Name: composition and distribution analysis of bioaerosols under different environmental conditions
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Duration: 5 min 45 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Composition and Distribution Analysis of Bioaerosols Under Different Environmental Conditions at JoVE.com

Финансовая поддержка этого исследования пришли из Фонда национального естественных наук Китая (№ 41775148). Спонсоры имел никакой роли в дизайн исследования, сбор данных и анализ, решение опубликовать или подготовка рукописи.

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

Авторы не имеют ничего сообщать.

В этом исследовании мы предоставили некоторые представитель результаты, которые были получены в туманные дни и в животноводческих ферм. Результаты от Биоаэрозоль проб, взятых в Пекине туманные дни способствует более глубокого понимания биологической композиции биологического состава вечера без вечера во время Пекин туманных дней. Результаты проб, взятых из животноводческих ферм также будет предоставлять базовые данные для окружающей среды воздуха quality control в свинарники и теоретические основы и техническую поддержку для разведения здоровой и безопасной продукции в животноводческих ферм. Многие экологические факторы, такие как температура, влажность и скорость ветра, могли бы способствовать распределению аэрозольных частиц в дом коровы (рис. 1). Предыдущие исследования показали, что вечера в животноводческих ферм главным образом исходит от корма, фекалии, мех и перо, которое может быть связано с животного деятельности. Экологических факторов может повлиять не только животного деятельности, но также агрегации и диффузии вечера в доме относительно закрытый корова. Таким образом мы обнаруживаем различной концентрации и распределением размера ТЧ в четырех различных месяцев. Кроме того санитарное состояние, кормления метод и животное деятельности отличались между четырьмя типами свинарники, которые также могут повлиять на структуру их сообщества culturable бактерий в воздухе (рис. 4).
Однако в этом исследовании, мы главным образом сосредоточена на доступные методы, которые мы могли бы использовать для изучения состава и распределения биоаэрозоли в различных экологических условиях. По сравнению с другими микробиологических образцов, те воздухе микроорганизмов имеют очень низкие концентрации и смешиваются с большим количеством примесей, таких как пыль неорганических частиц, которые ввести определенные трудности во время сбора и обнаружение такие микроорганизмы21. Таким образом надлежащие методы сбора и определения должны быть выбраны для микробной аэрозолей. Микробные аэрозольных проб обычно выполняется с помощью метода осадков или специализированного оборудования для сбора микроорганизмов в жидкость, полутвердой или твердых проб средний22,23,24 . Затем некоторые соответствующие технические лечение и конкретных тестирования и анализа впоследствии совершили25. Средних проб должны держать нетронутыми уменьшить ошибки, связанной с выявления и анализа26микроорганизмов. Однако пробоотборники различных аэрозолей микроорганизмов имеют различное влияние на целостность образцов из-за их принципы различных проб и средства массовой информации. Люди разработали много видов Биоаэрозоль проб, которые используют различные выборки принципы, такие как инерционного сдавление, сопротивление фильтрации и электростатическое осаждение27.
Влияющих пробоотборники может подтолкнуть воздухе вечера в средних проб на высокой скорости с помощью извлечения оборудования. Существует два типа влияющих пробоотборники: твердых и жидких. Твердых, влияющих пробоотборники может использоваться для выборки биоаэрозоли в низкой концентрации и может быть почти непроницаемой для воздушного потока28. Можно предварительно проверку аэрозольных частиц различных размеров, и микробов можно заказать непосредственно в питательной среды, который увеличивает выживаемость culturable микроорганизмов10. За счет инерционных воздействия микробной аэрозольные частицы легко столкнуться в том же месте, и колоний могут перекрываться легко после культуры. В настоящее время наиболее распространенных твердых влияющих сборники является сборники микробной аэрозоля Андерсен-6. В этом исследовании мы использовали Андерсен шестиступенчатого сборники для изучения culturable бактерий, распределенных в воздухе ТЧ разных размеров.
