本文所涉及的出版物、專利和專利文獻(xiàn)的全文內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于本文。

背景

本文涉及過(guò)濾器制品以及制品的制造和使用方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文提供了具有抗微生物(AM)性質(zhì)的空氣過(guò)濾器制品，以及制品的制造和使用方法。

附圖說(shuō)明

在實(shí)施方式中：

圖1顯示示例性氣溶膠室設(shè)定和生物活性數(shù)據(jù)收集點(diǎn)。

圖2提供描述了過(guò)濾器俘獲和殺滅現(xiàn)象的示意圖和公式。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖(如果存在的話)詳細(xì)描述本文的各種實(shí)施方式。對(duì)各種實(shí)施方式的參考不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明范圍僅受所附權(quán)利要求書的范圍的限制。此外，在本說(shuō)明書中列出的任何實(shí)施例都不是限制性的，且僅列出要求保護(hù)的本發(fā)明的諸多可能實(shí)施方式中的一些實(shí)施方式。

定義

“DPF”指的是柴油微粒過(guò)濾器。

“AM”是首字母縮寫，通常指的是“抗微生物”(字面意思：抵抗微生物)?！翱刮⑸铩蓖ǔＶ傅氖菤缥⑸锘蛞种莆⑸锷L(zhǎng)的試劑。但是，本文的“抗微生物”中的“微生物”可以包括其他空氣傳播的和易受影響的非微生物病原體，例如病毒、朊病毒、霉菌、孢子、過(guò)敏原如塵螨以及類似的生物顆?；蚱洳糠帧?/p>

“AM-DPF”指的是本文揭示的抗微生物柴油微粒過(guò)濾器。

“AMF”指的是本文揭示的基于所揭示的壁流式構(gòu)造的抗微生物過(guò)濾器制品。壁流式過(guò)濾器構(gòu)造參見(jiàn)例如共同擁有和轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利8,673,207所示。

“CFU”或“菌落形成單位”指的是單一存活細(xì)菌的測(cè)量，其中，例如10個(gè)CFU等于10個(gè)活的細(xì)菌。

“壁流式”指的是本文所揭示的任意抗微生物過(guò)濾器制品，其中，過(guò)濾器制品具有一個(gè)或多個(gè)堵塞的通道，輸入空氣橫穿一個(gè)或多個(gè)空氣，并且輸入空氣滲透蜂窩體的一個(gè)或多個(gè)壁，以完成空氣過(guò)濾(即，病原體微粒俘獲和減少)，以及將病原體暴露于抗微生物試劑以實(shí)現(xiàn)病原體殺滅。

“包括”、“包含”或類似術(shù)語(yǔ)表示包括但不限于，即內(nèi)含而非排它。

本文所述的實(shí)施方式中用來(lái)對(duì)例如組合物中成分的量、濃度、體積、加工溫度、加工時(shí)間、產(chǎn)率、流速、壓力、粘度和類似數(shù)值及其范圍或者組件的尺寸以及類似數(shù)值及其范圍進(jìn)行修飾的“約”是指可能發(fā)生的數(shù)值量的改變，例如，源自制備材料、組合物、復(fù)合體、濃縮物、組件部件、制品或使用制劑所用的常規(guī)測(cè)量和操作過(guò)程；源自這些過(guò)程中的偶然性誤差；源自用來(lái)實(shí)施所述方法的起始材料或成分的制造、來(lái)源或純度的差異；以及類似因素。術(shù)語(yǔ)“約”還包括由于具有特定初始濃度或混合物的組合物或制劑的老化而不同的量，以及由于混合或加工具有特定初始濃度或混合物的組合物或制劑而不同的量。

“任選的”或“任選地”指的是隨后描述的事件或情況可能發(fā)生或可能不發(fā)生，描述內(nèi)容包括事件或情況發(fā)生的場(chǎng)合以及事件或情況沒(méi)有發(fā)生的場(chǎng)合。

除非另外說(shuō)明，否則本文所用的不定冠詞“一個(gè)”或“一種”及其相應(yīng)的定冠詞“該”表示至少一(個(gè)/種)，或者一(個(gè)/種)或多(個(gè)/種)。

可采用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的縮寫(例如，表示小時(shí)的“h”或“hr”，表示克的“g”或“gm”，表示毫升的“mL”，表示室溫的“rt”，表示納米的“nm以及類似縮寫)。

