CN112725160A - 一种微生物气溶胶的采集和富集*** - Google Patents

一种微生物气溶胶的采集和富集*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种微生物气溶胶的采集和富集***，包括气溶胶收集组件、气溶胶富集组件以及样本采集组件，气溶胶收集组件连接在气溶胶富集组件的输入端，样本采集组件套设在气溶胶富集组件外侧。气溶胶富集组件包括气溶胶富集器和采集管盖，气溶胶富集器内盛装有细胞保养液，气溶胶富集器的底端为敞口且在敞口外侧封装有滤板；采集管盖上穿设有入气管和出气管，入气管包括第一端和第二端，出气管包括第三端和第四端，第一端与第三端位于采集管盖的上方，第二端与第四端均位于气溶胶富集器内，第二端固定连接有多孔球状体，多孔球状***于细胞保养液内，第一端连接有第一抽气泵，第四端位于细胞保养液的液面上方，第三端内可拆卸地插装有塞子。

Description

一种微生物气溶胶的采集和富集***
技术领域
本发明涉及医疗用品技术领域，特别涉及一种微生物气溶胶的采集和富集***。
背景技术
新型冠状病毒肺炎，（Corona Virus Disease 2019，COVID-19）简称“新冠肺炎”，是指2019新型冠状病毒感染导致的肺炎，此病毒是以呼吸道感染为主要传播途径，通过气溶胶播散的病毒极易在短时间内造成人们大规模的感染，传播速度非常快。因此，对环境中气溶胶的病毒监测研究十分必要，但是由于传统生物气溶胶采集仪器或装置对口检测方法主要适用于细菌、真菌类病原体，导致病毒气溶胶方面的监测受到了限制 , 监测病毒操作不便、敏感性差，已经严重不适应当前传染病领域的监测研究现状，制约了环境中病原体监测需求，新型病毒类采样器已经成为该领域当前研究热点之一。
病毒是一种个体微小，只含有一种核酸，必须在活细胞内计生并以复制方式增值的非细胞型生物，颗粒小，对环境空气中呼吸道病毒采集并不容易。病毒性空气采集器应重点针对呼吸产出的气溶胶颗粒，绝大多数现有的生物气溶胶采样器并不特定针对病毒性气溶胶设置，收集谱宽，不太适合收集病毒样品。
目前，在进行病原微生物采集过程中常使用的就是进行病毒气溶胶采集器进行采集，使用真空抽气泵抽取含有气溶胶的气体进入样本收集管内，但是收集过程中气、液往往不能有效混合，导致病毒的培养和检测成功率不高。另外，仅通过气溶胶富集后的液体直接对病毒进行检测，会受到细菌等大颗粒物的影响，使检测效果不高，同时也不便于气溶胶伴随的细菌的培养和研究。同时，在气溶胶收集时，通常是利用直接抽取环境气体，而相对环境气体内的气溶胶的密度低，导致气溶胶收集效率不高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种微生物气溶胶的采集和富集***，包括气溶胶收集组件、气溶胶富集组件以及样本采集组件，所述气溶胶收集组件连接在所述气溶胶富集组件的输入端，所述样本采集组件套设在所述气溶胶富集组件外侧。
所述气溶胶富集组件包括气溶胶富集器和采集管盖，所述采集管盖盖装在所述气溶胶富集器的上端口上，所述气溶胶富集器内盛装有细胞保养液，所述气溶胶富集器的底端为敞口且在所述敞口外侧封装有滤板；所述采集管盖上穿设有入气管和出气管，所述入气管包括相对的第一端和第二端，所述出气管包括相对的第三端和第四端，所述第一端与所述第三端位于所述采集管盖的上方，所述第二端与所述第四端均位于所述气溶胶富集器内，所述第二端固定连接有多孔球状体，所述多孔球状***于所述细胞保养液内，所述第一端连接有第一抽气泵，所述第四端位于所述细胞保养液的液面上方，所述第三端内可拆卸地插装有塞子。
优选地，所述多孔球状体上均匀布设有多个圆形孔，所述圆形孔贯通所述多孔球状体并与所述入气管连通，所述圆形孔与所述细胞保养液相接触。