Циклонической аэрозолей-пробоотборники использовать циклоны спираль воздуха на высокой скорости в цилиндр или конус. Биоаэрозоль частицы могут быть разделены от воздуха центробежной силы, которая означает, что микробы могут наткнуться на внутренней стенке пробоотборника и затем собираться в буфере выборки. Этот метод является удобным и может использоваться для долго выборки раз в большой поток и выборочное операций. Однако этот метод не может осуществляться при низких температурах, поскольку операции зависит от жидкости. Сборники циклонической аэрозоля, используемые в данном исследовании является циклоническая смачиваются стенки аэрозоля сэмплер, который может извлекать и передавать бортовых патогенов и частиц из пробы воздуха в небольшой объем воды для анализа29.
Пробоотборники фильтр может работать в условиях низких температур и могут отведать частиц выше определенного размера. Однако они имеют большое влияние на микробную активность и подвержены повреждениям, которые окажут большое влияние последующего исследования выборки деятельности. В этом исследовании были собраны пробы Биоаэрозоль из Пекина туманных дней с помощью пробоотборника воздуха большого объема с фильтрами и сборники циклонической аэрозоля. Цель этого эксперимента заключалась в анализирует состав биологических вечера без разделения и культивирование микробов в воздухе. Таким образом эти два метода выборки были пригодны для этого исследования. Для метода сборники циклонической аэрозоля переносимых по воздуху микробов в низкой концентрации могут быть легко извлечены в идущий буфер и затем могут быть проанализированы удобно без дополнительного лечения, который обычно используется для фильтрации образцов. В это исследование, эти два методы выборки, циклонные аэрозоля сборники и фильтр сэмплер показали эффективность различных проб. Дополнительное лечение, которое обычно используется для фильтрации образцов, таких как восстановление образец из фильтра, является одним из основных различий между этими двумя методами. Кроме того пробы воздуха были собраны непосредственно в идущий буфер сборники циклонической аэрозоля в то время как другой метод пробы на фильтры. Характеристики различных типов метода выборки может способствовать эффективности этой выборки. Мы можем предположить, что сборники циклонической аэрозолей является лучшим выбором для коллекции микроорганизмов, и это предположение необходимо дальнейшее подтверждение.
В этом исследовании бактериальных 16S рДНК и грибковых последовательности ее региона были использованы для выполнения биологического анализа биоаэрозоли. 16SrDNA последовательности является определение сегментов 16S рДНК в микробных геномов30. 16S рДНК широко существует в прокариотах с высокой природоохранной и специфике, что делает его полезным для идентификации видов микроорганизмов31. Целом-генома требует только добыча геномной ДНК и последующих последовательности. В дополнение к производству большое количество данных, этот процесс также позволяет более всесторонний анализ структуры микробных сообществ. Кроме того метагеномики может также использоваться в этой области исследования, предоставляя больше информации в будущем. Handelsman et al. впервые предложил концепцию metagenome в 1998 году документе на микробы в почве32. В последующие исследования концепция metagenome постепенно была принята, и было проведено много исследований на микробы, включены в человеческий кишечник, океан и почвы33,34,35. При поддержке высокопроизводительного секвенирования технология, метагеномики быстро развивается, и она играет все более важную роль в изучении обнаружения патогена. Традиционные микробиологические методы исследования главным образом полагаться на культуру для разделения и очистки. Однако многие исследования не могут осуществляться, поскольку более 99% микробов не культивировали. В отличие от традиционных методов метагеномики может занять генетической информации о всех микробов в окружающей среде в целом, без необходимости для разделения отдельных организмов36. Всесторонний анализ всех результате микроорганизмов может проводиться непосредственно.
В целом это исследование показало, несколько обнаружения, отбор проб и методы анализа, которые могут быть использованы для исследований по вопросам биологического состава окружающей среды вечера, включая вечера мониторинга; PM проб сборники шестиступенчатого Андерсен, пробоотборник большого объема воздуха с фильтрами или сборники циклонической аэрозоля; и последующего анализа биологической основе секвенирования ДНК. На практике эти методы могут использоваться в различных экологических условиях, таких как много видов животноводческих ферм. Другие исследователи во всем мире, изучить воздействие грибковых и бактериальных биоаэрозоли в окружающей среде на здоровье могут помочь наши протоколы и результаты.

