[发明专利]空气传播的细菌样品收集和分析系统

权利要求书

1.一种气溶胶生物收集器/分析器系统，包括：

患者接口，其具有第一终端和第二终端并限定其间的流体通道，其中所述第一终端能够接合患者以至于所述接口捕获患者的呼气流出物的至少一部分作为气体样品，所述患者的呼气流出物的至少一部分包括其中包含的任何生物微粒；

相互连接管，其具有第一终端和第二终端并限定其间的流体通道，其中所述相互连接管的第一终端接合所述患者接口的第二终端并与所述患者接口的第二终端互锁；

空气动力撞击器，其具有第一终端和第二终端并限定其间的流体通道，其中所述撞击器的第一终端接合所述相互连接管的第二终端并与所述相互连接管的第二终端互锁，并且其中所述空气动力撞击器向所述气体样品施加惯性减速力，并且其中惯性力的强度能够变化，以至于在低惯性力下，所述样品中的任何生物微粒完整地通过所述撞击器，并且在高于阈值的惯性力下，所述样品中的任何生物微粒被裂解以释放其内部组分；

收集容器，其具有第一终端和第二终端，且限定容纳流体的主体，其中所述收集容器的第一终端接合所述撞击器的第二终端并与所述撞击器的第二终端互锁，其中液体介质被置于容纳流体的主体内，所述液体介质用于保存来自于所述气体样品的完整的细菌微粒或生物微粒的内部组分两者之一，并且其中形成了与所述容纳流体的主体流体连通的出口，以允许将材料收集在所述容纳流体的主体中；和

泵，其与所述系统流体连通，用以产生从所述接口的第一终端到所述收集容器的流压，以至于所述气体样品被推动通过由所述相互连接管和所述撞击器限定的所述流体通道而进入所述收集容器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述接口包括全脸持续正气道压力面罩，所述全脸持续正气道压力面罩收集患者的全部呼出物。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述相互连接管还包括至少一个辅助补偿入口，所述至少一个辅助补偿入口被横切于所述相互连接管的轴布置，具有与所述相互连接管流体地相互连接的第一终端，和提供至大气的出口的第二终端。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述至少一个辅助补偿入口被布置为与所述相互连接管成大于90度的角。

5.根据权利要求3所述的系统，还包括过滤器，所述过滤器被布置于所述辅助补偿入口的第二终端出口处。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述过滤器是HEPA过滤器。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述撞击器包括渐缩喷嘴和平收集表面，所述渐缩喷嘴限定所述撞击器的所述流体通道，所述平收集表面被布置于所述渐缩喷嘴的远端并垂直于所述流动通道，所述平收集表面具有布置于其中并与所述渐缩喷嘴的所述流体通道对准的入口孔，并且其中所述入口孔与所述撞击器的第二终端流体连通。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述喷嘴的下游样品压力(P₁)和所述喷嘴的上游样品压力(P₀)遵循不等式P₁/P₀＜0.53。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述喷嘴到所述收集表面的距离(x)和所述喷嘴的直径(d)具有下述比x/d＝1.2。

10.根据权利要求7所述的系统，其中所述喷嘴的面对样品的表面是镜面抛光的。

11.根据权利要求7所述的系统，其中所述撞击器包括多于一个喷嘴。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述收集容器的第二终端向所述出口逐渐减小。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述收集容器的第一终端和所述液体介质的表面之间的距离是约4mm。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述出口允许对所述容纳流体的主体中的材料取样，而不打开所述系统的任何其他部分。

15.根据权利要求14所述的系统，其中通过注射器进入所述出口。

16.根据权利要求1所述的系统，其中所述液体介质是缓冲液。

17.根据权利要求1所述的系统，还包括能够检测样品中的细菌微粒的传感器，所述传感器被布置成与所述收集容器流体连接。

18.根据权利要求1所述的系统，其中所述样品中的细胞的内部组分包括DNA。