[发明专利]一种气溶胶处理系统以及处理方法

说明书

本发明公开了一种气溶胶处理系统以及处理方法。该气溶胶处理系统，包括：微型级联式粒子分筛器、N个微型液体采集瓶、微型流量阀、微型气泵、电磁阀组和微型控阻抗流式细胞仪，其中N为大于1的正整数，并且：微型级联式粒子分筛器用于将环境气溶胶根据气溶胶的粒径范围分筛成N个气溶胶支流；N个气溶胶支流分别经过N个微型液体采集瓶，再经过电磁阀组后输出到所述微型控阻抗流式细胞仪；微型流量阀和微型气泵与N个微型液体采集瓶相连，用于共同调节N个气溶胶支流的流量比例。该系统和方法集成了筛分、采集、检测、区分功能，具有便捷易行的优点。

技术领域

本发明涉及检测仪器领域，具体涉及一种气溶胶处理系统以及处理方法。

背景技术

气溶胶是悬浮在空气中的液体或固体颗粒统称，其尺寸范围为0.001至100微米。研究表明，不同粒径的气溶胶对于人体危害各不相同，空气动力学直径小于10微米的可吸入颗粒物可进入鼻腔，小于7微米的颗粒物可进入咽喉，而小于2.5微米的细颗粒物能进一步到达肺泡并沉积，甚至进入血液中参与人体循环。多项研究证明，长期暴露于细颗粒物的环境中直接导致肺癌和心血管疾病及其死亡率的增加。生物气溶胶是生物来源的气溶胶颗粒，包含细菌、真菌、病毒微生物或微生物衍生的有机化合物等。生物气溶胶是气溶胶的重要组成部分，最高含量可占总气溶胶粒子的50％，由于其含有生物活性且粒径较小、可直达人体肺部，从而导致肺部疾病甚至传染病风险，对公共卫生安全有很大的影响。因此，对于气溶胶的空气动力学直径的精细测量在环境气溶胶监测中起着十分重要的作用，生物气溶胶与非生物气溶胶的区分与无损收集也十分有必要。

现有技术中生物气溶胶采集方法包含直接采样式、被动抽吸式、以及分级器采样法。直接采样法是在环境中静置消毒后的培养皿数小时，至空气中的气溶胶落在培养皿中，再对其进行培养、育种检测等后续分析，有耗费时间长、收集效率低且后续检测需要大量人工介入的缺点；被动抽吸式一般采用滤膜固定在泵的吸入端的端口，将气溶胶采集至滤膜中，后续将滤膜取下，称重、采样培养得到气溶胶的浓度和种类信息，由于气溶胶撞击在滤膜中，会造成生物气溶胶破碎、损坏，同时由于泵吸端空气流速较大导致的滤膜捕获的生物气溶胶水分流失，也导致其生物活性降低，影响采集效果。以上两种方法均为对空气中的生物气溶胶进行全粒径收集的方法，无法对于气溶胶粒径进行区分。而分级器采样法可在区分生物气溶胶粒径后再进行收集。分级器采样法利用气溶胶颗粒物的惯性进行分离，其中惯性撞击分级法是采用撞击板进行收集，但这样会造成颗粒物反弹或已捕集的颗粒物悬浮，造成粒子损失影响收集效率，同时撞击也会导致微生物破损，活性降低，不适用于环境中生物气溶胶的采集与后续其它检测。

电阻抗谱是一种广泛应用于食品安全、临床诊断、环境监测等多领域的分析技术。阻抗为交流/直流电路中电压与电流的复数比，通过检测单颗粒经过微流道通道直流或交流电场中的电阻抗可得到样品的粒径、种类等信息。市场上提供了专业检测阻抗的商用仪器，如HF2IS宽频阻抗谱仪是一种动态、静态阻抗谱检测仪器。但是该阻抗谱仪具有如下缺点：首先，由于其内部包含了体积庞大的分析电路和外部封装冗杂，普遍尺寸大、重量足，一般用于实验室检测，难以实现便携测量；其次，商用阻抗仪也需要依赖昂贵的外部数据采集硬件进行测量，存在系统搭建复杂、造价不菲的问题；最后，受电阻抗检测芯片的流道高度、宽度影响，采集样品的粒径检测范围十分有限，难以测量未经过滤的宽粒径谱样品，待检样品的粒径过大可能导致微流道堵塞，影响后续使用，因此操作不便，缺乏稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种集成筛分、采集、检测、区分功能的气溶胶处理系统以及处理方法。

本发明第一方面提出一种气溶胶处理系统，包括：微型级联式粒子分筛器1、N个微型液体采集瓶2、微型流量阀3、微型气泵4、电磁阀组5和微型控阻抗流式细胞仪，其中N为大于1的正整数，并且：微型级联式粒子分筛器1用于将环境气溶胶根据气溶胶的粒径范围分筛成N个气溶胶支流；N个气溶胶支流分别经过N个微型液体采集瓶2，再经过电磁阀组5后输出到所述微型控阻抗流式细胞仪；微型流量阀3和微型气泵4与N个微型液体采集瓶2相连，用于共同调节N个气溶胶支流的流量比例。