В природных условиях различные виды микроорганизмов существуют в биоаэрозоли, включая грибков, бактерий, вирусов и других микроорганизмов1. Воздухе микроорганизмов, которые могут поступать из некоторые виды деятельности человека в таких операциях по кормлению в животноводческих хозяйствах, являются важной содержание атмосферной среды2. Эти микроорганизмы могут не только играют важную роль в атмосферной среды, но также оказывают значительное воздействие на здоровье человека и распространения заболеваний.
Как важный способ распространения заболеваний микробной аэрозолей привлекли широкое внимание во всем мире. В недавних исследованиях многих болезней человека были найдены ассоциироваться с состав сложных экологических твердых частиц (ТЧ) в различных местах, таких как химические заводы, животноводческих ферм и задымленные городов3,4. Состав биологических пп может способствовать достижению некоторых респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний в5вечера облученных людей. Различные тела регионах, таких как слизистая оболочка, кожи, пищеварительного тракта и дыхательных путей, могут быть потенциальными целями микробов, придает PM6,7. Повышенный риск рака легких может быть вызвана увеличиваемой подвержения к PM2.58.
Были обследованы бактерий в различных местах в нескольких странах мира, в том числе в метро, ветеринарные больницы, скотобоен, компостирование удобства кожевенных заводов, молочный, угольных шахт, стоматологические клиники и закрытых средах9,10,11,12,13,14,,1516,17, генерации большое количество сообщений о биологических аэрозолей. Людных местах связанные с кампусов, животноводческих ферм и крупных городов в туманные дни являются три особенно важных общественных условия, для которых нам нужно изучать взаимосвязи между здоровьем человека и потенциальные последствия воздействия вечера. Кроме того во время зимних дней в северных городах Китая, высокие значения2,5 м могут повлиять на здоровье человека. Хотя, направляя дыхательной поверхности и растворяясь в крови18PM2.5 может генерировать токсические эффекты, это еще не ясно ли и как микробы, придает PM2.5 может повлиять на здоровье человека19 ,20. Животноводческие фермы являются одним из основных источников ТЧ и аэрозолей микроорганизмов в воздухе. Большое количество патогенов, таких как вирус гриппа и melitensis бруцеллы, которые проносятся аэрозолей в полях вокруг животноводческих ферм являются важными факторами, вызывая респираторные заболевания скота и птицы работников.
В этом исследовании мы исследовали несколько видов анализов биоаэрозоли, включая вечера количество мониторинга, Биоаэрозоль сбора и анализа биологического состава. Пробы воздуха были собраны сборники циклонической аэрозоля, пробоотборник большого объема воздуха с фильтрами и сборники шестиступенчатого Андерсен. Затем были проанализированы образцы, собранные в этих трех проб биологического анализа, включая бактериальные 16S рДНК и грибковых ее последовательности для определения их биологической композиции. Здесь мы покажем представитель результаты от Биоаэрозоль образцы, собранные в ходе Пекинской туманных дней и животноводческих ферм, указав, что биоаэрозоли может иметь большое воздействие на здоровье человека и животных. Сравнение между жидкости и фильтров, методы выборки были изучены также в этом исследовании, главным образом на основе данных из 16S ДНК и грибковых его последовательности.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>airborne laser particle counter</td>
			<td>TSI Inc, MN, USA</td>
			<td>model 9306</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Andersen six-stage sampler</td>
			<td>Tisch Inc, USA</td>
			<td>TE-20-600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AxyPrep multisource DNA Miniprep Kit</td>
			<td>Axygen, NY, USA</td>
			<td>AP-MN-MIS-GDNA-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FastPfu Polymerase</td>
			<td>TransGen Inc., Beijing, China</td>
			<td>AP221-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-volume air sampler</td>
			<td>Beijing HuaRui HeAn Technology Co., Ltd., China</td>
			<td>HH02-LS120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Real-Time PCR System</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, USA</td>
			<td>Applied Biosystems&#174; 7500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soybean-Casein Digest Agar</td>
			<td>Becton, Dickinson and company, MD, USA</td>
			<td>211043</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissuquartz filters</td>
			<td>Pall, NY, USA</td>
			<td>7204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wetted-Wall Air Sampler</td>
			<td>Research International, Inc. 17161 Beaton Road SE 
			Monroe, Washington 98272-1034 USA</td>
			<td>SASS 2300</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

composition and distribution analysis of bioaerosols under different environmental conditions

