Обзор методов онлайн-детекции биоаэрозолей
Биоаэрозоли включают бактерии, грибы, споры грибов, пыльцу растений, а также вирусы и их секреты, такие как эндотоксин, глюкан и микотоксины. Различные респираторные заболевания, такие как ринит, воспаление дыхательных путей, астма и коронавирусная болезнь (COVID-19), связаны с воздействием биоаэрозолей. Однако онлайн-детекция биоаэрозолей является сложной задачей из-за их комплексности, разнообразия и небиологических помех.
В обзоре, опубликованном в журнале Fundamental Research, группа исследователей из Гуандунского технологического университета обобщила существующие технологии и приборы, которые можно использовать для онлайн-детекции биоаэрозолей, и представила перспективы развития технологий и приборов для детекции.
По словам ведущего автора исследования профессора Тайчэна, различные технологии детекции биоаэрозолей имеют свои особенности и подходящие условия, и необходимо выбирать подходящие методы детекции в зависимости от различных условий и целей.
«ATP-метод — это простой, экономичный, эффективный и быстрый метод, который можно использовать для количественного определения концентрации микроорганизмов, — говорит Ан. — Мы можем создать онлайн-платформу детекции биоаэрозолей, комбинируя его с методом фильтрации, электростатическим методом и пробоотборником аэрозоль-гидрозоль».
Примечательно, что технология лазерно-индуцированной флуоресценции (LIF) является наиболее широко используемым неинвазивным методом детекции биоаэрозолей с высоким быстродействием. Она предполагает использование лазера для возбуждения флуоресцентных веществ, таких как триптофан и восстановленные коферменты, содержащихся в биологических частицах, для детекции биоаэрозолей.
Кроме того, Рамановская спектроскопия — это быстрый, специфичный, надежный и неинвазивный метод для детекции биоаэрозолей в реальном времени. Наиболее популярными техниками для быстрой идентификации биоаэрозолей являются спектроскопия поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния (SERS) и когерентная антистоксова рамановская спектроскопия (CARS).
По словам соавтора, доктора Чжишу Ляна, хотя рассмотренные методы могут обеспечить быструю детекцию биоаэрозолей, в них остаются недостатки, требующие улучшения. Например, ATP-биолюминесцентный метод не может различать микроорганизмы на уровне вида, в то время как LIF не может устранить влияние факторов окружающей среды и помех от небиологических частиц без флуоресцентной базы данных. Что касается Рамановской спектроскопии, ее необходимо использовать в сочетании с другими инструментами для повышения селективности и чувствительности к биоаэрозолям.
«Мы надеемся, что будущие исследования по разработке приборов для детекции будут уделять приоритетное внимание точности, а не только преследованию функции онлайн-мониторинга», — заключает Лян.