Effektive Sammlung und Schnelldetektion von luftgetragenen Mikroorganismen auf vernetzenden Silikonoberflächen

Clauß, Marcus GND; Springorum, Annette Christiane; Hartung, Jörg GND

Luftgetragene Mikroorganismen wie Pilzsporen und Bakterien sind von hoher gesundheitlicher Relevanz und es ist von großem Interesse, deren Konzentrationen in der Luft möglichst schnell und einfach abschätzen zu können. In einer Aerosolmessstrecke wurden verschiedene Mikroorganismen (Staphylococcus aureus, Micrococcus luteus, Sporen von Bacillus subtilis, Penicillium expansum und Cladosporium herbarum) vernebelt und mit Hilfe eines Impaktors aus der Luft auf mit vernetzenden Silikonen beschichteten Objektträgern gleichmäßig und normalverteilt in ca. 1 mm durchmessenden Bereichen abgeschieden. Unmittelbar danach wurden direkt auf die Oberfläche verschiedene Färbelösungen appliziert (DAPI, PI, FITC, AO, Mycoval, SYTO9, SYBR~+Green, SYBR~+Safe) und Waschschritte mit verschiedenen Agenzien (aqua dest., PBS, TBE, Tween TM80, Triton~+X-100, Ethanol, Aceton) durchgeführt. Mit der am besten geeigneten Kombination wurden dann verschiedene Umweltluftproben auf Mikroorganismen untersucht. Trotz Aushärtung der Silikone waren Sammelzeiten von bis zu 45 Minuten mit über 90% Effizienz im Vergleich zur Sammlung mit einem GSP 3,5 Staubsammelkopf mit 0,45 ~km Celluloseacetat-Filter möglich. Mit fast allen Farbstoffen wurden bei geeigneter Konzentration und einem einfachen Waschschritt mit destilliertem Wasser gute bis sehr gute Färbeergebnisse erzielt. Partikelverluste durch Färbeprozeduren und Waschschritte waren äußerst gering und fast immer im Bereich von unter 1%. Bereits nach 1 bis 10 Minuten (je nach Färbeprozedur) nach Abschluss der Sammlung standen die Mikroorganismen fluoreszenzmikroskopischen Untersuchungen zur Verfügung und konnten hervorragend diskriminiert und quantifiziert werden. Dies gelang ebenfalls in Feldversuchen vor Ort mit Hilfe eines tragbaren Fluoreszenzmikroskops. Dieses System ist in besonderem Maße geeignet, um sich zeitnah einen visuellen Eindruck über die (Bio-)Aerosol-Zusammensetzung vor Ort zu verschaffen.

Airborne micro-organisms such as mould spores and bacteria may have a high impact on human and animal health and therefore it is of high interest to find methods to measure their concentrations easily and less time-consuming. In a measuring section for aerosols several micro-organisms (Staphylococcus aureus, Micrococcus luteus, spores of Bacillus subtilis, Penicillium expansum and Cladosporium herbarum) were aerolised and afterwards collected with an impactor on glass slides coated with two different silicone sealants. Deposition of particles was evenly, normally distributed and consistent in an area of 1mm. Directly after impaction different staining agents (DAPI, PI, FITC, AO, Mycoval, SYTO9, SYBR~+Green, SYBR~+Safe) and washing solutions (aqua dest., PBS, TBE, Tween 80, Triton X, ethanol, acetone) were applied on the surfaces. Additionally samples from ambient air were analyzed according to this method. Despite the curing of the silicone sealants sampling times of up to 45 minutes were possible with a collection efficiency of more than 90% compared to the collection with a GSP 3,5 system and a 0,45 ~km filter. Nearly all staining agents showed good or very good results on both tested silicones. One simple washing step with distilled water was already sufficient. Particle losses due to staining procedures or washing stepswere very low (below 1 % in most cases). Already one to ten minutes (depending on the staining procedure) after the sampling microscopic analysis of the collected micro-organisms was possible. Quantification and differentation of particles was also applicable with a mobile fluorescence microscope in field measurement campaigns. The new system is particularly suitable to get a fast and detailed insight into (bio-)aerosol -composition and -concentrations on-site.

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Clauß, Marcus / Springorum, Annette / Hartung, Jörg: Effektive Sammlung und Schnelldetektion von luftgetragenen Mikroorganismen auf vernetzenden Silikonoberflächen. 2011.

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