Переменной микроорганизмов в твердых частицах (ТЧ) в различных экологических условиях могут иметь существенное воздействие на здоровье человека. В этом исследовании, мы описали протокол для несколько анализа биологической композиции в экологической PM. пять экспериментов представлены: (1) вечера количество мониторинга с помощью лазерный счетчик частиц; (2) пп коллекции с помощью пробоотборника циклонической аэрозоля; (3) пп коллекции с помощью пробоотборника воздуха большого объема с фильтрами; (4) culturable микробы коллекции, сборники шестиступенчатого Андерсен; и последовательности (5) Определение биологического состава окружающей среды PM бактериальный 16SrDNA и грибковых ее региона. Мы выбрали туманных дней и животноводческие фермы, как два типичных примера приложения в настоящем Протоколе. В это исследование, эти два методы выборки, циклонные аэрозоля сборники и фильтр сэмплер показали эффективность различных проб. Сборники циклонической аэрозоля выполняться гораздо лучше с точки зрения сбора бактерий, в то время как эти два метода показан такой же эффективностью в сбора грибов. Пробоотборники фильтр может работать в условиях низких температур хотя циклонической аэрозолей-пробоотборники проб ограничения температуры. Пробоотборника твердых влияющих, например сборники шестиступенчатого Андерсен, может использоваться для выборки биоаэрозоли непосредственно в среде культуры, который увеличивает выживаемость culturable микроорганизмов. Однако этот метод главным образом опирается на культуру, в то время как более чем на 99% микробов не культивировали. ДНК, извлеченные из culturable бактерий, собранные Андерсен шестиступенчатого сборники и образцы, собранные циклонической аэрозоля сборники и фильтр сборники были обнаружены бактериальных 16S рДНК и грибковых последовательности ее региона. Все вышеуказанные методы могут иметь широкое применение во многих областях исследования, такие, как экологический мониторинг и обнаружение бортовых патогена. Из этих результатов мы можем заключить, что эти методы могут быть использованы в различных условиях и может помочь исследователям изучить воздействие на здоровье человека экологических биоаэрозоли.

