[发明专利]一种便携大流量液体式生物气溶胶旋风采样器

说明书

本发明公开了一种便携大流量液体式生物气溶胶旋风采样器，包括大流量风机、旋流采样管、采样离心管和电源，其中旋流采样管的主体为圆筒形，下部为圆锥形漏斗状；在旋流采样管的上部设有进风管，进风管的外端设有滤网；大流量风机设置在旋流采样管顶端，采样离心管与旋流采样管的底端连接，其内盛有液体采样介质。本发明利用大流量风机实现便携高效的大流量空气采集，同时液体采样介质保证了微生物颗粒的生命活性，减少了二次气溶胶化和采样液飞溅损失，有利于后续的生物气溶胶定性和定量分析，在生物气溶胶研究中具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种生物气溶胶采样器，尤其涉及一种便携的大流量液体式旋风采样器及采样方法，可以广泛应用于室内外环境空气中颗粒物的采集，特别是生物气溶胶颗粒的快速采集。

背景技术

空气质量密切影响人类生命健康，空气细颗粒物污染已经成为人类面临的重要环境问题，其中由微生物颗粒组成的微生物气溶胶对于公共健康和疾病防控有着至关重要的影响。近年爆发的多次危害公共安全的传染性疾病有许多可以通过生物气溶胶来传播，如SARS、新型冠状病毒COVID-19等。此外公众广泛关注的如花粉过敏、呼吸道感染等问题都与空气中的各种生物气溶胶颗粒有着直接关联。因此对于生物气溶胶的研究有着重大意义。生物气溶胶研究首先要进行空气样品采集，而病原体常常是低浓度的，因此方便快捷且能够大流量富集空气中生物颗粒的生物气溶胶采样器尤为重要。

目前已有的生物气溶胶采样器主要有以安德森采样器为代表的固体撞击式、以SKC公司的BioSampler为代表的液体冲击式采样器和各种滤膜式采样器。但以上几种类型的采样器流量过小，难以实现生物气溶胶的快速采集，同时固体撞击式和过滤式采样对于微生物的生命活性有较大损伤，故在实际生物气溶胶研究中采集到的空气样品代表性有限。近年来改进的一些大流量生物气溶胶颗粒采样器如固体撞击式的RCS采样器和气旋离心原理的市面上的部分采样器尽管增大了采样流量并且能实现便携功能，但是在保持微生物生命活性方面和样品定量方面仍存在很大发展空间：RCS基于固体撞击式原理捕集颗粒物，对微生物颗粒的物理损伤比小流量情况下更严重；而市面上一些液体采样器运行过程中液体飞溅、二次气溶胶化明显，样品损失较多，定量分析误差较大。此外，部分固体撞击式采样器虽然能够实现大流量采集，但采集到的生物样品附着于物体表面，在后续检测时不能和生化分析方法很好结合。

因而能够在尽可能保证微生物活性的同时实现便携的大流量生物气溶胶采集，是目前生物气溶胶研究中卡脖子的技术难点之一，相关采样器的研发具有重要的实际应用价值。

发明内容

本发明旨在提供一种基于气旋离心原理，利用大流量风机实现便携的大气量(约400L/min)空气颗粒采样器，并用无菌液体实现对空气中生物气溶胶颗粒的快速富集浓缩，适用于室内外多种生物气溶胶采样研究环境。

本发明的主要技术原理是：参见图1，采用微型大流量风机1驱动空气沿进风口切线向下进入旋流采样管3形成高速的外围采样气旋，空气中的颗粒物随着外围采样气旋冲击并富集到旋流采样管3下端装有液体采样介质6的采样离心管5中，到达底端采样离心管5的空气反弹向上形成低速的中心气旋排出，可充电锂电池9作为电源的供给。微生物颗粒在采样离心管5中沿切线撞击到液体采样介质6中，减少了物理碰撞造成的活性损伤，较大程度保证了微生物气溶胶颗粒的生命活性和结构完整。同时便于更换和清洗的旋流采样管3和一次性的采样离心管5能够减少样品间的交叉污染。

本发明的技术方案如下：

一种便携大流量液体式生物气溶胶旋风采样器，包括大流量风机、旋流采样管、采样离心管和电源，其中旋流采样管的主体为圆筒形，其下部为圆锥形漏斗状；在旋流采样管的上部侧面设有进风管与之相切连接，在进风管的外端设有滤网；所述大流量风机设置在旋流采样管顶端，与电源通过电源线连接；所述采样离心管与旋流采样管的底端连接，其内盛有液体采样介质。