[發(fā)明專利]一種基于激光誘導(dǎo)熒光的生物氣溶膠實(shí)時(shí)檢測(cè)方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810285910.7
• 申請(qǐng)日: 2018-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN108375530A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張玉貴;周斌;孫子健;成政;梅建軍;牛潛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/02
• 分類號(hào): G01N15/02;G01N15/06;G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于激光誘導(dǎo)熒光的生物氣溶膠實(shí)時(shí)檢測(cè)方法及裝置，其主要部件包括光路、與光路相交的氣路、與光路連接的信號(hào)處理系統(tǒng)。光路包括激光發(fā)射光路、散射光接收光路和熒光接收光路；氣路用于采樣被測(cè)粒子；信號(hào)處理系統(tǒng)用于分析和處理信號(hào)，包括散射光處理系統(tǒng)和熒光處理系統(tǒng)。本發(fā)明基于激光誘導(dǎo)熒光的原理，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中微生物顆粒物以及非生物顆粒物的粒徑、濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過單個(gè)粒子在激光照射下產(chǎn)生的散射光和熒光信號(hào)判斷被檢測(cè)顆粒的粒徑大小和生物屬性，并對(duì)采樣氣流中的粒子進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)空氣微生物濃度的自動(dòng)化檢測(cè)，操作簡(jiǎn)便，監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、靈敏度高、準(zhǔn)確度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空氣微生物和顆粒物監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種生物氣溶膠實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及其裝置，可監(jiān)測(cè)空氣中細(xì)菌、真菌等微生物顆粒物的濃度、數(shù)量、粒徑等。

背景技術(shù)

空氣中可以存活的微生物主要有：(一)細(xì)菌和病毒。室內(nèi)主要的細(xì)菌和病毒有溶血性鏈球菌、綠色鏈球菌、肺炎雙球菌、流感病毒、腦膜炎球菌、結(jié)核桿菌、麻疹病毒等。這些細(xì)菌和病毒可依附在空氣中的塵埃上進(jìn)行傳播。人們通過說話、咳嗽、打噴嚏等活動(dòng)，可以將口腔、咽喉、氣管、肺部的病原微生物通過飛沫噴入空氣，傳播給別人。室內(nèi)空氣中，特別在通風(fēng)不良、人員擁擠的環(huán)境中可有較多的致病微生物存在。(二)軍團(tuán)菌。軍團(tuán)菌屬于革蘭氏陰性桿菌，又稱作軍團(tuán)桿菌，是水及潮濕空氣中常見的一群微生物，其存在的環(huán)境是天然淡水源。它的最適宜生存溫度為35℃，pH值為6.9～7.0軍團(tuán)桿菌廣泛存在于土壤和水體中，抵抗力較強(qiáng)，在自然環(huán)境中(例如自來水中)至少可以存活1年以上，在蒸餾水中也能存活100天左右。軍團(tuán)桿菌病的爆發(fā)時(shí)間一般是在仲夏和初秋，且易發(fā)生在封閉式中央空調(diào)房間內(nèi)。除空氣中原有的一些微生物外，也存在來自由人體、動(dòng)物、土壤和植物碎屑攜帶的細(xì)菌和病毒的某些病原微生物。許多病毒如流感、非典型性肺炎等病毒可以通過空氣、唾液傳播。(三)真菌。室內(nèi)空氣中的含毒素真菌包括葡萄穗霉、曲霉菌、灰黃青霉和鐮刀菌類；致病真菌包括煙曲霉菌、組織胞漿菌和隱球酵母菌。真菌需要養(yǎng)分、水分和真菌孢子，方可大量繁殖，通過空氣傳播。真菌是自然界分布最廣的一類生物體，在亞洲、非洲的溫、濕度較高的地區(qū)，適合真菌生長。人們受真菌的感染，易患腳氣、皮炎、皮癬、濕疹等癥。有些真菌能通過其毒性代謝物霉菌毒素致癌。(四)塵螨。塵螨普遍存在于人類居住和工作的環(huán)境中，適宜在空氣流通情況差，溫度、濕度適合，且密閉的環(huán)境中生存，對(duì)環(huán)境的抵抗力很弱。塵螨是一種極強(qiáng)的變應(yīng)原，能引起呼吸道過敏和皮膚過敏，主要癥狀是哮喘、過敏性皮炎、過敏性鼻炎、蕁麻疹等。微生物能產(chǎn)生各種休眠體，可在空氣中長時(shí)間存活，并借助空氣介質(zhì)擴(kuò)散和傳輸，從而導(dǎo)致各種傳染病的爆發(fā)與蔓延，造成嚴(yán)重危害。

微生物顆粒物在空氣中主要以氣溶膠的形式存在，其含有多種有機(jī)分子，其中主要的熒光物質(zhì)為色氨酸、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)、核黃素等。生物體的這些代謝物在紫外光或藍(lán)紫光照射下會(huì)發(fā)出本征熒光，其中，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)發(fā)射譜范圍主要在480～600nm之間，其中490～530nm是最強(qiáng)信號(hào)；核黃素發(fā)射光譜范圍主要在500～620nm之間，其中530～560nm是最強(qiáng)信號(hào)。不同的微生物顆粒物所含的成分往往不同，如細(xì)菌、真菌、孢子中往往含有上述各種有機(jī)分子，而病毒、毒素中一般僅含有氨基酸成分。所以，不同的微生物顆粒物呈現(xiàn)不同的光吸收與發(fā)光特性。

生物氣溶膠的監(jiān)測(cè)適用于對(duì)如醫(yī)藥工業(yè)潔凈室、醫(yī)院潔凈手術(shù)室等需要高潔凈度的環(huán)境空氣質(zhì)量的的空間的評(píng)價(jià)以及對(duì)人流密集場(chǎng)所、流感高發(fā)區(qū)諸如列車車廂、車站候車大廳、商場(chǎng)、養(yǎng)殖場(chǎng)等地的環(huán)境空氣質(zhì)量的評(píng)價(jià)和預(yù)警。

現(xiàn)有的微生物檢測(cè)方法主要是浮游菌采樣培養(yǎng)法：通過浮游菌采樣器收集懸浮在空氣中的活性微生物顆粒物于培養(yǎng)皿的培養(yǎng)基上，在適宜的條件下讓其繁殖到可見的菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，以培養(yǎng)皿中的菌落數(shù)來判定潔凈環(huán)境內(nèi)的活微生物數(shù)，并以此來評(píng)定潔凈室(或潔凈區(qū))的微生物顆粒物潔凈度。