在組分、成分、添加劑、尺度、條件、時(shí)間和類似方面公開(kāi)的具體和優(yōu)選的值及其范圍僅用于說(shuō)明，它們不排除其他限定值或限定范圍內(nèi)的其他值。本文的過(guò)濾器制品和方法可包括本文所述的任何數(shù)值或數(shù)值、具體數(shù)值、更具體的數(shù)值和優(yōu)選數(shù)值的任何組合，包括明確或隱含的中間值和范圍。

由于更多的人居住或占據(jù)人口稠密空間，室內(nèi)、屋內(nèi)或封閉空間的空氣質(zhì)量越來(lái)越重要。人口增長(zhǎng)和城市化導(dǎo)致人們?cè)诠ぷ?、上下班甚至閑暇時(shí)間時(shí)與其他人緊密靠近，這進(jìn)而會(huì)增加暴露于空氣傳播的病原體的風(fēng)險(xiǎn)。這些病原體可以源自多種來(lái)源，例如來(lái)自受感染的人、來(lái)自受感染的建筑材料和HVAC系統(tǒng)、來(lái)自故意釋放例如恐怖襲擊(參見(jiàn)Bolashikov等人，“Methods for air cleaning and protection of building occupants from airborne pathogens(對(duì)來(lái)自空氣傳播的病原體的建筑居住者的空氣清潔和保護(hù)方法)，Building and Environment(建筑與環(huán)境)，v 44，(2009)，第1378頁(yè))。擁擠的辦公樓、學(xué)校、劇院和商場(chǎng)等結(jié)構(gòu)，以及諸如飛機(jī)、火車和汽車之類的公共交通易受這種空氣傳播生物的污染。流動(dòng)性增加還促進(jìn)了疾病和大流行病的迅速傳播，例如SARS(參見(jiàn)Bolashikov等人，同上)。希望通過(guò)保持環(huán)境不含有害的空氣傳播病原體(例如，細(xì)菌、孢子、病毒等)，來(lái)維持室內(nèi)空氣質(zhì)量的完好。

已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種商業(yè)可行技術(shù)來(lái)清潔或保持室內(nèi)空氣不含病原體。部分例子包括：

稀釋：涉及將過(guò)量體積的清潔空氣供給進(jìn)入空間中，以稀釋病原體的濃度。

過(guò)濾：從流動(dòng)空氣流機(jī)械俘獲病原體。

紫外殺菌輻射：253.7nm波長(zhǎng)的輻射摧毀了病原體的DNA/RNA，使得它們是無(wú)害的。

光催化氧化：通過(guò)UV輻射光催化劑(例如TiO₂)所產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)進(jìn)行氧化。

干燥劑轉(zhuǎn)子：通過(guò)具有二氧化硅凝膠干燥劑的脫濕器從空氣凈化VOC和病原體(參見(jiàn)Bolashikov等人，同上)。

每種技術(shù)都具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并且似乎沒(méi)有一種建立起明確領(lǐng)先的市場(chǎng)滲透。例如，成本、安裝便捷性、靈活性和通用性是會(huì)決定這些技術(shù)的命運(yùn)的參數(shù)。

在一些實(shí)施方式中，本文提供了一種方法來(lái)清潔環(huán)境室內(nèi)空氣的病原體。

已知壁流式微粒過(guò)濾器(例如，康寧有限公司(Corning Incorporated)的柴油微粒過(guò)濾器(DPF))的性能，參見(jiàn)例如上文所述的美國(guó)專利8,673,207，其從流動(dòng)的氣流物理過(guò)濾空氣傳播的顆粒。設(shè)計(jì)合適的DPF過(guò)濾器可以過(guò)濾柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣流中超過(guò)90％的碳顆粒。通常來(lái)說(shuō)，碳顆粒的尺寸分布約為20-200nm。隨著顆粒與空氣流一起流過(guò)DPF的多孔網(wǎng)絡(luò)，沿著孔壁物理俘獲了它們。通常存在兩個(gè)過(guò)濾區(qū)域。一開(kāi)始，在孔內(nèi)部俘獲顆粒。隨著被俘獲的顆粒越來(lái)越多，空的空間減少，這導(dǎo)致沿著過(guò)濾器長(zhǎng)度的壓降增加。隨著被俘獲的顆粒越來(lái)越多，DPF的過(guò)濾效率也增加，因?yàn)楸环@的顆粒也起到過(guò)濾介質(zhì)的作用。在后階段，沿著DPF的內(nèi)壁形成餅。餅也起到過(guò)濾介質(zhì)的作用。但是，形成的餅超過(guò)一定量的話也導(dǎo)致氣流的低滲透性，這使得壓降(也稱作，背壓)快速增加。超過(guò)特定最大壓降，則可以通過(guò)高溫偏差對(duì)DPF進(jìn)行再生，在所述高溫偏差中，將俘獲的顆粒燒掉。

