोसोल पारखी के साथ दोनों एक उच्च मात्रा हवा नमूना का उपयोग करके एकत्र किए गए थे । इस प्रयोग का उद्देश्य पीएम की जैविक रचना को अलग और हवाई रोगाणुओं के संवर्धन के बिना विश्लेषण करना था । इसलिए, इन दो नमूने के तरीके इस अध्ययन के लिए उपयुक्त थे । cyclonic एयरोसोल पारखी विधि के लिए, एक कम एकाग्रता पर हवाई रोगाणुओं चल बफर में आसानी से निकाला जा सकता है और फिर आमतौर पर फिल्टर नमूनों के लिए इस्तेमाल किया जाता है कि अतिरिक्त उपचार के बिना सुविधा का विश्लेषण किया जा सकता है. इस अध्ययन में, इन दो नमूना तरीकों, cyclonic एयरोसोल पारखी और फिल्टर नमूना, अलग नमूना दक्षता दिखाया. सामान्य रूप से फ़िल्टर नमूने, जैसे फ़िल्टर से नमूना पुनर्प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है जो अतिरिक्त उपचार इन दो विधियों के बीच मुख्य अंतर में से एक है । इसके अलावा, हवा के नमूने cyclonic एयरोसोल पारखी द्वारा सीधे चल रहे बफर में एकत्र किया गया जबकि अन्य विधि फिल्टर पर नमूने एकत्र किए गए. नमूना विधि के विभिंन प्रकार की विशेषताओं के इस अलग नमूना दक्षता के लिए योगदान हो सकता है । हम मान सकते है कि cyclonic एयरोसोल पारखी सूक्ष्मजीवों संग्रह के लिए बेहतर विकल्प है, और इस धारणा को और अधिक पुष्टि की जरूरत है ।

इस अध्ययन में, बैक्टीरियल 16S rDNA और कवक अपने क्षेत्र अनुक्रमण जैव एयरोसोल्स के जैविक विश्लेषण करने के लिए इस्तेमाल किया गया । 16SrDNA अनुक्रमण माइक्रोबियल जीनोम30में 16S rDNA क्षेत्रों का निर्धारण है । 16S rDNA व्यापक रूप से उच्च संरक्षण और विशिष्टता है, जो यह माइक्रोबियल प्रजातियों की पहचान के लिए उपयोगी बनाता है के साथ prokaryotes में मौजूद है31। पूरे जीनोम अनुक्रमण केवल जीनोमिक डीएनए और बाद के अनुक्रमण के निष्कर्षण की आवश्यकता है । डेटा की एक बड़ी राशि के उत्पादन के अलावा, इस प्रक्रिया को भी माइक्रोबियल समुदाय संरचना का एक अधिक व्यापक विश्लेषण के लिए अनुमति देता है । इसके अलावा, metagenomics भविष्य में और अधिक जानकारी प्रदान करके भी अध्ययन के इस क्षेत्र में इस्तेमाल किया जा सकता है । Handelsman एट अल । सबसे पहले मिट्टी३२में रोगाणुओं पर एक १९९८ कागज में metagenome की अवधारणा का प्रस्ताव किया । बाद के अध्ययनों में, metagenome की अवधारणा को धीरे से स्वीकार किया गया था, और अधिक अनुसंधान मानव आंत, महासागर और मिट्टी३३,३४,३५में शामिल रोगाणुओं पर किया गया था । उच्च प्रवाह अनुक्रमण प्रौद्योगिकी के समर्थन के साथ, metagenomics तेजी से विकसित किया गया है, और यह रोगज़नक़ का पता लगाने के अध्ययन में एक तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है । पारंपरिक माइक्रोबियल अनुसंधान विधियों मुख्य रूप से जुदाई और शुद्धि के लिए संस्कृति पर निर्भर हैं । हालांकि, कई अध्ययनों से बाहर नहीं किया जा सकता है क्योंकि अधिक से अधिक ९९% रोगाणुओं का कल्चर नहीं किया जा सकता । पारंपरिक तरीकों के विपरीत, metagenomics अलग-अलग जीवों३६की आवश्यकता के बिना एक पूरे के रूप में पर्यावरण में सभी रोगाणुओं की आनुवंशिक जानकारी ले सकते हैं । सभी परिणामी सूक्ष्मजीवों का एक व्यापक विश्लेषण सीधे आयोजित किया जा सकता है ।

सारांश में, इस अध्ययन में कई पता लगाने, नमूना और विश्लेषण तरीकों कि पर्यावरण पीएम की जैविक संरचना पर अध्ययन के लिए किया जा सकता है, प्रधानमंत्री की निगरानी सहित दिखाया; प्रधानमंत्री एक एंडरसन छह चरण नमूना, फिल्टर या cyclonic एयरोसोल पारखी के साथ एक उच्च मात्रा हवा नमूना द्वारा नमूना; और बाद में जैविक डीएनए अनुक्रमण पर आधारित विश्लेषण । व्यवहार में, इन तरीकों विभिंन पर्यावरणीय परिस्थितियों में इस्तेमाल किया जा सकता है, जैसे पशुधन खेतों के कई प्रकार के रूप में । हमारे प्रोटोकॉल और परिणाम दुनिया भर में अंय शोधकर्ताओं मदद कर सकते है और पर्यावरण में कवक और बैक्टीरियल एयरोसोल्स के स्वास्थ्य प्रभावों का पता लगाने ।