В этом исследовании мы провели оценку общего распределения вечера и всесторонний анализ биоаэрозоли в молочной ферме с сентября по декабрь. Многие экологические факторы распределения частиц аэрозоля. Мы изучили концентрации и размер дистрибутивов вечера в доме корова, используя лазерный счетчик частиц TSI. Как показано на рисунке 1A, концентрация частиц аэрозоля был самым высоким в декабре и самые низкие в октябре, которое может быть вызвано изменениями в температуре и влажности (Таблица 1). Концентрация ингаляции аэрозолей (0,3-3,0 мкм) приходилось более чем 99% концентрации всего частиц (рис. 1B), и частицы в этом диапазоне может достичь глубокого дыхательных путей, вызывая серьезные опасности для людей и животных.
Анализ образцов биологического состава может осуществляться извлечения ДНК, бактериальный 16SrDNA и грибковых ее региона последовательности вместо культуры микроорганизмов. Из биологического анализа Биоаэрозоль образцы, собранные с помощью пробоотборника циклонической аэрозоля или пробоотборник большого объема воздуха с фильтрами мы предварительно можно сравнить эффективность этих двух методов в сборе бактерий и грибков. На рисунке 2 показан результаты анализа образцов Биоаэрозоль, собранных в ходе Пекинской туманных дней в кампусе Пекинского института технологии в 20 декабря 2016. Для коллекции бактерий результаты показали, что сборники циклонической аэрозоля собрал много больше родов, чем пробоотборник большого объема воздуха с фильтрами (рисунок 2A). Для сбора грибов эти пробоотборников показали равной эффективности и почти же род распространённость (рис. 2B). Результаты представлены на рисунке 2мы смогли измерить различные коллекции эффективности этих двух методов для бактерий и грибков. Для бактерий коллекции сборники циклонической аэрозоля выполняются намного лучше, чем высокий объем воздуха сборники с фильтрами, потому что образцы из бывшей показал выше род изобилия (рисунок 2A). Однако анализ грибковых последовательности двух выборок из методов выборки показал почти идентичные общинных структур (рис. 2B).
Мы изучили culturable бактерий, используя семплер шестиступенчатого Андерсен. Как показано на рисунке 3, было сокращено число колонии culturable бактерий для частиц VI этап. Этап I частиц (величина частиц > 8.2 µm) имел наибольшее количество колоний culturable бактерий. Процент этап I колонии в четырех различных видов свинарники, включая опороса дом дом, беременных свиноматок, откорма дом и отлучения дом было 33%, 30%, 26% и 34%, соответственно. Доля этап II колоний в четырех различных видов свинарники составила 20%, 22%, 19% и 20% соответственно. Процент этап III колоний в четырех различных видов свинарники сделано 18%, 18%, 18% и 19% соответственно. Доля этап IV колоний в четырех различных видов свинарники составила 17%, 16%, 16% и 16% соответственно. Процент этап V колоний в четырех различных видов свинарники было 10%, 10%, 14% и 6% соответственно. Этап VI частиц (частиц размер < 1.0 µm) имели низкие числа колонии culturable бактерий. Процент этапа VI колоний в четырех различных видов свинарники был 3%, 5%, 6% и 5%, соответственно.
Пробы воздуха были собраны в четырех различных видов свинарники, используя семплер шестиступенчатого Андерсен и затем культивировали при подходящих условиях. Целом геном ДНК culturable бактерий, собранные из каждой стадии частиц извлечено и обнаружены бактериальных 16S рДНК и грибковых последовательности ее региона. В culturable бактерий в свинарники, были определены в общей сложности 91 родов и 158 видов бактерий. Culturable бактерии общинных структур в четырех различных видов свинарники, включая опороса дом, беременные сеять дом, откорма дом и отлучения дом показано на рисунке 4 с данными из стадии я к этапу VI . Содержание различных преобладающим бактериальных родов среди различных свинарники не одинакова.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58795/58795fig1v4.jpg"> Рисунок 1: концентрация и размер распределение вечера в четырех различных месяцев. (A) Boxplot вечера числа в течение периода исследования. Каждый boxplot включает в себя максимум, минимум, медиана, две квартили и аномальные значения базы данных. (B) средний размер карты распределения ТЧ. Было восемьдесят коров в доме с сентября по декабрь. Процент вечера (≥ 3 мкм) в четыре месяца (Сентябрь, Октябрь, Ноябрь и декабрь) был 0,005, 0,005, 0,002 и 0,002 соответственно. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58795/58795fig1v4large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58795/58795fig2v4.jpg"> Рисунок 2: биологические анализ образцов Биоаэрозоль собранные двух пробоотборников. (A) и (B) показывают распространённость бактериальной или грибковой родов в Биоаэрозоль проб, полученных с различных коллекции методов. Пробоотборник воздуха смачиваются стенки представляет собой сборники циклонической аэрозоля. Фильтры кварцевые представляет пробоотборник большого объема воздуха с фильтрами. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58795/58795fig2v4large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58795/58795fig3v4.jpg"> Рисунок 3: средняя карты иерархического распределения culturable бактерий в четырех типах свинарники. Четыре типа свинарники опороса дом дом, беременных свиноматок, откорма дом и отлучение дом. S1 для S6 представляют этапы шесть частиц (I-VI) собраны сборники шестиступенчатого Андерсен. Были определены этапы аэродинамический диаметр частиц в воздухе, включая этап VI (0,65-1,1 мкм), этап V (1.1-2,1 мкм), этап IV (2.1-3,3 мкм), III (3,3-4,7 мкм) этап, этап II (4,7-7.0 мкм) и этап I (7.0 мкм). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58795/58795fig3v2large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58795/58795fig4v3.jpg"> Рисунок 4: бактериальные общинных структур с различными распространённость в пробах воздуха. Пробы воздуха были собраны в четырех различных видов свинарники, используя семплер шестиступенчатого Андерсен и затем культивировали при подходящих условиях. ДНК всего генома culturable бактерий в каждом этапе частиц собраны сборники шестиступенчатого Андерсен было извлечено и определяется последовательность бактериальной 16S рДНК . Цифры от 1 до 6 в каждом типе свинарник представляют частиц этапов I – VI измеряется в сборники шестиступенчатого Андерсен. Текст на правой стороне включает в себя научное название для каждой бактерии. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58795/58795fig4v2large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Composition and Distribution Analysis of Bioaerosols Under Different Environmental Conditions at JoVE.com