大部分細(xì)菌病原體的尺寸約為0.2-10微米，該尺寸或直徑遠(yuǎn)大于柴油微粒。因此，DPF可以有效地俘獲微生物試劑。雖然許多病毒和其他病原體具有較小的尺寸(例如，約為5-10nm)，但是注意到它們通常以氣溶膠形式存在于空氣中，粒度高至約10微米。例如，受感染的人或者攜帶者咳嗽或打噴嚏，產(chǎn)生含有病毒懸浮物的約為10-100微米的空氣氣溶膠液滴。這些氣溶膠液滴足夠大，能夠被俘獲在DPF的孔中，并且在任何情況下必然與過(guò)濾器制品的浸漬表面接觸。

一旦在未處理的DPF的孔網(wǎng)絡(luò)中俘獲了病原體(細(xì)菌、病毒、孢子、霉菌等)，它們會(huì)長(zhǎng)時(shí)間保持“活著的”。更糟糕的是，它們的數(shù)量會(huì)增長(zhǎng)。在該情況下，過(guò)濾器實(shí)際上可能起到不合乎希望的病原體的滋生地的作用。在HEPA過(guò)濾器上生長(zhǎng)的孢子、霉菌等(特別是在黑暗和潮濕環(huán)境中)是常見(jiàn)的。

在一些實(shí)施方式中，本文揭示的過(guò)濾器制品在DPF壁中整合了抗微生物試劑。這可以通過(guò)各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，用抗微生物試劑(例如APS)來(lái)涂覆DPF的內(nèi)壁，或者用貴金屬(例如銅或銀)來(lái)浸漬孔。在抗微生物試劑適當(dāng)負(fù)載的情況下，可以實(shí)現(xiàn)病原體與抗微生物試劑之間的高概率物理接近。

為了使得本文揭示的抗微生物柴油微粒過(guò)濾器(AM-DPF)成為有效的空氣清潔裝置，其具有如下一種或多種性質(zhì)：

空氣流通過(guò)壁的多孔網(wǎng)絡(luò)的高滲透性，具有非常低的流動(dòng)阻力；

病原體通過(guò)壁的多孔網(wǎng)絡(luò)的低滲透性，導(dǎo)致高的俘獲效率；

在病原體使得孔飽和(要求再生或替換)之前足夠長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間，例如約為1個(gè)月至1年并且優(yōu)選約3-12個(gè)月的循環(huán)時(shí)間；以及

過(guò)濾器內(nèi)合理的病原體快速殺滅速率(即，快速化學(xué)動(dòng)力學(xué)以摧毀俘獲的病原體)。

在一些實(shí)施方式中，本文提供了過(guò)濾器制品以及制品的制造和使用方法。使用中的過(guò)濾器制品以“俘獲和殺滅”方式運(yùn)行，這是易于執(zhí)行、通用且可制造的。過(guò)濾器制品結(jié)合了壁流式微粒過(guò)濾器(例如，康寧柴油顆粒過(guò)濾器，)優(yōu)秀的過(guò)濾特性，某些材料(例如貴金屬，如Au、Ag、Cu、Zn，過(guò)渡金屬氧化物例如零價(jià)Fe納米顆粒以及類似金屬)杰出的抗微生物(AM)能力，參見(jiàn)例如現(xiàn)代工程研究期刊(Int.J.of Modern Eng.Res).(IJMER)，第二卷，第一期，2012年1月至2月，第578-581頁(yè)，以及帶電聚合物材料涂層(例如，季銨化合物、氨基丙基倍半硅氧烷(APS)或者聚乙烯亞胺硅氧烷(PEI))。

