[实用新型]环境水样快速病毒富集装置

说明书

技术领域

本实用新型属于生物分析测试和环境科学领域，特别是涉及一种环境水样快速病毒富集装置。

背景技术

微生物指标的安全性问题都是威胁饮水安全的首要问题，调查结果表明，我国饮水的微生物安全性尚未得到有效保障，微生物超标现象普遍存在。从我国近几年的水源污染性疾病发病情况来看，由肠道病毒引起的无菌性脑炎、手足口病、急性出血性结膜炎和新生儿急性心肌炎等疫情呈上升趋势。病毒对常规饮用水消毒方式的抵抗能力远大于细菌，在饮用水中，即使存在一个可检出的病毒单位，也有引起人感染的可能性。世界卫生组织建议，在100～1000L饮用水中，经目前最敏感的方法检测，不应有病毒存在。水中病毒的浓度往往很低，依靠现有技术无法直接检出，因此病毒的富集是决定检测成败的关键因素。

现有的水样中病毒富集的方法主要有吸附法、过滤法、沉淀法、捕获法等几种。其中，吸附法是利用荷电材料对水体中带负电的病毒进行主动吸附的特性，对流经吸附材料表面的病毒进行捕获，然后再采用离心、洗脱等方法实现病毒和吸附材料的分离。吸附法回收率较高，但操作步骤较为繁琐，耗时较长，严重依赖手工操作。

过滤法是使水样通过超细孔径的滤膜，利用阻留的原理实现病毒和水体的分离，该方法虽然简便易用，速度较快，病毒损失小，但存在滤膜易堵塞的缺点，无法用于大体积或洁净度较低的水样处理。

沉淀法是向水中加入化学物质使之形成絮凝沉淀，利用病毒和沉淀的结合来实现富集的目的，该方法适用于少量水样中病毒的富集，对大体积水样的处理能力较差。

捕获法主要是利用抗体选择性结合病毒抗原的原理来实现病毒的分离，该方法虽具有特异性强、灵敏度高的优点，但存在耗时长、成本高、操作复杂的缺陷而限制了它的推广应用。

层流分离法是生物化工中较为有效的一种分离方法，该方法是使样本液以一定的流速按照平行于膜表面的方向在滤膜表面循环，小于膜孔径的物质透过膜流出，大于膜孔径的物质被膜截留在表面，并随液流流入收集容器，控制循环次数即可得到一定的富集比。但是上述富集方式仅适于较为洁净的液体中物质的分离，而不适用于含有较多的泥沙颗粒、腐殖质、浮游生物等大直径粒子的环境水样的病毒分离，表现在使用现有层流分离富集装置对所述大体积环境水样进行病毒分离时其滤膜将很快堵塞。

综上所述，针对较大体积(40L以上)的环境水样，目前尚无较为有效的快速病毒富集装置。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有水样中病毒富集的方法存在的上述不足，而公开一种环境水样快速病毒富集装置。

本实用新型为实现上述目的采取以下技术方案：本装置设有加样桶，其出口与第一级过滤组件入口相接，所述第一级过滤组件设有孔径100μm的第一层粗滤膜和孔径30μm的第二层粗滤膜，第一级过滤组件的出口与第1二位三通电磁换向阀P口相接，该换向阀A口与第二级过滤组件入口相接，B口与反冲废液瓶相接，所述第二级过滤组件设有孔径10μm的过滤反冲膜和位于出口的压力传感器，第二级过滤组件的出口与第2二位三通电磁换向阀P口相接，该换向阀A口与蠕动泵一端口相接，B口与样本瓶出口相接，所述蠕动泵另一端口与第3二位三通电磁换向阀P口相接，该换向阀A口与层流富集组件入口相接，B口与反冲瓶相接，所述层流富集组件出口与样本瓶入口相接，滤清液出口与废液瓶相连；本装置设有PLC程序控制器，富集装置启动、停止信号和第二级过滤组件的压力传感器表示滤膜堵塞状况的信号输入至PLC程序控制器，PLC程序控制器输出的相应控制指令对应连接于第1、第2、第3二位三通电磁换向阀和蠕动泵的驱动部件。

本实用新型还可以采取以下技术措施：

所述第1级过滤组件中第一层粗滤膜和第二层粗滤膜为圆片滤膜，其直径为100mm。

所述第2级过滤组件中过滤反冲膜为圆片反冲膜，其直径为30mm。

所述层流富集组件的外部尺寸为Φ50mm×386mm，截留分子量为60K～80K，内部填充的是中空纤维过滤膜，其单根滤膜内外径0.9mm/1.3mm，总表面积0.3m²。

所述层流富集组件的工作压力0.12MPa。