وتسمح استراتيجية الكشف السريع بالكشف المبكر عن الجراثيم الزرقاء والسموم الزرقاء ذات الصلة في عينات المياه، إما في تلك المصفوفة العضوية، مثل الأسماك الصدفية وغيرها من المنتجات السمكية. البكتيريا الزرقاء تزهر بسبب فرط نمو البكتيريا الزرقاء، والتي يمكن أن تعيش في أي نوع من البيئات. وقد ظهرت كمشكلة بيئية في جميع أنحاء العالم خلال السنوات ال 15 الماضية.
ومع تزايد عدد البكتيريا الزرقاء الضارة خلال السنوات القليلة الماضية، أصبحت الحاجة إلى الكشف المبكر، وهو أمر أساسي لمعالجة الإزهار والانتشار السام، أكثر إلحاحا. تجمع إستراتيجية الاتجاه الأول بين تقنية الاستشعار عن بعد وأجهزة الاستشعار القريبة مع التحليل الكيميائي والمعلوماتي الحيوي المختبري في سير عمل متكامل فريد من نوعه. العملية برمتها آمنة.
يتم اتخاذ تدابير السلامة المناسبة لمنع استنشاق الهباء الجوي والاتصال بالبشرة أثناء أخذ العينات والتحليل المختبري. ولاسترجاع البيانات، حدد أولا موقع المنطقة المستهدفة على خريطة عالمية عالمية واسترجاع البيانات من مجموعات مختلفة من بيانات الاستشعار عن بعد العامة والخاصة لتاريخ التجميع. بعد الاسترجاع، قم بمعالجة البيانات الأولية، وحساب الفهارس متعددة الأطياف، وتصنيف المعلومات الناتجة.
ثم حدد مواقع أخذ العينات على الخريطة المواضيعية التي تم إنشاؤها. لجمع العينات، نقل المعدات إلى موقع أخذ العينات المحدد في المختبر المتنقل والتخطيط لمسار رحلة الطائرة بدون طيار لإجراء مسح منطقة الماكرو. في الموقع، استخدم العديد من الطائرات بدون طيار المجهزة بحمولة مختلفة لأداء مهام الطيران.
واستخدم اللقطات التي حصلت عليها الطائرة بدون طيار للتحقق من وجود الإزهار وتمديده وتحديد نقاط أخذ العينات الدقيقة. عند نقطة أخذ العينات المحددة، ضع معدات الحماية الشخصية المناسبة وجمع ثلاث عينات مياه 500 ملليلتر من كل موقع. قياس العديد من المعلمات البيئية مثل درجة حرارة الهواء والماء ودرجة الحموضة الموقع والملوحة.
ثم تخزين العينات التي تم جمعها في المختبر المتنقل لنقلها إلى مختبر الجامعة. إعداد الشرائح وفحص العينات باستخدام مجهر المختبر المتنقل المجهز بكاميرا رقمية للسماح بالتحليل التصنيفي المجهري وتحديد الأنواع الموجودة داخل العينات على أساس لونها الأزرق والأخضر وشكل الخلية وحجم الكريات. وبمجرد تحديد أنواع البكتيريا الزرقاء التي تم جمعها داخل العينات، في مختبر الجامعة، تقوم بالطرد المركزي من العينات ونقل كل قنينة إلى حاوية جديدة دون إزعاج حبيبات العينة.
إضافة 500 ملليلتر من البوتانول إلى كل عينة فائقة ونقل كل حل لاستخراجها في قمع فاصل. بعد الهز ووضع القمع تستقيم في المشابك حلقة الفردية، والسماح للمراحل المائية لاستنزاف في قوارير Erlenmeyer الفردية. بعد تكرار فصل الطبقة ثلاث مرات، ركز المراحل العضوية تحت الفراغ ووزنها.
لاستخراج عينة باستخدام المذيبات العضوية، إضافة 50 ملليلتر من الميثانول الطازج إلى كل بيليه عينة و sonicate العينات في حمام جليدي. بعد خمس دقائق، إضافة 50 ملليلتر من الميثانول الطازج إلى كل عينة ويهز بلطف قارورة قبل تصفية الحلول من خلال قطع فردية من ورق التصفية وجمع filtrates في قوارير أسفل الجولة. بعد تصفية كل عينة مرتين أخريين، كما هو موضح للتو، قم بتحليل مقتطفات العينة عن طريق الكروماتوغرافيا السائلة وقياس الطيف الكتلي الترادفي عالي الدقة وفقا للبروتوكولات القياسية.
ثم إنشاء شبكة جزيئية باستخدام منصة اجتماعية للمنتج الطبيعي العالمي واستخدام الأدوات المناسبة لتحليل الشبكة الناتجة وبيانات قياس الطيف الكتلي جنبا إلى جنب لتحديد أي سموم تقرر وجودها داخل العينات التي تم جمعها. تم التحقق من صحة الاستراتيجية المقترحة من خلال النتائج التي تم الحصول عليها في برنامج المراقبة الساحلية، النشط في منطقة كامبانيا في جنوب إيطاليا من عام 2015 إلى عام 2021. تم إنشاء سير عمل مرئي يربط التقنيات بالنتائج المنتجة.
وخلال حملات الرصد اللاحقة، تم تحسين كل خطوة بهدف الكشف السريع. وأتاحت الاستفادة المثلى من سير عمل الاستشعار عن بعد تخفيض عدد المنصات والبعثات مع تحسين مستوى المنتج المتولد. على سبيل المثال، تسهل استراتيجية الكشف السريع هذه الانتقال من استخدام العديد من المنصات الجوية المختلفة إلى منصات الأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار فقط.
ومن استخدام العديد من الفهارس المتخصصة متعددة الأطياف المختلفة إلى الكلوروفل الأكثر إفادة وخرائط مؤشر النباتات الفرق العادية. وبالتوازي مع ذلك، تم تخفيض سير العمل من الحاجة إلى تحليل ميتوجينومي 16 S إلى استخدام المراقبة المجهرية فقط لتحديد المجتمع البكتيري السيانوبكتيري. ويستخدم سير العمل الكيميائي الجديد الشبكات الجزيئية القائمة على LCMS للكشف عن سمسم السيانوتوكين بسرعة ودقة.
تسمح هذه الاستراتيجية بدراسة البكتيريا الزرقاء كمبيد حيوي للتلوث ، خاصة في المناطق التي يرتبط فيها وجود الإزهار بعمليات البهيجة ويستخدمها الضغط البشري. وتتطلب هذه الاستراتيجية المتعددة التخصصات الجمع بين التقنيات والتكنولوجيا والخبرات المختلفة في سير عمل فريد من نوعه لتنفيذها بنجاح. استراتيجية الكشف السريع مفيدة لمنع مشاكل المجتمع الصحي بسبب تزهر البكتيريا الزرقاء الضارة ورصد مناطق واسعة في وقت قصير.
