專利名稱：全自動空氣微生物采樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全自動空氣微生物采樣器，特別涉及一種用于生物安全實驗室環(huán)境空氣采樣的空氣微生物采樣器，以便檢測分析可能存在的生物危害物質(zhì)。
背景技術(shù)：
在人類社會的不斷向前發(fā)展的同時，越來越多的新發(fā)傳染病出現(xiàn)，傳播速度越來越快，威脅著全人類的生命和健康。2003年爆發(fā)的SARS流行和2004年發(fā)生高致病性禽流感以及2009年出現(xiàn)的甲型Hmi流感給全世界各國人民的健康、經(jīng)濟(jì)發(fā)展乃至國家生物安全造成了現(xiàn)實的和潛在的威脅。為了應(yīng)對新發(fā)傳染病，世界各國建立了大量的高等級生物安全實驗室，由此也引起了實驗室廢氣對環(huán)境的污染以及對人類健康的危害，如1979年前蘇聯(lián)斯維爾德洛夫斯克城炭疽病暴發(fā)流行；2007年英國薩里郡暴發(fā)口蹄疫疫情。2005年后我國高等級生物安全實驗室(包括BSL-3、ABSL-3、BSL-4和ABSL-4實驗室)的建設(shè)數(shù)量達(dá)到100多個，因此對實驗室內(nèi)外環(huán)境的空氣監(jiān)控、樣本采集和處理，已成為保障人員、環(huán)境生物安全的關(guān)鍵，迫在眉睫。生物致病性物質(zhì)可以通過多種途徑傳播，其中空氣傳播最隱形、最廣泛、危害面積最大。空氣中既有非生物懸浮粒子，也有生物懸浮粒子，還有兩者的復(fù)合體。其中的有害生物粒子被吸入人體，將引發(fā)各種各樣的疾病。因而需要將這些有害微生物粒子有效地分離出來并收集到特定的液體中，用以實驗分析，以有效地控制生物致病因子引起的傳染疾病的發(fā)生。這需要定期采集大量的空氣樣本以便于實驗分析，及時控制生物危害。然而，目前應(yīng)用較多的微生物采樣器通過濾膜過濾，采集到的菌較少不利于檢測，或采用撞擊式采樣器，屬于慣性撞擊，容易引起粒子滯留，達(dá)不到徹底分離的目的；氣流太大容易造成的將黏附采樣介質(zhì)的水分吹干，使已采集的粒子再懸浮隨氣流逃失，或者因水分散失導(dǎo)致微生物干燥死亡，而小流量采樣器采集樣品容易造成漏檢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全自動大流量的空氣微生物采樣器，它能自動在一定間隔內(nèi)多次從空氣中濃縮分離出目標(biāo)物質(zhì)與采樣液混合形成樣品液，以便于進(jìn)行實驗分析。本發(fā)明提供的一種全自動空氣微生物采樣器，包括樣品采集系統(tǒng)和樣液分配系統(tǒng)；所述樣品采集系統(tǒng)包括采樣頭、風(fēng)機(jī)、沖擊采樣瓶、儲液瓶、注射泵和采樣泵；所述采樣頭的兩個出口分別與所述風(fēng)機(jī)和沖擊采樣瓶相連通；所述采樣泵的氣體入口與所述沖擊采樣瓶相連通；所述儲液瓶依次與所述注射泵和沖擊采樣瓶相連通；所述樣液分配系統(tǒng)包括蠕動泵和注射裝置；所述蠕動泵與所述沖擊采樣瓶相連通，所述蠕動泵的出口通過管路與所述注射裝置相連接。上述的全自動空氣微生物采樣器中，所述采樣泵與所述沖擊采樣瓶的連通處可設(shè)于所述沖擊采樣瓶的中上部，以使所述采樣泵抽取所述沖擊采樣瓶中的空氣而形成一定的負(fù)壓。上述的全自動空氣微生物采樣器中，所述采樣頭與所述沖擊采樣瓶相連通的管路延伸至所述沖擊采樣瓶的中下部，以使所述采樣頭中的目標(biāo)物質(zhì)在負(fù)壓的作用下進(jìn)入所述沖擊采樣瓶后與采樣液進(jìn)行混合以得到樣品液。上述的全自動空氣微生物采樣器中，所述注射裝置為雙注射針頭，可同時采集多個樣品；所述蠕動泵通過三通閥與所述雙注射針頭相連通，所述三通閥將樣品液分配成兩路液體分別傳輸至所述雙注射針頭內(nèi)。上述的全自動空氣微生物采樣器中，所述三通閥可為三通電磁閥。上述的全自動空氣微生物采樣器中，所述雙注射針頭分別與能使其在橫向方向上移動的橫向傳動結(jié)構(gòu)和能使其在縱向方向上移動的縱向傳動結(jié)構(gòu)相連接。上述的全自動空氣微生物采樣器中，所述樣品采集系統(tǒng)可與流量控制模塊、溫度控制模塊和/或時間控制模塊相連接；所述樣液分配系統(tǒng)與時間控制模塊相連接。上述的空氣微生物采樣器中，所述風(fēng)機(jī)、采樣泵和注射泵與所述流量控制模塊相連接，可實現(xiàn)對空氣樣品和采樣液的流量控制。上述的全自動空氣微生物采樣器中，所述風(fēng)機(jī)、采樣泵和注射泵與所述時間控制模塊相連接，可實現(xiàn)對采樣時間和采樣時間等參數(shù)的控制；所述蠕動泵與所述時間控制模塊相連接，可實現(xiàn)對樣液分配時間的控制。