La stratégie de détection rapide permet la détection précoce des proliférations de cyanobactéries et des cyanotoxines connexes dans les échantillons d’eau, soit dans cette matrice organique, comme les coquillages et d’autres produits à partir du poisson. Les proliférations de cyanobactéries sont dues à la prolifération des cyanobactéries, qui peuvent vivre dans n’importe quel type d’environnement. Et ils sont apparus comme un problème environnemental à travers le monde au cours des 15 dernières années.
Comme le nombre de proliférations de cyanobactéries nuisibles a augmenté au cours des dernières années, la nécessité d’une détection précoce, qui est essentielle pour lutter contre la prolifération et la propagation toxique, est devenue plus urgente. Notre stratégie de première direction combine la technologie technique de télédétection et proximale avec l’analyse chimique et bioinformatique en laboratoire dans un flux de travail intégré unique. L’ensemble du processus est sûr.
Des mesures de sécurité appropriées sont prises pour prévenir l’inhalation d’aérosols et le contact cutané pendant l’échantillonnage et l’analyse en laboratoire. Pour la récupération des données, localisez d’abord la zone cible sur une carte mondiale du monde et récupérez les données de divers ensembles de données de télédétection publics et privés pour la date de collecte. Après la récupération, traitez les données brutes, calculez les index multispectrales et classez les informations résultantes.
Définissez ensuite les sites d’échantillonnage sur la carte thématique générée. Pour le prélèvement d’échantillons, transportez l’équipement vers le site d’échantillonnage sélectionné dans le laboratoire mobile et planifiez la trajectoire de vol du drone pour effectuer un relevé macro-zone. Sur le site, utilisez plusieurs drones équipés de différentes charges utiles pour effectuer des missions de vol.
Et utiliser les images acquises par le drone pour valider la présence et l’extension de la floraison et pour identifier des points d’échantillonnage précis. Au point d’échantillonnage identifié, ensemiquez l’équipement de protection individuelle approprié et prélevez trois échantillons d’eau de 500 millilitres à chaque site. Mesurer plusieurs paramètres environnementaux tels que la température de l’air et de l’eau ainsi que le pH et la salinité du site.
Stockez ensuite les échantillons collectés dans le laboratoire mobile pour les transporter au laboratoire universitaire. Préparer des lames et filtrer les échantillons avec le microscope de laboratoire mobile équipé d’un appareil photo numérique pour permettre l’analyse taxonomique microscopique et l’identification des espèces présentes dans les échantillons sur la base de leur couleur bleu-vert, de la forme des cellules et de la taille des pastilles. Une fois que les espèces de cyanobactéries recueillies dans les échantillons ont été identifiées, au laboratoire universitaire, centrifugez les échantillons et transférez chaque surnageant dans un nouveau récipient sans perturber les pastilles de l’échantillon.
Ajouter 500 millilitres de butanol à chaque échantillon de surnageant et transférer chaque solution à extraire dans un entonnoir séparateur. Après avoir secoué et placé les entonnoirs à la verticale dans des pinces à anneau individuelles, laissez les phases aqueuses s’écouler dans les fioles individuelles d’Erlenmeyer. Après avoir répété la séparation des couches trois fois, concentrez les phases organiques sous vide et pesez-les.
Pour l’extraction d’échantillons à l’aide de solvants organiques, ajouter 50 millilitres de méthanol frais à chaque pastille d’échantillon et soniquer les échantillons dans un bain de glace. Après cinq minutes, ajouter 50 millilitres de méthanol frais à chaque échantillon et agiter délicatement le ballon avant de filtrer les solutions à travers des morceaux individuels de papier filtre et de recueillir les filtrats dans des fioles de fond rondes. Après avoir filtré chaque échantillon deux fois de plus, comme cela vient d’être démontré, analysez les extraits d’échantillon par chromatographie liquide et spectrométrie de masse en tandem à haute résolution selon des protocoles standard.
Ensuite, générez un réseau moléculaire à l’aide de la plate-forme sociale mondiale de produits naturels et utilisez les outils appropriés pour analyser le réseau résultant et les données de spectrométrie de masse en tandem afin d’identifier les toxines déterminées comme présentes dans les échantillons collectés. La stratégie proposée a été validée par les résultats obtenus dans le cadre du programme de surveillance côtière, actif sur la région de Campanie dans le sud de l’Italie de 2015 à 2021. Un flux de travail visuel qui relie les techniques aux résultats produits a été généré.
Lors des campagnes de surveillance suivantes, chaque étape a été optimisée dans le but d’une détection rapide. L’optimisation du flux de travail de télédétection a permis de réduire le nombre de plates-formes et de missions tout en améliorant le niveau de produit généré. Par exemple, cette stratégie de détection rapide facilite la transition de l’utilisation de plusieurs plates-formes aériennes différentes vers des plates-formes satellites et de drones uniquement.
Et de l’utilisation de plusieurs indices spécialisés multispectral différents aux cartes thématiques plus informatives de l’indice de végétation de chlorophylle a et de différence normalisée. En parallèle, le flux de travail a été réduit de nécessiter une analyse métagénomique 16 S à l’utilisation de l’observation microscopique uniquement pour déterminer la communauté cyanobactérienne. Et le nouveau flux de travail chimique utilise la mise en réseau moléculaire basée sur LCMS pour une détection rapide et précise des cyanotoxines.
Cette stratégie permet l’étude des cyanobactéries comme bioindicateur de la pollution, en particulier dans les zones où la présence de la prolifération est liée aux processus d’eutrophisation et utilisée par la pression anthropique. Cette stratégie multidisciplinaire nécessite l’intégration combinée de différentes techniques, technologies et expertises dans un flux de travail unique pour sa mise en œuvre réussie. La stratégie de détection rapide est utile pour prévenir les problèmes communautaires de santé dus aux proliférations nocives de cyanobactéries et pour surveiller de vastes zones en peu de temps.