“俘獲和殺滅”方式首先在過(guò)濾器內(nèi)(例如過(guò)濾器的孔內(nèi))從流動(dòng)的空氣流物理俘獲或捕獲病原體，然后用抗微生物試劑化學(xué)摧毀或殺滅俘獲的病原體。本文所揭示的制品可用于獨(dú)立的空氣清潔單元或者便攜式空氣清潔單元，或者可以與建筑的HVAC系統(tǒng)整合。

在一些實(shí)施方式中，本文提供了空氣過(guò)濾器制品，例如柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)，其具有涂覆了抗微生物(例如表面大量的硅酮化合物(例如APS))的內(nèi)表面，或者浸漬了金屬(例如Cu)的內(nèi)表面，或其組合。過(guò)濾器制品殺滅了基本上所有物理俘獲的細(xì)菌。

初步試驗(yàn)證實(shí)了(未經(jīng)抗微生物試劑改性的)常規(guī)DPF物理俘獲幾乎99.7％的拉制進(jìn)入或者輸送到DPF的細(xì)菌。但是，在不存在任何抗微生物試劑的情況下，在DPF中，俘獲的細(xì)菌仍然是“活著的”，即仍然具有生物活性。但是，涂覆了APS或者浸漬了Cu的DPF基材化學(xué)殺滅了幾乎99.97％的物理俘獲的細(xì)菌。因此，本文所揭示的裝置可用于例如空氣凈化器制品，結(jié)合空氣處理或者空氣輸送或循環(huán)系統(tǒng)。在該制品和系統(tǒng)中，可以以高效率俘獲病原體，同時(shí)在它們俘獲之后，過(guò)濾器內(nèi)的病原體生長(zhǎng)和菌落形成的風(fēng)險(xiǎn)最小化。

在一些實(shí)施方式中，本文所揭示的過(guò)濾器制品、過(guò)濾器系統(tǒng)以及制造和使用方法的優(yōu)勢(shì)在于如下數(shù)個(gè)方面，例如：

能夠俘獲和殺滅病原體；

可制造性和可規(guī)模化；

通用性：可運(yùn)行空氣過(guò)濾單元，其可以是獨(dú)立或便攜式空氣清潔單元，或者與HVAC系統(tǒng)整合；以及

可以對(duì)過(guò)濾器支撐結(jié)構(gòu)的孔徑和表面化學(xué)性進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而俘獲和殺滅許多形式或者所有形式的病原體(細(xì)菌、病毒、孢子、霉菌等)。

本文提供了具有抗微生物性質(zhì)的過(guò)濾器制品，以及制品的制造和使用方法。使用中的過(guò)濾器制品以“俘獲和殺滅”的方式運(yùn)行，這是易于執(zhí)行、通用且可制造的。

在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了空氣過(guò)濾器制品，其包括：

壁流式蜂窩微粒過(guò)濾器；以及

內(nèi)表面(即通過(guò)例如BET表面積測(cè)得的內(nèi)表面，包括可歸屬于過(guò)濾器孔的表面積)上的至少一種抗微生物(AM)試劑。

在一些實(shí)施方式中，抗微生物試劑可以是例如以下至少一種：貴金屬、過(guò)渡金屬、帶電有機(jī)化合物，或其組合。

在一些實(shí)施方式中，抗微生物試劑可以是例如貴金屬，其選自以下至少一種：Au、Ag、Cu、Zn，過(guò)渡金屬氧化物，例如零價(jià)鐵氧化物納米顆粒(FeO)，或其組合。

在一些實(shí)施方式中，抗微生物試劑可以是例如帶電的有機(jī)化合物、季銨化合物、氨基烷基倍半硅氧烷，例如具有質(zhì)子化胺官能團(tuán)的籠硅氧烷、部分籠硅氧烷或者低聚籠硅氧烷、聚乙烯亞胺硅氧烷(PEI)，或其組合。

在一些實(shí)施方式中，抗微生物試劑可以是例如Cu化合物或者氨基丙基倍半硅氧烷(APS)。

在一些實(shí)施方式中，壁流式蜂窩微粒過(guò)濾器可以具有例如：1英寸到5英尺的任意過(guò)濾器的長(zhǎng)度、寬度、高度尺度，或其組合；20-80體積％的％孔隙率；1nm至100微米的孔徑；以及500-5000cpsi的孔道密度；及其組合。

