[发明专利]病毒性气溶胶采集富集仪

说明书

技术领域

  本发明涉及一种病毒性气溶胶采集富集装置，特别涉及一种环境空气中生物气溶胶有效采集并整合病毒富集技术以对接后续病毒检测的一体化装置。

背景技术

目前，大多数传染病疫情主要由病毒感染引起，而以呼吸道为主要传播途径的病毒感染由于其便利的传播感染方式，极易在短时间内快速传播导致严重的公共卫生事件发生，近年来 SARS、高致病性禽流感以及新甲型H1N1流感病毒的感染和流行所引起人类或动物严重健康危害及国际关注就是典型例证；通过气溶胶播散病毒类生物恐怖因子也是反恐专家所提及重点防范内容。另外，非呼吸道病毒也能通过气溶胶感染或通过实验室误操作导致感染和传播的事件也不时发生,因此对环境中气溶胶的病毒监测研究十分迫切和必要。 但是，由于传统生物气溶胶采集仪器或装置对口检测方法主要适用于细菌、真菌类病原体、导致病毒气溶胶方面的监测受到了限制,监测病毒操作不便、敏感性差, 已经严重不适应当前传染病领域的监测研究现状，制约了环境中病原体监测需求，新型病毒类采样器已经成为该领域当前研究热点之一。

由于病毒属于非细胞型微生物，必须依赖细胞才能复制增值，颗粒小（纳米级），空气稀释导致浓度低等原因，对环境空气中呼吸道病毒采集到可以检测到的水平一直是个难题。显然，病毒性空气采集器应重点针对呼吸产出的气溶胶颗粒，研究显示，人类呼吸道活动（包括咳嗽、打喷嚏、谈话和呼吸等）产生的气溶胶颗粒多数小于1μm（Edwards et al，2004）,而与呼吸活动相关的流感病毒则主要分布在0.3-1μm气溶胶颗粒中（Fabian et al，2008）。因此，现有空气采样器对大于1μm颗粒收集效率高，采集病毒气溶胶颗粒效率偏低，缺乏针对性是主要原因之一。绝大多数现有的生物气溶胶采样器并不特定针对病毒性气溶胶设置，收集谱宽，不太适合收集病毒样品，典型的原因可以归纳以下几点：

l)采样器流量小或工作时间短，难以采集到足够量的空气样品，以保证足够病毒检出的最低限；

2)气溶胶颗粒收集效率偏低，尤其是亚微米水平的气溶胶颗粒收集效率低；

3)收集介质中的颗粒去除和浓缩技术不足导致低效问题；

4)收集介质针对后续检测方法适用性不足的技术问题；

5)针对病毒监测的可操作性差，或缺乏符合现场的便携性设置。

国外最新的针对重要商业化空气采样器病毒收集比较分析研究显示（Fabian et al，Indoor Air 2009，19：433-441），包括SKC biosamper生物采样器、Teflon 空气滤器、明胶滤器和CCI冲击式采集器共四种重点的商业化生物采样器进行了比较分析，其结论就是：新型的气溶胶病毒采样器需要研究；现有的商业化生物采样器对于病毒采集和感染性保持方面缺乏效率；应重点关注病毒性气溶胶粒径阶段的收集效率和收集液相介质的优化方面。除了一些国外军工单位基于反生物恐怖需求开展了病毒性气溶胶进行监测和检测外，尚未见专门用于大型集会、交通工具密闭空间或医疗机构等敏感场所的空气病毒监测富集仪器，尤其是针对纳米级病毒的采样监测装置和配套病毒浓缩形成高灵敏、特异性检测装置研制，还有许多涉及采样效率、浓缩效率及简便性等方面完善需求，距离实际应用价值尚有不少距离。

目前国内公共卫生领域环境监测中使用的空气微生物采样器大致可分为三大类：空气微生物捕集在固态培养基或其它粘着表面上, 收集在营养液中，收集在滤膜或其他滤料等方面，这类的商品化空气微生物采样器均主要针对微米级细菌等微生物气溶胶采集，亚微米水平颗粒采集效率偏低。由于病毒的纳米级颗粒特点以及诸如流感病毒等病原体高度变异性，不同病毒呼吸道局部的病毒增值浓度及排出方式有所不同，不同病毒检出手段有差异等因素，对于病毒颗粒的采集和处理均缺乏系统的针对性研究，相应的样品采集装置也没有病毒富集技术整合，病毒检测灵敏性有待提高，与后续的检测技术衔接也有待完善，未见到整合病毒采集于富集的空气采样装置。同时，基于空气病毒监测的环境特点要求，现有生物采样器在专门结合交通工具、生物安全实验室或动物饲养场等相对密闭、狭小空间特点方面，也缺乏便携、简便和特异性，使得采样装置不符合实际要求。

发明内容

为了解决现有技术所存在问题，本发明提供一种针对病毒性气溶胶进行采集和富集的装置，特别是关于环境空气中生物气溶胶病毒样本的有效采集并整合病毒富集的一体化装置。