[发明专利]病毒气溶胶在线实时监测预警系统及方法

说明书

本发明公开了一种病毒气溶胶在线实时监测预警系统及方法，该系统包括：病毒气溶胶采集模块、检测腔、检测基底、基底移动模块、拉曼检测模块以及监测预警模块。所述监测预警模块接收所述拉曼检测模块的检测结果，从而对病毒气溶胶的种类进行判别。本发明采用镀金玻璃作为检测衬底，其化学稳定好，由于玻璃的导热性能较好，可以实现高功率激光激发与短时间数据采集，从而可以实现病毒气溶胶的快速实时检测；本发明采用检测腔结构能实现在同一位点同时进行气溶胶采集与拉曼光谱检测，实现原位的在线实时连续检测功能；本发明利用基底移动模块可实现在大尺寸增强基底上的连续多点的检测；本发明采用线状快速扫描技术可实现病毒气溶胶的快速实时检测。

技术领域

本发明涉及病毒气溶胶检测技术领域，特别涉及一种病毒气溶胶在线实时监测预警系统及方法。

背景技术

新型冠状病毒自身具有很强的传染性，其传播途径主要为飞沫传播、接触传播、高浓度病毒气溶胶传播。目前，针对新冠病毒的主要检测手段有核酸和抗体检测，这些检测手段对于诊断疑似感染者与康复确认方面具有重要作用，但是无法用于气溶胶中新冠病毒的实时快速检测。在气溶胶病毒检测方面，一些研究机构开发了多种检测技术。然而，目前的这些检测技术存在一个问题，即采样与检测分开进行，导致检测周期长，无法实现快速实时检测。因此，有必要开发针对如新冠病毒(COVID-19)等病毒气溶胶的实时监测预警技术。

拉曼光谱技术是一种基于拉曼效应的有效的检测分析手段。拉曼效应是指一定频率的激光照射到样品表面时，物质中的分子吸收了部分能量，发生不同方式和程度的振动，然后散射出另外频率的光。频率的变化决定于散射物质的特性，不同原子团振动的方式是唯一的，因此可以产生特定频率的散射光，其光谱就称为“指纹光谱”，可以照此原理鉴别出物质的分子种类。自1928年印度科学家拉曼发现拉曼现象以来，经过几十年来科学家共同的努力，拉曼光谱技术得到了极大的发展。基于拉曼光谱技术的应用领域越来越广泛，具有很大的实际应用价值，尤其在病毒气溶胶的在线实时检测预警方面具有较好的技术优势。

中国专利CN 201810453794.5公布了一种气溶胶自动采集及拉曼光谱检测装置，该系统由气溶胶采集单元，气溶胶传送单元，激光检测单元，数据采集存储单元，控制单元组成。该专利采用柔性镀银的多孔带或者带卷，其孔带孔径为10微米，气溶胶样品通过气泵抽至柔性镀银多孔带上，并在带卷的带动下移至升降检测平台并由真空泵固定，然后利用拉曼光谱进行检测。在其公布的检测原理中，从空气中收集气溶胶颗粒到柔性镀银多孔带上和气溶胶拉曼光谱采集这两个过程是同时发生的，但两个过程发生孔带的两个不同位置，即在某一时刻，一个点位进行拉曼光谱采集，另一个点位进行气溶胶采集。可以看出，其存在一些问题：首先，其柔性多孔带表面的增强拉曼材料是选择的为银。众所周知，银在空气中具有化学不稳定性，极易被氧化而失去拉曼增强特性，不利于长时间连续使用。其次，其采用聚合物柔性基底作为增强拉曼材料的衬底材料，其导热性能较差，在激光辐照下产生的光热效应会导致聚合物基底被破坏，为避免热效应的影响，只能采用低功率激光激发与较长的积分时间，导致拉曼光谱检测的时间较长；另外，所采用的卷带进样方式导致气溶胶采集与拉曼光谱检测是各自独立的过程，其气溶胶采集和拉曼光谱检测的时间周期较长，为15分钟左右，因此，其工作方式属于半连续的方式，无法气溶胶的快速实时检测。可以看出，仍然需要一种具有高稳定性的增强拉曼材料、衬底导热性能较好、快速实时检测、监测预警系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种病毒气溶胶在线实时监测预警系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种病毒气溶胶在线实时监测预警系统，包括：病毒气溶胶采集模块、检测腔、检测基底、基底移动模块、拉曼检测模块以及监测预警模块；

所述病毒气溶胶采集模块用于将病毒气溶胶抽入所述检测腔进行拉曼检测，以及将检测后的病毒气溶胶抽出所述检测腔；