在一些實(shí)施方式中，壁流式蜂窩微粒過(guò)濾器可以包括如下至少一種：陶瓷、玻璃、復(fù)合物、聚合物、紙，或其組合。

在一些實(shí)施方式中，本文提供一種制造上文所述的過(guò)濾器制品的方法，該方法包括例如以下至少一種：

將一部分的壁流式陶瓷蜂窩微粒過(guò)濾器浸入含至少一種抗微生物試劑的液體中；

將抗微生物試劑包含在浴混合物中，以及將混合物擠出通過(guò)蜂窩體成形模頭；

將蜂窩微粒過(guò)濾器暴露于含抗微生物試劑的蒸氣；

將蜂窩微粒過(guò)濾器暴露于含抗微生物試劑的氣溶膠；

或其組合。

在一些實(shí)施方式中，通過(guò)毛細(xì)管作用，浸涂使得抗微生物試劑基本上涂覆了過(guò)濾器制品的全部?jī)?nèi)表面。

在一些實(shí)施方式中，本文提供了空氣凈化系統(tǒng)，其包括：

如本文所限定的至少一個(gè)空氣過(guò)濾器制品；以及

至少一個(gè)空氣處理機(jī)，其具有用于所述至少一個(gè)空氣過(guò)濾器制品的固定器，其中，所述空氣處理機(jī)將室內(nèi)環(huán)境源空氣導(dǎo)向通過(guò)所述至少一個(gè)空氣過(guò)濾器制品，并排出經(jīng)過(guò)濾的空氣，相比于室內(nèi)環(huán)境源空氣，所述經(jīng)過(guò)濾的空氣的存活病原體數(shù)量下降至少99.9％。

在一些實(shí)施方式中，空氣凈化系統(tǒng)提供了例如：存活病原體數(shù)量減少至少99.9％，并且該減少包括至少90％的病原體俘獲率和至少90％的病原體殺滅率。

實(shí)施例

以下實(shí)施例示范了根據(jù)上文一般教導(dǎo)制造、使用和分析所揭示的過(guò)濾器制品。以下實(shí)施例還證實(shí)了控制所揭示的過(guò)濾器制品的抗微生物性質(zhì)和性能的能力。

測(cè)試三種不同過(guò)濾器樣品以分析它們的空氣清潔性能：

DPF蜂窩體對(duì)照(對(duì)照-DPF)，其作為機(jī)械顆粒過(guò)濾器；

浸漬了抗微生物Cu納米顆粒的DPF；以及

涂覆了抗微生物APS的DPF。

樣品制備

Cu涂覆的蜂窩體：從水懸浮液中的氧化銅(納米相技術(shù)公司(Nanophase Technologies)或阿爾法阿斯?fàn)柟?Alpha Asear)，46.8重量％，17-23nm主粒度)，通過(guò)采用去離子水稀釋至合適的分散體，來(lái)制備氧化銅(II)(CuO)懸浮液?；旌纤械某煞?，然后在使用前，在超聲浴中超聲處理10分鐘。將合適的CuO分散體(例如，水中，小于10重量/重量％)加入浸泡容器中，以及將蜂窩體DPF(例如長(zhǎng)度為3英寸且直徑為1英寸的圓柱形元件)部分浸入容器中，從而實(shí)現(xiàn)毛細(xì)管流動(dòng)在數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)內(nèi)完全涂覆蜂窩體。樣品在約為100-180℃(例如，120℃)的烘箱中熱處理約為30分鐘至2小時(shí)，主要去除殘留水，然后通過(guò)在氫氣氛(H₂)中熱處理樣品(例如600℃持續(xù)3小時(shí))，從而在氫環(huán)境中還原。在該情況下，在還原之后的AM負(fù)載約為4重量％，基于處理之前的蜂窩體制品的重量計(jì)。

APS涂覆的蜂窩體DPF：將水性氨基丙基倍半硅氧烷(APS)(格勒斯特(Gelest)公司)溶液(例如，水中或混合溶劑中約為1-25重量％的倍半硅氧烷)添加到浸泡容器，以及蜂窩體DPF部分浸入溶液中，從而實(shí)現(xiàn)毛細(xì)管流動(dòng)在數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)內(nèi)完全涂覆蜂窩體。