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

इस अध्ययन के लिए वित्तीय सहायता चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (सं. ४१७७५१४८) से आया है । funders अध्ययन डिजाइन, डेटा संग्रह और विश्लेषण, प्रकाशित करने का निर्णय, या पांडुलिपि की तैयारी में कोई भूमिका नहीं थी ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
airborne laser particle counter TSI Inc, MN, USA model 9306
Andersen six-stage sampler Tisch Inc, USA TE-20-600
AxyPrep multisource DNA Miniprep Kit Axygen, NY, USA AP-MN-MIS-GDNA-50G
FastPfu Polymerase TransGen Inc., Beijing, China AP221-01
High-volume air sampler Beijing HuaRui HeAn Technology Co., Ltd., China HH02-LS120
Real-Time PCR System Thermo Fisher Scientific, USA Applied Biosystems® 7500
Soybean-Casein Digest Agar Becton, Dickinson and company, MD, USA 211043
Tissuquartz filters Pall, NY, USA 7204
Wetted-Wall Air Sampler Research International, Inc. 17161 Beaton Road SE
Monroe, Washington 98272-1034 USA
SASS 2300

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References

  1. Jones, A. M., Harrison, R. M. The effects of meteorological factors on atmospheric bioaerosol concentrations--a review. The Science of the total environment. 326 (1-3), 151-180 (2004).
  2. Ko, G., et al. Investigation of bioaerosols released from swine farms using conventional and alternative waste treatment and management technologies. Environmental science & technology. 42 (23), 8849-8857 (2008).
  3. Seagrave, J., et al. Lung toxicity of ambient particulate matter from southeastern U.S. sites with different contributing sources: relationships between composition and effects. Environmental health perspectives. 114 (9), 1387-1393 (2006).
  4. Janssen, N. A., et al. Black carbon as an additional indicator of the adverse health effects of airborne particles compared with PM10 and PM2.5. Environmental health perspectives. 119 (12), 1691-1699 (2011).
  5. Langrish, J. P., et al. Reducing personal exposure to particulate air pollution improves cardiovascular health in patients with coronary heart disease. Environmental health perspectives. 120 (3), 367-372 (2012).
  6. Haas, D., et al. The concentrations of culturable microorganisms in relation to particulate matter in urban air. Atmospheric Environment. 65 (Supplement C), 215-222 (2013).
  7. Stahlhofen, W., Gebhart, J., Heyder, J. Experimental determination of the regional deposition of aerosol particles in the human respiratory tract. American Industrial Hygiene Association. 41 (6), 385-398 (1980).
  8. Abba, E. J., Unnikrishnan, S., Kumar, R., Yeole, B., Chowdhury, Z. Fine aerosol and PAH carcinogenicity estimation in outdoor environment of Mumbai City, India. International journal of environmental health research. 22 (2), 134-149 (2012).
  9. Dybwad, M., Skogan, G., Martha Blatny, J. Temporal Variability of the Bioaerosol Background at a Subway Station. Concentration Level, Size Distribution, and Diversity of Airborne Bacteria. 80, (2013).
  10. Harper, T. A., et al. Bioaerosol sampling for airborne bacteria in a small animal veterinary teaching hospital. Infection ecology & epidemiology. 3, (2013).
  11. Hall, R. J., et al. Metagenomic detection of viruses in aerosol samples from workers in animal slaughterhouses. PloS one. 8 (8), e72226 (2013).
  12. Wery, N. Bioaerosols from composting facilities--a review. Frontiers in cellular and infection microbiology. 4, 42 (2014).
  13. Skora, J., Gutarowska, B., Stepien, L., Otlewska, A., Pielech-Przybylska, K. The evaluation of microbial contamination in the working environment of tanneries. Medycyna pracy. 65 (1), 15-32 (2014).
  14. Brandl, H., et al. Distribution and identification of culturable airborne microorganisms in a Swiss milk processing facility. Journal of dairy science. 97 (1), 240-246 (2014).
  15. Wei, M., Yu, Z., Zhang, H. Molecular characterization of microbial communities in bioaerosols of a coal mine by 454 pyrosequencing and real-time PCR. Journal of environmental sciences. 30, 241-251 (2015).
  16. Polednik, B. Aerosol and bioaerosol particles in a dental office. Environmental research. 134, 405-409 (2014).
  17. Veillette, M., et al. Microbial contents of vacuum cleaner bag dust and emitted bioaerosols and their implications for human exposure indoors. Applied and environmental microbiology. 79 (20), 6331-6336 (2013).
  18. Cao, C., et al. Inhalable microorganisms in Beijing's PM2.5 and PM10 pollutants during a severe smog event. Environmental science & technology. 48 (3), 1499-1507 (2014).
