환경 미립자의 생물학적 구성을 이해하는 것은 인간의 건강과 질병 확산에 미치는 중요한 영향에 대한 연구에 중요합니다. 이러한 생체혐졸 샘플링 방법 및 분석에서, 환경 모니터링 및 공수 병원균 검출과 같은 많은 연구 분야에서 폭넓은 적용을 할 수 있다. 총 미립자 수를 결정하기 위해 먼저 공기 중의 레이저 입자 카운터에 센서를 장착하여 온도 및 상대 습도를 모니터링합니다.
그런 다음, 공기 중 레이저 입자 카운터의 상단에 있는 공기 샘플링 포트에 의해 입자 물질을 수집하고 5분마다 각 입자 클래스의 크기를 동시에 측정하기 위해 샘플러 내부의 테스트 모듈을 사용합니다. 사이클론 에어로졸 샘플러에 의한 미립자 물질 샘플을 수집하기 위해 사이클론 에어로졸 샘플러를 설정하여 6시간 동안 분당 323리터의 시료 흐름을 수집하고 자동 세척 기능을 사용하여 멸균물로 시료 내부를 세 번 세척합니다. 그런 다음 샘플러를 선반이나 바닥에 단독으로 놓고 컬렉션을 시작합니다.
수집 기간이 끝나면 모든 샘플을 빛으로부터 보호된 섭씨 20도에서 분석할 때까지 저장합니다. 필터별 미립자 물질 수집의 경우 20.32 x 25.4 평방 센티미터 필터가 있는 대용량 공기 샘플러를 장착하고 적절한 수집 기간 동안 분당 1, 000 리터의 유량으로 샘플을 설정합니다. 수집 기간이 끝나면 모든 샘플을 빛으로부터 보호된 섭씨 20도에서 분석할 때까지 저장합니다.
수집된 샘플의 생물학적 조성 분석을 위해 각 필터를 50 밀리리터 원추형 튜브에 배치하여 샘플이 안쪽으로 향하며 필터의 뒷면이 튜브 벽을 향합니다. 각 튜브의 중앙 영역에 10개의 구슬을 넣고 샘플을 포함하는 필터의 측면을 향해 튜브를 실온에서 15분 동안 소용돌이시다. 각 튜브에서 새로운 50 밀리리터 튜브로 액체를 전송하고 표준 프로토콜에 따라 폴리머라제 연쇄 반응에 의해 곰팡이 재조합 RNA 오페론의 세균 16S 재조합 DNA 및 ITS 영역의 V1을 V3 영역으로 증폭한다.
컬처가능한 공수 박테리아와 곰팡이의 샘플링 및 재배를 위해, 국제 표준 안데르센 6단계 샘플러를 분당 28.3리터의 유속으로 35분 동안 설정하고 대두 다이진 화고 배양 판을 샘플러의 각 단계에 배치한다. 공기 중 입자의 공기역학적 직경에 의해 정의된 안데르센 6단 샘플러로 6개의 단계를 샘플링하여 세균 입자를 수집할 때 배양판에 증착한다. 각 단계마다 각 샘플 플레이트에 박테리아의 식민지 형성 단위를 계산하기 전에 24 ~48 시간 동안 37섭씨37도에서 공수 박테리아 수집 플레이트를 배양합니다.
48~72시간의 배양 후 각 플레이트에서 2밀리리터 원심분리기 튜브로 박테리아를 수집하고 표준 프로토콜에 따라 다중 소스 DNA 추출 키트로 DNA를 추출합니다. 낙농가의 대표적인 샘플링에서 에어로졸 입자의 농도는 12월에 가장 높았으며 10월에는 온도와 습도의 변화로 인해 가장 낮았습니다. 깊은 호흡기에 도달 할 수있는 흡입 할 수있는 에어로졸 입자의 농도는 인간과 동물에게 심각한 잠재적 위험을 일으키는 전체 입자 농도의 99 % 이상을 차지합니다.
여기서, 2016년 12월 20일 베이징 공과대학 캠퍼스에서 흐릿한 날에 수집된 바이오로졸 샘플의 분석은 사이클론 에어로졸 샘플러가 필터를 가진 대량 공기 샘플러보다 더 많은 박테리아 제네라를 수집했음을 나타냅니다. 두 샘플러 모두 동일한 수집 효율과 곰팡이 수집을위한 거의 동일한 수의 속 풍부를 입증했습니다. 이 그림에서 설명한 바와 같이, 안데르센 6단계 샘플러는 본 연구에서 평가된 4가지 유형의 돼지와 같은 다른 환경에서 존재하는 다양한 유형의 공중 컬터링 박테리아를 수집하는 데 사용될 수 있다.
공수 샘플의 후속 배양은 상이한 우세한 박테리아 제네라의 함량이 상이한 시설 들 사이에서 다양하다고 밝혔다. 온도, 습도, 바이오에어로졸 농도 및 에어로졸 샘플링 방법의 종류가 결정될 때 고려해야 할 환경 조건 등 많은 요인이 있다. 메막노믹스는 또한 개별 유기체를 분리할 필요 없이 전체적으로 유전 정보를 취득하기 위하여 이용될 수 있습니다.
우리의 프로토콜과 우리의 결과는 다른 환경 조건하에서 곰팡이와 세균성 생물로졸의 건강 영향을 더 탐구하는 세계 각지의 다른 연구자도움이 될 수 있습니다.