浸泡時(shí)間可取決于例如過(guò)濾器制品的尺寸、涂覆制劑對(duì)于過(guò)濾器表面的潤(rùn)濕，以及類似考量。APS涂覆的DPF樣品在120℃的烘箱中熱處理0.5小時(shí)，以固化涂層。在干燥和還原步驟之后，在分析天平上稱重測(cè)量樣品，來(lái)確定施涂的涂料量(質(zhì)量增加)。在代表性例子中，APS凈負(fù)載約為11-12重量％。

抗菌效率測(cè)試

評(píng)估經(jīng)處理的DPF樣品的相比于未經(jīng)處理對(duì)照樣的抗微生物性能。在該測(cè)試中，使用革蘭氏陽(yáng)性菌、枯草芽孢桿菌(ATCC 6633)，這是在人糞便中發(fā)現(xiàn)的和正常腸道共生的非病原微生物。參見(jiàn)圖1，在密封條件下設(shè)置氣溶膠測(cè)試室(100)，一端具有噴霧器(105)，以及另一端具有生物取樣器(120)。噴霧器(105)模擬具有受控病原體含量的環(huán)境室內(nèi)空氣源。在一些實(shí)施方式中，打開(kāi)(而不是關(guān)閉)諸如空氣凈化系統(tǒng)之類的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)吸入室內(nèi)空氣源進(jìn)行過(guò)濾。除了圖1所示的元件之外，空氣凈化系統(tǒng)額外地具有空氣吸入口(101)和經(jīng)過(guò)濾空氣排氣口(103)。DPF測(cè)試過(guò)濾器樣品(115)放入室內(nèi)的中部。為了進(jìn)行抗微生物測(cè)試，從濃度為1x10⁴至1x10⁵CFU/L的細(xì)菌液體懸液產(chǎn)生生物氣溶膠。在測(cè)試之前，測(cè)量(150)通過(guò)霧化器產(chǎn)生的細(xì)菌生物氣溶膠(110)的存活率，以確保細(xì)菌存活率高于25-35％(例如，0.3N_T^進(jìn))。

生物氣溶膠(110)保持8L/分鐘的流量通過(guò)測(cè)試過(guò)濾器(115)，通過(guò)生物取樣器(120)收集通過(guò)的空氣/氣溶膠。

在70分鐘之后，停止通過(guò)測(cè)試過(guò)濾器(115)的流量，稀釋生物取樣器(120)中收集的細(xì)菌并放在腦心浸液瓊脂(Brain Heart Infusion Agar)(BD 211065)上。瓊脂板培育18-24小時(shí)，記數(shù)菌落數(shù)量(160)來(lái)計(jì)算抗微生物功效。

室保持密封2小時(shí)，用UV光照射來(lái)對(duì)室進(jìn)行消毒，即，殺死“環(huán)境”病原體，例如存在但是未俘獲以及在過(guò)濾器制品的通道外的病原體。該過(guò)程也用于對(duì)照DPF，其沒(méi)有顯示出細(xì)菌殺滅。

在16小時(shí)后，過(guò)濾器制品浸泡在肉湯Letheen(LB)中，用緩沖液清洗，以及經(jīng)清洗的緩沖液稀釋并放在腦心浸液瓊脂上，然后培育18-24小時(shí)。采用自動(dòng)成像器(例如市售可得自Synbiosis(synbiosis.com)的ProtoCOL菌落計(jì)數(shù)器)來(lái)記數(shù)過(guò)濾器(155)上仍然活著的細(xì)菌的細(xì)胞群落。

參見(jiàn)圖2，以及公式說(shuō)明：

N_T^進(jìn)：進(jìn)入過(guò)濾器的氣溶膠化的細(xì)胞總數(shù)

N_L^進(jìn)：進(jìn)入過(guò)濾器的存活/活著的細(xì)胞數(shù)量

N_D^進(jìn)：進(jìn)入過(guò)濾器的死亡細(xì)胞數(shù)量

N_T^出：進(jìn)入生物取樣器的細(xì)胞總數(shù)

N_L^出：進(jìn)入生物取樣器的存活/活著的細(xì)胞數(shù)量

N_D^出：進(jìn)入生物取樣器的死亡細(xì)胞數(shù)量

N_t^F：過(guò)濾器內(nèi)的細(xì)胞總數(shù)

