微生物氣溶膠的過去、現(xiàn)在及將來

1、 2 目錄Contents 04 宏基因組分析Bioaerosol01 Bioaerosol的研究歷史02 Bioaerosol的樣品采集03 基于PCR的Bioaerosol分析技術(shù) 3 過渡Transition 04 宏基因組分析Bioaerosol01 Bioaerosol的研究歷史02 Bioaerosol的樣品采集03 基于PCR的Bioaerosol分析技術(shù)01 Bioaerosol的研究歷史4 4 of1717第一章 Bilaerosol的研究歷史背景簡介什么是bioaerosol什么是bioaerosol為什么要研究bioaerosol為什么要研究bioaerosol為什么要研

2、究bioaerosol生物氣溶膠，通常是指空氣動力學直徑在100m以內(nèi)的含有微生物和其他物成分的氣溶膠，主要包括細菌、病毒、真菌、放線菌、昆蟲（包過塵螨等）及其碎片和分泌物、立克次體、花粉、蕨類孢子和各種菌類毒素等5 5 of1717第一章 Bilaerosol的研究歷史背景簡介6 6 of1717第一章 Bilaerosol的研究歷史19世紀里程碑20世紀(1900-1980s)21世紀Bioaerosol發(fā)展階段 發(fā)現(xiàn)（1833）達爾文（1833）從空氣中的灰塵中發(fā)現(xiàn)霉菌孢子。Pasteur（1861）提出空氣中本身存在人類肉眼看不見的生物，反駁無生源說。 里程碑式（1887）Haldan

3、e&Anderson調(diào)查了英國某所學校以及居民住宅空氣中的霉菌和細菌，說明了通風以及晝夜變化對空氣中微生物的影響。這一研究被視為氣溶膠領(lǐng)域開創(chuàng)性的研究。 迅猛發(fā)展在 空 氣 中 陸 續(xù) 發(fā) 現(xiàn) 青 霉 孢 子（ 1 9 0 1 ） 、 蘇 云 金 芽 孢 桿 菌（1902），以及醫(yī)院中發(fā)現(xiàn)天花病毒（1905）的傳播。1908年Science雜志報道了一種新方法撞擊法，此后人們對采樣方法陸續(xù)進行了改進。 新紀元1988年P(guān)CR技術(shù)出現(xiàn)之后，科學家們?yōu)榱嗽鲞M學術(shù)界對生物氣溶膠領(lǐng)域的了解已經(jīng)做了很多工作及努力。在過去的近30年中的研究氣溶膠的研究經(jīng)歷了3個特別的時刻：199419972005

4、1 發(fā)展進程與傳統(tǒng)學科相比，仍有許多問題需要解決！ 7 過渡Transition 04 宏基因組分析Bioaerosol01 Bioaerosol的研究歷史02 Bioaerosol的樣品采集03 基于PCR的Bioaerosol分析技術(shù)02 Bioaerosol的樣品采集8 8 of1717第二章 Bioaerosol的樣品采集液體捕捉法撞擊法靜電沉降法氣溶膠到水溶膠的采樣過程，大體積采樣和是否便攜是兩個關(guān)鍵考慮因素，如BioSampler以培養(yǎng)基為采集介質(zhì)，微生物撞擊并附著在培養(yǎng)基上。如BioStage和Andersen六級采樣器通過靜電場力的作用將帶電的生物氣溶膠顆粒收集到采樣介質(zhì)上。2

5、 生物氣溶膠的樣品采集由于不同顆粒物物理性質(zhì)不同，分別適用于不同的采樣方式膜過濾法使用濾膜截留微生物顆粒。9 9 of1717第二章 Bioaerosol的樣品采集Andersen六級生物采樣器和BioStage采樣器都以培養(yǎng)基為采樣介質(zhì)，微生物被采集后直接在培養(yǎng)基上培養(yǎng)。Andersen生物采樣器是在普通六級采樣器的基礎(chǔ)上改造的，是為了模仿人的呼吸系統(tǒng)而設(shè)計的：第一層（最上面的一層）代表人的鼻腔和口腔；第二層代表咽部；第三層代表氣管和主支氣管；第四層代表支氣管；第五層代表終端支氣管；第六層是肺泡（Andersen, 1958）。 BioStage和Andersen六級生物采樣器為均為28.3