Composition and Distribution Analysis of Bioaerosols Under Different Environmental Conditions

Понимание биологического состава окружающей среды частиц имеет важное значение для изучения его значительного воздействия на здоровье человека и распространения болезней. Здесь мы использовали три типа методов выборки Биоаэрозоль и биологического анализа по воздуху микробов лучше изучить бортовых микробных сообществ в различных экологических условиях.

Состав и распределение анализ биоаэрозоли в различных экологических условиях

Variable microorganisms in particulate matter (PM) under different environmental conditions may have significant impacts on human health. In this study, ...

Понимание биологического состава экологических твердых частиц имеет важное значение для изучения его значительного воздействия на здоровье человека и распространение болезней. В этом методе отбора проб биоаэрозоля и анализа, может иметь широкое применение во многих областях исследования, таких как экологический мониторинг и обнаружение патогенов в воздухе. Чтобы определить общее количество твердых частиц, сначала оснастить бортовой счетчик лазерных частиц датчиком для мониторинга температуры и относительной влажности.Затем соберите вещество частицы через порт отбора проб воздуха в верхней части бортового лазерного счетчика частиц и используйте тестовые модули внутри сэмплер для измерения размера каждого класса частиц одновременно каждые пять минут. Для сбора образцов твердых частиц с помощью циклонических аэрозольных пробоя установите циклонический аэрозольный сэмплер для сбора проб в 323 литра в минуту в течение шести часов сбора и используйте функцию автоматической очистки для мытья внутренней части пробоя три раза стерильной водой. Затем поместите сэмплер в одиночку на полку или пол и начать сбор.В конце периода сбора храните все образцы при 20 градусах Цельсия, защищенные от света, до их анализа. Для сбора твердых частиц с помощью фильтров оснастите высокой объемной пробоотборитель воздуха фильтрами объемом 20,32 х 25,4 квадратных сантиметра и установите скорость потока 1000 литров в минуту в течение соответствующего периода сбора. В конце периода сбора храните все образцы при 20 градусах Цельсия, защищенные от света, до их анализа.Для биологического анализа состава собранных образцов фильтра поместите каждый фильтр в 50-миллилитровую коническую трубку с образцом, обращенным внутрь, и задней частью фильтра, обращенного к стенке трубки. Добавьте 10 бусин в центральную область каждой трубки в сторону фильтра, содержащего образец, и вихрь трубки в течение 15 минут при комнатной температуре. Передача жидкости из каждой трубки в новые 50 миллилитровых трубок и усилить V1 в V3 области бактериальной 16S рекомбинантной ДНК и ITS области грибковых рекомбинантных РНК оперон полимеразы цепной реакции в соответствии со стандартными протоколами.Для отбора проб и выращивания культовой воздушно-капельным путем бактерий и грибков, установить международный стандарт Андерсен шестиступенчатый пробоотборитель на скорость потока 28,3 литров в минуту в течение 35 минут сбора период и место соевый кейсин дайджест агар культуры пластины в каждой стадии пробоотбора. Попробуй шесть этапов с Андерсеном шестисюпенчатый сэмплер, как это определено аэродинамических диаметров частиц в воздухе, хранение бактериальных частиц на пластины культуры, как они собираются. Культура воздушно-капельным путем бактерий сбора пластин при 37 градусов по Цельсию в течение 24 до 48 часов, прежде чем считать колонии формирования единиц бактерий на каждой пластине образца для каждого этапа.После 48 до 72 часов культуры, собирать бактерии из каждой пластины в две миллилитровые центрифуги труб и извлечь ДНК с помощью нескольких источников ДНК извлечения комплект в соответствии со стандартными протоколами. В этой репрезентативной выборке с молочной фермы концентрация аэрозольных частиц была самой высокой в декабре и самой низкой в октябре, возможно, из-за изменения температуры и влажности. Концентрация вдыхаемых аэрозольных частиц, способных достигать глубоких дыхательных путей, составила более 99% от общей концентрации частиц, что создает серьезную потенциальную опасность для человека и животных.Здесь анализ образцов биоаэрозоля, собранных в туманные дни в кампусе Пекинского технологического института 20 декабря 2016 года, показывает, что циклонический аэрозольный сэмплер собрал гораздо больше родов бактерий, чем большой объем пробоя воздуха с фильтрами. Оба сэмпайсера продемонстрировали равную эффективность сбора и почти одинаковое количество изобилия рода для сбора грибов однако. Как показано на этой цифре, Андерсен шестисюпенчатый сэмплер может быть использован для сбора различных типов воздушно-капельным путем культивирования бактерий, присутствующих в различных средах, например, в четырех различных типов свиней оценивается в этом исследовании.Последующая культура бортовых образцов показала, что содержание различных преобладающихся бактерий родов варьировалось между различными объектами. Существует множество факторов, таких, как температура, влажность, концентрация биоаэрозоля и условия окружающей среды, которые следует учитывать при определения типа метода отбора проб аэрозолей. Метагеномика также может быть использована для получения генетической информации в целом без необходимости отделять отдельные организмы.Наши протоколы и наши результаты могут помочь другим исследователям во всем мире в дальнейшем изучить воздействие грибковых и бактериальных биоаэрозолей на здоровье в различных условиях окружающей среды.