上述的全自動空氣微生物采樣器中，所述沖擊采樣瓶與所述溫度控制模塊相連接，可對所述沖擊采樣瓶中的樣品液的溫度進(jìn)行控制，當(dāng)起溫度低于零度時，則啟動加熱程序；當(dāng)其溫度過高時，則啟動冷卻程序。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明提供的采樣器中的采樣頭可采用兩級虛擬撞擊原理，從而可減少了粒子的壁損、獲得較高的粒徑切割效率。同時采樣流量大，提高了微生物粒子采集濃度，有利于進(jìn)一步實驗分析，提高儀器靈敏度和準(zhǔn)確性；(2)本發(fā)明實現(xiàn)了從樣品采集到樣液分配、保存的全自動控制，通過預(yù)設(shè)采樣時間和采樣間隔采集到不同時間點環(huán)境空氣樣品，然后經(jīng)過精密傳動裝置實現(xiàn)對不同時間采集到的樣品進(jìn)行分配，控制系統(tǒng)記錄樣品位置與采集時間，從而實現(xiàn)對一段時間內(nèi)環(huán)境空氣的檢測分析；(3)本發(fā)明增加了一套溫度控控模塊裝置，既可以實現(xiàn)儀器低溫(零度以下)工作采樣，又可以控制溫度在較低溫度(零度以上)以利于樣品的長時間保存。


圖1為本發(fā)明提供的全自動空氣微生物采樣器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)記如下1采樣頭、2風(fēng)機(jī)、3沖擊采樣瓶、4注射泵、5儲液瓶、6采樣泵、7 蠕動泵、8三通電磁閥、9雙注射針頭、10樣品液收集管。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。
本實施例提供的全自動空氣微生物采樣器包括樣品采集系統(tǒng)和樣液分配系統(tǒng)；該樣品采集系統(tǒng)包括采樣頭1、風(fēng)機(jī)2、沖擊采樣瓶3、儲液瓶5、注射泵4和采樣泵6 ；采樣頭1 的兩個出口分別與風(fēng)機(jī)2和沖擊采樣瓶3相連通，且采樣頭1與沖擊采樣瓶3相連通的管路延伸至沖擊采樣瓶3的底部；采樣泵6的氣體入口與沖擊采樣瓶3的頂部相連通，氣體出口游離于空氣中，可實現(xiàn)對沖擊采樣瓶3進(jìn)行抽氣以形成負(fù)壓，則采樣頭1中的樣品會以相應(yīng)的流量通入至沖擊采樣瓶3中，采樣頭1中的另一部分樣品則通過風(fēng)機(jī)2的作用排放至空氣中；儲液瓶5依次與注射泵4和沖擊采樣瓶3相連通，儲液瓶5中的采樣液在注射泵4 的作用下會泵入至沖擊采樣瓶3中，從而與樣品混合得到樣品液；風(fēng)機(jī)2、采樣泵6和注射泵4均與流量控制模塊(圖中未示出)和時間控制模塊(圖中未示出)相連接；其中流量控制模塊用于實現(xiàn)對樣品流量和樣品液流量的精確控制；時間控制模塊用于實現(xiàn)對采樣時間和采樣間隔時間等參數(shù)的控制，從而可采集到不同時間內(nèi)的不同空氣微生物樣品；沖擊采樣瓶3與溫度控制模塊相連接，用于實現(xiàn)對樣品液的溫度的控制，當(dāng)其溫度低于過于預(yù)設(shè)溫度時，可分別啟動加熱程序和冷卻程序；樣液分配系統(tǒng)包括蠕動泵7和注射裝置；蠕動泵 與沖擊采樣瓶3相連通，蠕動泵7的出口通過三通電磁閥8與雙注射針頭9相連通； 雙注射針頭9分別與能使其在橫向方向上移動的橫向傳動結(jié)構(gòu)(圖中未示出)和能使其在縱向方向上移動的縱向傳動結(jié)構(gòu)(圖中未示出)相連接，橫向傳動結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)雙注射針頭 9的針頭定位，縱向傳動結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)雙注射針頭9的樣液注入；蠕動泵7也與時間控制模塊 (圖中未示出)相連接，可實現(xiàn)對樣液分配時間的控制。上述的全自動空氣微生物采樣器中，采樣頭1的類型和具體結(jié)構(gòu)可根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，以實現(xiàn)對不同粒徑的目標(biāo)物的采集；注射裝置還可為與多通閥相連通的多注射針頭。