6、L/min在低采樣速率和高的靜電場條件下，靜電采樣法對空氣中的過敏原和毒素的采集效果比BioStage更突出。與液體捕捉采樣法相比，靜電采樣法需要消耗更低的能耗，采樣效果受靜電場強、采樣速率及目標微生物所帶電荷影響，在一定的條件下對0.30.5m的顆粒的采樣效率可以達到90%。2 生物氣溶膠的樣品采集Biosampler液體撞擊采樣器可以收集可吸入顆粒，同時避免了以往液體采樣器存在的一些問題，如顆?；貜?、二次汽化及保存生物顆粒的完整性等。該采樣器對于粒徑在0.5m以上顆粒的收集效率大約為90%。 BioSampler流量為12.5 L/min。1010 of1717第二章 Bioaerosol

7、的樣品采集采樣器采樣體積采樣方式樣品環(huán)境回收率Omni 3000 wet concentrator sampler4155-8130LPM10氣溶膠收集到無菌DNA的PBS緩沖液中養(yǎng)豬場，診所和避難所室內(nèi)空氣61%Bio Sampler375L將PM10收集到無菌無DNA的水中，該溶液用47mm無菌聚碳酸酯膜過濾養(yǎng)豬場樣品69%Mini-Vol 采樣器22752L將PM10顆粒收集到47mm無菌聚碳酸酯膜上半都市室外空氣樣品84%中等體積URG采樣器190080L收集到47mm無菌聚碳酸酯膜上森林室外空氣樣品中速雙頭過濾采樣器72000L無菌47mm石英濾膜農(nóng)業(yè)和城市室外空氣樣品2 生物氣溶膠

8、的樣品采集1111 of1717第二章 Bioaerosol的樣品采集靜電場采樣器自動監(jiān)測采樣器2 生物氣溶膠的樣品采集 12 過渡Transition 04 宏基因組分析Bioaerosol01 Bioaerosol的研究歷史02 Bioaerosol的樣品采集03 基于PCR的Bioaerosol分析技術(shù)03 基于PCR的Bioaerosol的分析技術(shù)1313 of1717第三章 基于PCR的Bioaerosol分析技術(shù)3 基于PCR的Bioaerosol分析技術(shù)基于PCR的生物氣溶膠識別、定量、分布特點的技術(shù)1414 of1717第三章 基于PCR的Bioaerosol分析技術(shù)一、qPC

9、RSybr-Green熒光染料能夠非特異性地與DNA雙鏈結(jié)合，發(fā)射熒光信號，從而實時記錄整個擴增過程二、克隆將單個基因序列連接到載體上，并轉(zhuǎn)化到感受態(tài)細胞中，實現(xiàn)基因混合序列的分離，進一步進行測序即可獲得目標基因的多樣性信息三、構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹使用NCBI的BLAST工具對每個基因類型進行在線比對，NCBI中相似度最高的序列和所選取的代表性序列一并用來建立系統(tǒng)發(fā)育樹。四、DEEG通過含有梯度線性增加的DNA變性劑的聚丙烯酰胺凝膠來分離由于部分裂解而電泳能力降低的DNA分子五、ELISA（酶聯(lián)免疫吸附劑測定）采用抗原與抗體的特異反應(yīng)將待測物與酶連接，然后通過酶與底物產(chǎn)生顏色反應(yīng)，用于定量測定。六、LAL/Glucatell鱟試劑與內(nèi)毒素產(chǎn)生凝集反應(yīng)的原理來定性檢測或半定量內(nèi)毒素的方法。3 基于PCR的Bioaerosol分析技術(shù)