  19. Lippmann, M., Chen, L. C. Health effects of concentrated ambient air particulate matter (CAPs) and its components. Critical reviews in toxicology. 39 (10), 865-913 (2009).
  20. Kunzli, N., et al. Comparison of oxidative properties, light absorbance, total and elemental mass concentration of ambient PM2.5 collected at 20 European sites. Environmental health perspectives. 114 (5), 684-690 (2006).
  21. Wei, K., et al. Ambient bioaerosol particle dynamics observed during haze and sunny days in Beijing. The Science of the total environment. 550, 751-759 (2016).
  22. Nehme, B., Letourneau, V., Forster, R. J., Veillette, M., Duchaine, C. Culture-independent approach of the bacterial bioaerosol diversity in the standard swine confinement buildings, and assessment of the seasonal effect. Environmental microbiology. 10 (3), 665-675 (2008).
  23. Riemenschneider, L., et al. Characterization of reaerosolization from impingers in an effort to improve airborne virus sampling. Journal of applied microbiology. 108 (1), 315-324 (2010).
  24. Mehta, S. K., Bell-Robinson, D. M., Groves, T. O., Stetzenbach, L. D., Pierson, D. L. Evaluation of portable air samplers for monitoring airborne culturable bacteria. AIHAJ : a journal for the science of occupational and environmental health and safety. 61 (6), 850-854 (2000).
  25. Sun, Z., Mu, Y., Liu, Y., Shao, L. A comparison study on airborne particles during haze days and non-haze days in Beijing. The Science of the total environment. , 1-8 (2013).
  26. Lednicky, J., et al. Highly efficient collection of infectious pandemic Influenza H1N1 virus (2009) through laminar-flow water based condensation. 50, (2016).
  27. Verreault, D., Moineau, S., Duchaine, C. Methods for sampling of airborne viruses. Microbiology and molecular biology reviews : MMBR. 72 (3), 413-444 (2008).
  28. Dybwad, M., Skogan, G., Blatny, J. M. Temporal variability of the bioaerosol background at a subway station: concentration level, size distribution, and diversity of airborne bacteria. Applied and environmental microbiology. 80 (1), 257-270 (2014).
  29. Hietala, S. K., Hullinger, P. J., Crossley, B. M., Kinde, H., Ardans, A. A. Environmental air sampling to detect exotic Newcastle disease virus in two California commercial poultry flocks. Journal of veterinary diagnostic investigation: official publication of the American Association of Veterinary Laboratory Diagnosticians, Inc. 17 (2), 198-200 (2005).
  30. Logares, R., et al. Metagenomic 16S rDNA Illumina tags are a powerful alternative to amplicon sequencing to explore diversity and structure of microbial communities. Environmental microbiology. 16 (9), 2659-2671 (2014).
  31. Kogawa, M., Hosokawa, M., Nishikawa, Y., Mori, K., Takeyama, H. Obtaining high-quality draft genomes- from uncultured microbes by cleaning and co-assembly of single-cell amplified genomes. Scientific reports. 8 (1), 2059 (2018).
  32. Handelsman, J., Rondon, M. R., Brady, S. F., Clardy, J., Goodman, R. M. Molecular biological access to the chemistry of unknown soil microbes: a new frontier for natural products. Chemistry & biology. 5 (10), R245-R249 (1998).
  33. Moon, C. D., Young, W. Metagenomic insights into the roles of Proteobacteria in the gastrointestinal microbiomes of healthy dogs and cats. MicrobiologyOpen. , e00677 (2018).
  34. Ribicic, D., et al. Microbial community and metagenome dynamics during biodegradation of dispersed oil reveals potential key-players in cold Norwegian seawater. Marine pollution bulletin. 129 (1), 370-378 (2018).
  35. Vera-Gargallo, B., Navarro-Sampedro, L., Carballo, M., Ventosa, A. Metagenome Sequencing of Prokaryotic Microbiota from Two Hypersaline Soils of the Odiel Salt Marshes in Huelva, Southwestern Spain. Genome announcements. 6 (9), (2018).
  36. Lloyd-Price, J., et al. Strains, functions and dynamics in the expanded Human Microbiome Project. Nature. 550 (7674), 61-66 (2017).

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पर्यावरण विज्ञान अंक १४३ प्रधानमंत्री संख्या निगरानी एयरोसोल संग्रह बैक्टीरियल 16S rDNA और कवक अपने क्षेत्र अनुक्रमण पर्यावरण रोगजनकों हवाई माइक्रोबियल समुदायों विभिंन पर्यावरणीय स्थितियों ।
संरचना और विभिंन पर्यावरणीय स्थितियों के तहत, एयरोसोल्स के वितरण विश्लेषण
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Wang, Z., Li, J., Qian, L., Liu, L., More

Wang, Z., Li, J., Qian, L., Liu, L., Qian, J., Lu, B., Guo, Z. Composition and Distribution Analysis of Bioaerosols Under Different Environmental Conditions. J. Vis. Exp. (143), e58795, doi:10.3791/58795 (2019).

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