使用上述全自動空氣微生物采樣器時，首先通過時間控制模塊預(yù)先設(shè)定每個樣品的采樣時間和樣品間的采樣時間間隔，通過流量控制模塊預(yù)先設(shè)定風(fēng)機(jī)2和采樣泵6的采樣量；采樣開始后，同時啟動風(fēng)機(jī)2和采樣泵6，將采樣頭1采集到的空氣中的微生物粒子傳輸至沖擊采樣瓶3內(nèi)，待到達(dá)設(shè)定時間后自動停止采樣；然后啟動注射泵4，儲液瓶5中的采樣液在其作用下注入至擊采樣瓶3中與采集到的微生物粒子混合得到樣品液；此時啟動蠕動泵7，將樣品液從沖擊采樣瓶3下方出口排出，通過三通電磁閥8與雙注射針頭9將樣品液注入到樣品液收集管10中；采樣過程中，沖擊采樣瓶3內(nèi)的溫度可通過溫度控制模塊進(jìn)行監(jiān)控，若溫度低于或過于預(yù)設(shè)溫度時，可分別啟動加熱程序和冷卻程序，保證樣品液處于正常的狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種全自動空氣微生物采樣器，其特征在于所述采樣器包括樣品采集系統(tǒng)和樣液分配系統(tǒng)；所述樣品采集系統(tǒng)包括采樣頭、風(fēng)機(jī)、沖擊采樣瓶、儲液瓶、注射泵和采樣泵；所述采樣頭的兩個出口分別與所述風(fēng)機(jī)和沖擊采樣瓶相連通；所述采樣泵的氣體入口與所述沖擊采樣瓶相連通；所述儲液瓶依次與所述注射泵和沖擊采樣瓶相連通；所述樣液分配系統(tǒng)包括蠕動泵和注射裝置；所述蠕動泵與所述沖擊采樣瓶相連通，所述蠕動泵的出口通過管路與所述注射裝置相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣器，其特征在于所述采樣泵與所述沖擊采樣瓶的連通處設(shè)于所述沖擊采樣瓶的中上部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采樣器，其特征在于所述采樣頭與所述沖擊采樣瓶相連通的管路延伸至所述沖擊采樣瓶的中下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的采樣器，其特征在于所述注射裝置為雙注射針頭； 所述蠕動泵通過三通閥與所述雙注射針頭相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采樣器，其特征在于所述三通閥為三通電磁閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的采樣器，其特征在于所述雙注射針頭分別與能使其在橫向方向上移動的橫向傳動結(jié)構(gòu)和能使其在縱向方向上移動的縱向傳動結(jié)構(gòu)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的采樣器，其特征在于所述樣品采集系統(tǒng)與流量控制模塊、溫度控制模塊和/或時間控制模塊相連接；所述樣液分配系統(tǒng)與時間控制模塊相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采樣器，其特征在于所述風(fēng)機(jī)、采樣泵和注射泵與所述流量控制模塊相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的采樣器，其特征在于所述風(fēng)機(jī)、采樣泵和注射泵與所述時間控制模塊相連接；所述蠕動泵與所述時間控制模塊相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一所述的采樣器，其特征在于所述沖擊采樣瓶與所述溫度控制模塊相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全自動空氣微生物采樣器。所述采樣器包括樣品采集系統(tǒng)和樣液分配系統(tǒng)；所述樣品采集系統(tǒng)包括采樣頭、風(fēng)機(jī)、沖擊采樣瓶、儲液瓶、注射泵和采樣泵；所述采樣頭的兩個出口分別與所述風(fēng)機(jī)和沖擊采樣瓶相連通；所述采樣泵的氣體入口與所述沖擊采樣瓶相連通；所述儲液瓶依次與所述注射泵和沖擊采樣瓶相連通；所述樣液分配系統(tǒng)包括蠕動泵和注射裝置；所述蠕動泵與所述沖擊采樣瓶相連通，所述蠕動泵的出口通過管路與所述注射裝置相連接。本發(fā)明提供的采樣器中的采樣頭可采用兩級虛擬撞擊原理，從而可減少了粒子的壁損、獲得較高的粒徑切割效率。同時采樣流量大，提高了微生物粒子采集濃度，有利于進(jìn)一步實驗分析，提高儀器靈敏度和準(zhǔn)確性。
文檔編號C12M1/36GK102559486SQ20111043620
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者劉強(qiáng), 劉毅, 寧海波, 李勁松, 李善文, 李娜, 楊文慧, 溫占波, 王潔, 董曉凱, 鹿建春 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所, 北京匯豐隆生物科技發(fā)展有限公司