N_L^F：過(guò)濾器內(nèi)的存活/活著的細(xì)胞數(shù)量

N_D^F：過(guò)濾器內(nèi)的死亡細(xì)胞數(shù)量

根據(jù)一種研究，N_L^進(jìn)近似等于0.3N_T^出。由于無(wú)法測(cè)量N_d^進(jìn)、N_d^出、N_d^F，僅僅從存活/活著的細(xì)胞方面來(lái)定義效率因素。機(jī)械俘獲效率通過(guò)下式得到：

化學(xué)殺滅效率通過(guò)下式得到：

結(jié)果和討論

研究結(jié)果分別如表1A和1B所示。通過(guò)對(duì)照DPF(即沒(méi)有抗微生物(AM)試劑)和通過(guò)AM-DPF(具有APS抗微生物試劑涂層)的細(xì)菌總數(shù)分別是9.46x 10⁶和8.17x 10⁶。生物取樣器在DPF離開(kāi)端處收集的存活細(xì)菌數(shù)量分別是3x 10⁴和3.2x 10³。因此，通過(guò)本文所揭示的過(guò)濾器俘獲和/或殺滅的存活細(xì)菌的總數(shù)分別是99.68％和99.96％。

但是，俘獲在過(guò)濾器內(nèi)的存活細(xì)菌計(jì)數(shù)分析顯示兩種過(guò)濾器“殺滅”能力的明顯不同。對(duì)照DPF中發(fā)現(xiàn)的存活細(xì)菌數(shù)量是3.07x 10⁶，而AM-DPF中發(fā)現(xiàn)的存活細(xì)菌數(shù)量是2.5x 10³。這證實(shí)了本文所揭示的AM-DPF相對(duì)于對(duì)照DPF(無(wú)抗微生物試劑)的明顯優(yōu)勢(shì)。對(duì)照DPF內(nèi)的存活細(xì)菌數(shù)量與物理俘獲的細(xì)菌數(shù)量的多少幾乎相同。相反地，AM-DPF內(nèi)的存活細(xì)菌數(shù)量約比與物理俘獲的細(xì)菌數(shù)量的多少低約3個(gè)數(shù)量級(jí)(order)。對(duì)于對(duì)照DPF和AM-DPF，這分別導(dǎo)致約為67％和99.97％的％“殺滅”效率。值得注意的是，雖然初看67％的殺滅能力看上去對(duì)于對(duì)照DPF制品而言是相當(dāng)大的數(shù)字，但是測(cè)量誤差對(duì)于該值貢獻(xiàn)明顯。相反地，AM-DPF中存活細(xì)菌的3個(gè)數(shù)量級(jí)降低超過(guò)了測(cè)量誤差。例如，根據(jù)EPA認(rèn)同的測(cè)試，需要99.9％的存活病原體數(shù)量減少來(lái)支持消毒聲明(在線參見(jiàn)例如，epa.gov/oppad001/pdf_files/test_meth_residual_surfaces)。

多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，獲得與第一次結(jié)果類似的結(jié)果。

此外，常規(guī)或未改性的DPF與本文所揭示的AM-DPF都展現(xiàn)出優(yōu)秀的流通屬性，即空氣可以持續(xù)70分鐘流過(guò)DPF而沒(méi)有明顯的壓降。雖然70分鐘并不長(zhǎng)，但是細(xì)菌濃度(單位，cfcu/lt)是用于密閉或居住空間(例如，辦公樓、醫(yī)院、飛機(jī)等)的常規(guī)或典型過(guò)濾器的4個(gè)數(shù)量級(jí)大，以及俘獲的細(xì)菌量相當(dāng)于通過(guò)過(guò)濾器的數(shù)月常規(guī)室內(nèi)空氣循環(huán)。假定過(guò)濾器在多個(gè)月(例如，約為3-12個(gè)月的使用壽命)內(nèi)可能不需要進(jìn)行替換或再生是合理的。

基于上文測(cè)量，所揭示的AM-DPF制品和AMF制品，結(jié)合其他過(guò)濾設(shè)備，可以提供高效和成本節(jié)約的方法來(lái)去除或清潔室內(nèi)空氣病原體。

已結(jié)合各種具體實(shí)施方式和技術(shù)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。然而，應(yīng)理解的是，可進(jìn)行多種變動(dòng)和修改，同時(shí)保持在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。

表1A

表1B