Research

JoVE Journal

Environment

Analysis of Fatty Acid Content and Composition in Microalgae

Анализ жирных кислот содержание и состав микроводорослей

A method to determine the content and composition of total fatty acids present in microalgae is described. Fatty acids are a major constituent of ...

Use of Chironomidae (Diptera) Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Use of Chironomidae Diptera Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Использование хирономид (Diptera), поверхностно-Плавающие куколки экзувии как Bioassessment протокола Rapid для водоемов

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. ...

Protocols for Robust Herbicide Resistance Testing in Different Weed Species

Протоколы Прочная гербицидам тестирования в различных сорняков

Robust protocols to test putative herbicide resistant weed populations at whole plant level are essential to confirm the resistance status. The presented ...

Sediment Core Sectioning and Extraction of Pore Waters under Anoxic Conditions

Отложения Ядро секционирования и Добыча поровых вод в бескислородных условиях

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is ...

Extraction and Analysis of Microbial Phospholipid Fatty Acids in Soils

Добыча и анализ микробных фосфолипидов жирных кислот в почвах

Phospholipid fatty acids (PLFAs) are key components of microbial cell membranes. The analysis of PLFAs extracted from soils can provide information about ...

Reliable Method for Assessing Seed Germination, Dormancy, and Mortality under Field Conditions

Надежный метод оценки всхожести семян, пок, и смертности в полевых условиях

We describe techniques for approximating seed bank dynamics over time using Helianthus annuus as an example study species. Strips of permeable polyester ...

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis

Экстракция органохлоридных пестицидов из пластиковых гранул и анализ пластического типа

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment ...

Dispersion of Nanomaterials in Aqueous Media: Towards Protocol Optimization

Дисперсия наноматериалов в средах: на пути к оптимизации протокола

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and ...

Composition and Properties of Aquafaba: Water Recovered from Commercially Canned Chickpeas

Состав и свойства Aquafaba: вода оправился от коммерчески консервированные нута

Chickpea and other pulses are commonly sold as canned products packed in a thick solution or a brine. This solution has recently been shown to produce ...

Stress Distribution During Cold Compression of Rocks and Mineral Aggregates Using Synchrotron-based X-Ray Diffraction

Распределение напряжений во время холодного сжатия пород и минеральных агрегатов с использованием рентгеновской дифракции на базе синхротронного

We report detailed procedures for performing compression experiments on rocks and mineral aggregates within a multi-anvil deformation apparatus (D-DIA) ...