אסטרטגיית הגילוי המהירה מאפשרת גילוי מוקדם של פריחות ציאנובקטריה וציאנוקסינים קשורים בדגימות המים, בין אם במטריצה אורגנית זו, כגון דגי פגז ומוצרי דגים אחרים. פריחת ציאנובקטריה נובעת מצמחיית יתר של ציאנובקטריה, שיכולה לחיות בכל סוג של סביבה. והם התגלו כבעיה סביבתית ברחבי העולם ב-15 השנים האחרונות.
ככל שמספר פריחות ציאנובקטריה מזיקות גדל במהלך השנים האחרונות, הצורך בגילוי מוקדם, שהוא המפתח לטיפול בפריחה והתפשטות רעילה הפך דחוף יותר. אסטרטגיית הכיוון הראשונה שלנו משלבת טכנולוגיית חישה מרחוק ופרוקסימלית עם המעבדה ניתוח כימי וביואינפורמטי בשילוב ייחודי של זרימת העבודה. כל התהליך בטוח.
אמצעי בטיחות מתאימים ננקטים כדי למנוע שאיפת תרסיס ומגע בעור במהלך דגימה וניתוח מעבדה. לאחזור נתונים, אתר תחילה את אזור היעד במפת עולם גלובלית ואחזר את הנתונים מערכות נתונים שונות של חישה מרחוק ציבוריות ופרטיות עבור תאריך האיסוף. לאחר האחזור, עבד את הנתונים הגולמיים, חשב את האינדקסים הרב-ספקטרליים וסווג את המידע המתקבל.
לאחר מכן הגדר את אתרי הדגימה במפה הנושאית שנוצרה. לאיסוף מדגם, העבירו את הציוד לאתר הדגימה שנבחר במעבדה הניידת ותכננו את נתיב טיסת המזל"ט לביצוע סקר אזור מאקרו. באתר, השתמש במספר רחפנים המצוידים במטענים שונים לביצוע משימות טיסה.
ולהשתמש בקטעים שנרכשו על ידי המזל"ט כדי לאמת את נוכחות הפריחה וההרחבה ולזהות נקודות דגימה מדויקות. בנקודת הדגימה שזוהתה, לשים על ציוד מגן אישי המתאים ולאסוף שלוש דגימות מים 500 מיליליטר מכל אתר. למדוד מספר פרמטרים סביבתיים כגון טמפרטורת האוויר והמים ואת pH האתר מליחות.
ואז לאחסן את הדגימות שנאספו במעבדה הניידת להובלה למעבדה באוניברסיטה. הכן שקופיות וסנן את הדגימות עם מיקרוסקופ המעבדה הנייד מצויד במצלמה דיגיטלית כדי לאפשר ניתוח טקסונומי מיקרוסקופי וזיהוי של המינים הקיימים בתוך הדגימות על בסיס הצבע הכחול-ירוק שלהם, צורת התא, כדורי גודל. לאחר שמינים של ציאנובקטריה שנאספו בתוך הדגימות זוהו, במעבדת האוניברסיטה, צנטריפוגה הדגימות ולהעביר כל supernatant למיכל חדש מבלי להפריע כדורי המדגם.
הוסף 500 מיליליטר של בוטנול לכל מדגם supernatant ולהעביר כל פתרון כדי להיות מופק לתוך משפך הפרדה. לאחר טלטול והנחת משפכים זקוף מלחצי טבעת בודדים, לאפשר את השלבים מימית לנקז לתוך צלושי Erlenmeyer בודדים. לאחר חזרה על הפרדת השכבה שלוש פעמים, לרכז את השלבים האורגניים תחת ואקום ולשקול אותם.
להפקת מדגם באמצעות ממיסים אורגניים, להוסיף 50 מיליליטר של מתנול טרי לכל גלולה מדגם sonicate את הדגימות באמבט קרח. לאחר חמש דקות, מוסיפים 50 מיליליטר של מתנול טרי לכל דגימה ומנערים בעדינות את הבקבוק לפני סינון הפתרונות באמצעות חתיכות בודדות של נייר מסנן ואיסוף filtrates בבקבוקים תחתונים עגולים. לאחר סינון כל מדגם פעמיים נוספות, כפי שהוכח זה עתה, לנתח את תמציות המדגם על ידי כרומטוגרפיה נוזלית ספקטרומטריית מסה טנדם ברזולוציה גבוהה על פי פרוטוקולים סטנדרטיים.
לאחר מכן צור רשת מולקולרית באמצעות הפלטפורמה החברתית העולמית של המוצר הטבעי והשתמש בכלים המתאימים כדי לנתח את נתוני ספקטרומטריית המסה של הרשת והטנדם המתקבלים כדי לזהות רעלנים שנקבע כי הם נוכחים בדגימות שנאספו. האסטרטגיה המוצעת קיבלה תוקף על ידי התוצאות שהתקבלו בתוכנית ניטור החופים, הפעילה באזור קמפניה בדרום איטליה בין 2015 ל-2021. נוצרה זרימת עבודה חזותית המקשרת את הטכניקות עם התוצאות שנוצרו.
במהלך מסעות הניטור הבאים, כל צעד היה אופטימיזציה במטרה לאתר במהירות. אופטימיזציה של זרימת העבודה של חישה מרחוק אפשרה הפחתה במספר הפלטפורמות והמשימות תוך שיפור רמת המוצר שנוצרה. לדוגמה, אסטרטגיית זיהוי מהירה זו מאפשרת מעבר משימוש במספר פלטפורמות אוויריות שונות לפלטפורמות לוויין ורחפנים בלבד.
ומהשימוש במספר אינדקסים מיוחדים רב ספקטרליים שונים ועד לכלורופיל האינפורמטיבי יותר ומפות נושאיות של מדד צמחיית הבדל מנורמל. במקביל, זרימת העבודה הופחתה מצורך בניתוח מטוגנומי של 16 S לשימוש בתצפית מיקרוסקופית רק לקביעת הקהילה הציאנובקטריאלית. וזרימת העבודה הכימית החדשה משתמשת ברשת מולקולרית מבוססת LCMS לגילוי ציאנוקסין מהיר ומדויק.
אסטרטגיה זו מאפשרת את חקר ציאנובקטריה כביו-אינדיקטור של זיהום, במיוחד באזורים שבהם נוכחות הפריחה קשורה לתהליכי eutrophication ומשמשת לחץ אנתרופוגניים. אסטרטגיה רב-תחומית זו דורשת שילוב של טכניקות, טכנולוגיה ומומחיות שונות בזרימת עבודה ייחודית ליישומה המוצלח. אסטרטגיית הזיהוי המהירה שימושית כדי למנוע בעיות בקהילה בריאות עקב פריחות ציאנובקטריה מזיקות ולנטר אזורים גדולים בזמן קצר.
