[发明专利]一种区域范围内空气微生物在线监测的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及空气微生物在线监测技术领域，具体涉及用于区域范围内空 气微生物在线监测技术方法。

背景技术

空气微生物包括空气中的细菌、真菌、病毒等，虽然在大气气溶胶中所 占比例很小，但它对人类健康影响巨大。目前世界上至少有100多种致病微 生物能够经气溶胶传播，占传染途径首位。这些致病微生物通过呼吸道感染 人群，有些种类的微生物在极低量情况下仍可使人感染，甚至致人死亡。医 院是空气微生物感染的重灾区之一，关于空气传播微生物感染事件的报告不 断增多。另外，生物恐怖袭击严重威胁着人类的安全，其中生物气溶胶是生 物战剂最主要的施放方式，在短时间内就能引起大氛围的污染。因此，加强 空气微生物监测对于减少呼吸道疾病传播和相关感染事件发生意义重大。

目前，空气微生物监测主要采样微生物采样和分离培养方法，缺点是步 骤繁琐、耗时长、分辨能力差，无法满足实时在线监测空气微生物的要求。 微生物粒子中含有的氨基酸、NAD(P)H及核黄素等有机分子在特定波长光激 发下会发出的特有荧光。通过检测不同荧光波段的光谱强度，可实现空气微 生物浓度测定和种类分辨本发明基于上述激光诱导荧光原理，提出了一种区 域范围内空气微生物在线监测技术方法，能够为空气微生物监测提供新的手 段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种区域范围内空气微生物在线监测 的系统和方法，用于克服现有技术存在的问题。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种区域范围内空气微生物在线监测的系统，包括：激光器(1)和设置于激 光器(1)前方的反射镜(2)，该反射镜下方又设置一与其平行的出射镜(3)， 其中，还设置有系统控制模块(9)，所述激光器(1)发射激光束，激光束经 反射镜(2)和出射镜(3)反射后导向目标区域；其中，目标区域的后向散 射荧光信号由接收望远镜(4)接收，该接收望远镜(4)设置于出射镜(3) 的后方，此外，还设置有多路分光模块(6)、PMT光电探测器(7)、数据采 集与实时显示模块(8)和探测信号处理与分析模块(10)，所述激光器(1) 和接收望远镜(4)共轴，即出射光束的光轴与接收望远镜的光轴重合；其中， 荧光信号经光纤(5)导入多路分光模块(6)进行分光，然后目标波段的多 个荧光信号分别由对应波段的PMT光电探测器转换成电信号，所述数据采集 与实时显示模块(8)对电信号进行实时采集与显示，所述探测信号处理与分 析模块(10)对采集到的数据进行处理与分析，判断是否存在可疑微生物气 溶胶。

优选的是，激光发射、PMT光电探测、数据采集与显示和探测信号处理 与分析均由系统控制模块(9)控制。

优选的是，所述系统控制模块(9)向激光器(1)发出触发信号，激光 器(1)发射激光脉冲；所述接收望远镜(4)接收荧光信号、多路分光模块 (6)对荧光信号进行分光后，系统控制模块(9)向PMT光电探测器(7) 发出触发信号，开启PMT光电探测器(7)进行目标波段荧光信号光电转换 并产生电信号，然后系统控制模块(9)触发数据采集与实时显示模块(8) 进行数据采集、读出和显示，其中，在数据采集结束后，系统控制模块(9) 向激光器(1)发出触发信号，进行下一次激光脉冲发射。

优选的是，激光发射波长为355nm、激光脉冲能量10mJ、脉冲重复频率 20Hz，接收望远镜口径50mm、光学反射率85％，光纤信号耦合效率75％。

一种区域范围内空气微生物在线监测的方法，包括：

步骤1)激光器(1)发射激光束，激光束经反射镜(2)和出射镜(3)反 射后导向目标区域，目标区域的后向散射荧光信号由接收望远镜(4)接收， 该接收望远镜(4)设置于出射镜(3)的后方，所述激光器(1)和接收望远 镜(4)共轴，即出射光束的光轴与接收望远镜的光轴重合；

步骤2)荧光信号经光纤(5)导入多路分光模块(6)进行分光，然后目标 波段的多个荧光信号分别由对应波段的PMT光电探测器转换成电信号；

步骤3)数据采集与实时显示模块(8)对电信号进行实时采集与显示，探 测信号处理与分析模块(10)对采集到的数据进行处理与分析，判断是否存 在可疑微生物气溶胶。

优选的是，激光发射、PMT光电探测、数据采集与显示和探测信号处理 与分析均由系统控制模块(9)控制。

优选的是，进一步包括：