[发明专利]静电场与重力离心增强的湿壁气旋式大流量空气采样器

说明书

一种静电场与重力离心增强的湿壁气旋式大流量空气采样器，包括采集管道、加湿管路、风机、高压直流电源、集液槽、旋流管和补液瓶；采集管道上部为圆柱筒，外侧管壁和中心分别设置与高压直流电源连接的圆筒形电极和柱型电极，顶部接风机；下部为倒置圆台筒，底部设置气液隔板，并连接集液槽；空气从加湿管路一端进入，再通入采集管道上部；集液槽与旋流管连接，旋流管底部设出样口，顶部设溢流口；补液瓶引出管路与旋流管溢流口、加湿管路通过三通连接，从补液瓶或者溢流口流出的采集液体被输送至加湿管路。本发明采用湿壁气旋式采样法，结合静电场采样，附加旋流富集，实现了对生物颗粒物的大流量高效采集，可广泛应用于环境生物气溶胶的采样。

技术领域

本发明涉及一种空气采样器，尤其是一种新的静电场与重力离心增强的湿壁旋风式的气溶胶采样器及采样方法，实现空气中颗粒的高倍浓缩富集，可以广泛应用于室内外环境空气中颗粒物的采集检测，特别是生物气溶胶的快速采集与检测。

背景技术

近年来我国空气污染加剧，严重危害居民健康。空气中既有化学污染物，也存在大量的生物气溶胶，如细菌、病毒、真菌颗粒等。研究表明诸多健康问题都与空气污染物，尤其是与生物气溶胶的暴露有关，如呼吸系统感染、过敏等。生物气溶胶的产生、扩散、传播更容易导致大规模传染病疫情的爆发，比如2003年SARS，2009年H1N1，2015年MERS等。因此对各种环境中生物气溶胶监测的重要性不言而喻，而其中至关重要的第一步就是高效快速地采集空气样品。

目前市面上生物气溶胶采样器主要有基于固体撞击原理的Anderson采样器、基于液体撞击原理的Biosampler(SKC)采样器以及基于气旋离心原理的Bertin Coriolis采样器。Anderson采样器将空气样品采集到固体培养基上，流量为28.3L/min，是国际标准的生物气溶胶采集方法，但其撞击速度大，会对微生物产生撞击损伤而导致失去可培养性；Biosampler采样器是空气样品采集液体介质中，流量为12.5L/min，采样流量过低，难以发展应用于环境空气的快速检测；Bertin Coriolis采样器将空气样品采集到液体介质中，流量为100-300L/min，但其二次气溶胶化问题严重，造成大量的样品损失而导致对样品定量产生较大的偏差。

近年来PCR、ELISA、LAMP等分子生物学技术的发展为检测生物气溶胶样品提供了强有力的工具，不但显著降低可检测最小浓度，极大提高检测效率，而且大大缩短检测时间。生物传感器技术(如硅纳米线场效应晶体管)甚至可以将生物信号无延迟转化为电信号，从而实现生物气溶胶的实时在线监测。为高效利用这些技术进行生物气溶胶快速检测，快速高效地将空气样品采集并转入到液体介质中至关重要。

发明内容

本发明旨在提供一种基于湿壁气旋离心原理，使用静电场增强采集效率，并附加离心浓缩富集的大流量(约800L/min)的空气颗粒采样器，实现对空气中生物气溶胶颗粒的高效采集、浓缩和自动输送，以便于后续分析检测。

本发明的技术方案如下(参见图1和图2)：

一种大流量空气采样器，包括采集管道、加湿管路、风机、高压直流电源、集液槽、旋流管和补液瓶，其中，所述采集管道由上部的圆柱筒和下部倒置的圆台筒连接而成；采集管道的顶部通过一弯头连接风机；在采集管道的圆柱筒外侧管壁和中心分别设置圆筒形电极和柱型电极，分别与高压直流电源的正、负极连接；采集管道倒置圆台筒的底部连接集液槽，二者之间设置气液隔板；所述加湿管路一端为空气进口，另一端连通采集管道上部；集液槽通过一循环泵与旋流管连接，旋流管的底部设出样口，顶部设溢流口；补液瓶出口接一补液泵，并引出管路与旋流管溢流口以及加湿管路通过三通连接，从补液瓶或者溢流口流出的采集液体(无菌水或者其他液体介质)被输送至加湿管路。