Детектування та ідентифікація біоаерозолів

 

Прилад обладнаний флюгером, що дає змогу орієнтувати вхідне віконце проти напрямку вітру. Біоаерозолі надходять протягом доби на стрічку, покриту клейкою речовиною. Ця стрічка обертається відносно вхідного віконця за допомогою електродвигуна з тим, щоб стежити за рівнем аерозолів, що надходять протягом доби. Вся система встановлюється на високому місці (наприклад, даху будинку). Раз на добу стрічку знімають і аналізують на предмет кількісного та якісного вмісту біоаерозолів.

 

 

Розглянемо основні методи ідентифікації біоаерозолів.

 

Методи мікроскопії передбачають візуальне спостереження біоаерозолів за допомогою світлової мікроскопії, скануючої та аналітичної електронної мікроскопії. Перевагою методів є висока роздільна здатність, недоліком - довготривалість та трудомісткість процесу вимірювань.

 

Методи флуоресцентної спектроскопії використовують збудження та реєстрацію первинної (завдяки природним флуорофорам) або вторинну (завдяки внесеним флуорофорам) флуоресценцію біоаерозолів. Деякі мікроорганізми здатні демонструвати хемі- або біолюмінесценцію. Перевагою методу є висока чутливість, недоліком - не всі біоаерозолі мають флуорофори (речовини, здатні флуоресціювати).

 

Інфрачервона спектроскопія на основі Фур’є перетворювання є перспективним методом ідентифікації великої кількості компонентів біоаерозолів, що беруть участь у формуванні інфрачервоного спектра. Перевагою методу є висока чутливість і точність вимірювань.

 

Методи спектроскопії комбінаційного розсіювання також застосовують для ідентифікації біоаерозолів. Цей тип розсіювання включає втрату або набуття кванта коливальної енергії молекулою. Йдеться про непружене світлове розсіювання, коли фотон, що падає, має енергію значно більшу, ніж енергія, яку коливальний квант втрачає через збудження молекули; залишок енергії розсіюється як фотон зі зменшеною частотою. Перевагою методу є те, що спектральні комбінаційні зсуви специфічні для кожного біоаерозоля; інтенсивність кожної лінії пропорційна концентрації кожного компонента. Недолік - потреба у потужних лазерах як джерелах випромінювання.

 

Хроматографічні методи базуються на розділенні, знаходженні та визначенні речовин завдяки неоднаковості їх поведінки в системі із двох фаз, які не змішуються, - рухомій і нерухомій. Рухомою фазою може бути рідина (розчин суміші речовин, що аналізуються) або газ (суміш газів), нерухомою - тверда речовина або рідина, адсорбована на твердій речовині, яку називають носієм. Під час руху рухомої фази вздовж нерухомої кожна компонента суміші осідає (сорбується) на нерухомій фазі (сорбенті) відповідно до матеріалу сорбенту, затримується і вповільнює свій рух. Через те, що різні компоненти мають різну спорідненість, відбувається просторове розділення цих компонентів - одні компоненти затримуються на початку шляху, інші просуваються далі тощо.

 

Відповідно до способу хроматографування розрізняють колонкову й площинну хроматографію. В першому варіанті розділення відбувається у колонці, в другому - на папері або в тонкому шарі сорбенту. Найпоширенішим носієм є папір, отже, цей метод називають паперовою хроматографією. Одним з перспективних є метод високоефективної рідинної хроматографії, що ґрунтується на прискоренні процесу хроматографування під впливом тиску. Для цього рідинна фаза вводиться насосом.

 

Газова хроматографія передбачає використання інертного газу як рухомої фази та діатоміту (гідратованого силікагелю) як носія; останній розміщують у спіральних або капілярних колонках.

 

Типова хроматограма біоаерозолів свідчить про складність та специфічність їхнього складу. Перевагою методу є висока роздільна здатність; недоліком - складність обладнання.

 

Mac - спектрометричні методи передбачають розділення іонізованих молекул і атомів відповідно до їх мас завдяки дії магнітних і електричних полів на пучки іонів, що летять у вакуумі. Для аналізу вмісту біоаерозолів поєднують процеси піролізу (нагрівання без доступу повітря, що призводить до розкладання речовини), випаровування та іонізації, які мають місце під час взаємодії біоаерозолю з лазерним випромінюванням: один промінь лазера використовується для піролізу та випаровування, другий промінь лазера - для вимірювання розмірів аерозолів, а третій промінь лазера - для іонізації.