优选地，所述出气管内部设置有过滤组件，所述过滤组件由下至上依次包括第一过滤层和第二过滤层，所述第一过滤层位于所述管盖的下方，所述第二过滤层位于所述样管盖的上方。
优选地，所述滤板上固定安装有微孔滤膜。
优选地，所述采集管盖的中部穿设有可转动的搅拌子，所述搅拌子的搅拌段延伸至所述细胞保养液的液面下方。
优选地，所述采集管盖上还穿设有注入管，所述注入管位于所述采集管盖上侧的一端有一段软管，所述软管上夹装有夹子。
优选地，所述样本采集组件包括第一采集管，所述气溶胶富集器插装在所述第一采集管内并可拆卸地固定在所述第一采集管的上端，所述采集管盖与所述第一采集管旋接；所述第一采集管侧壁上连接有第一抽气管，所述第一抽气管与所述第一采集管内腔连通且位于所述第一采集管侧边中部；所述第一抽气管外接有第二抽气泵。
优选地，所述气溶胶富集器的长度为所述第一采集管的二分之一，所述气溶胶富集器的顶端的外径小于等于所述第一采集管的内径，所述气溶胶富集器的顶端口设置向外的卷边，所述卷边卡装在所述第一采集管的管口边缘上，所述气溶胶富集器的底端的外径小于所述气溶胶富集器的顶端的外径。
优选地，所述样本采集组件包括第二采集管、第二抽气管以及采样管，所述第二采集管固定罩装在所述气溶胶富集器的外侧，所述采集管盖旋接在所述第二采集管的上端，所述第二抽气管远离所述第二采集管的一端固定连接有针头，所述采样管的出口端密封有橡胶管盖，所述采样管内具有负压环境，所述针头可拆卸的穿设在所述橡胶管盖上；所述第二抽气管中段设置有阀门。
优选地，所述气溶胶收集组件为面罩。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：（1）入气管连接的多孔球状体伸入气溶胶富集器中的细胞保养液内，通过多孔球状体上的圆孔能够将第一抽气泵泵入的气体充分弥散在细胞保养液内，从而达到气液充分混合，便于病原微生物的吸附和采集；（2）从入气管进入气溶胶富集器的气体会有一部分从细胞保养液内冒出，冒出的气体会从出气管排出，气体经过过滤组件处理后从出气管上端管口排出洁净的气体，不会造成环境的二次污染，能够有效过滤掉排出气体中的气溶胶；（3）微孔滤膜的设置，用以从气溶胶富集器底端对吸附溶解了气溶胶后的细胞保养液进行过滤，病毒等颗粒小的生物以及水通过微孔滤膜进入样本采集组件，同时微孔滤膜阻隔细菌等粒径较大的生物留在气溶胶富集器内，实现对病毒的分离，便于后续检测化验；（4）搅拌子的设置，能够进一步促进气、液混合，进一步防止气溶胶从出气管排出或新的气溶胶产生；（5）样本采集组件可采用两种方式取样，使其应用更加灵活；（6）对于利用第二抽气泵从第一采集管向外抽气的方式形成负压，如此使病毒容易直接通过滤板进入到第一采集管内，实现液体分离，此时直接旋下第一采样管即可取样，如此能够比较好的控制取样的剂量；（7）对于利用取样管内本身内部的负压环境，直接将针头***到取样管内即可向内吸取含有病毒的细胞保养液（一下简称病毒溶液），更加简单快捷，且不用拆开第二采样管，更加方便操作；（8）在病毒溶液分离出去后，再通过注入管向气溶胶富集器内注入细胞保养液，此时气溶胶富集器内的溶液可以用于细菌等大颗粒微生物的培养或检测；（9）对于样本采样组件分离出的病毒溶液，可以直接用于病毒核酸检测；（10）利用面罩能够直接将人说话、咳嗽以及打喷嚏等呼出的含气溶胶的气体罩装在面罩内，避免含有气溶胶的气体向外扩散，更便于气溶胶气体收集。
附图说明
图1为本发明的一种微生物气溶胶的采集和富集***的一实施例的整体结构示意图的整体结构示意图；
图2为本发明的一种微生物气溶胶的采集和富集***的多孔球状体的结构示意图；
图3为本发明的一种微生物气溶胶的采集和富集***的出气管的结构示意图；
图4为本发明的一种微生物气溶胶的采集和富集***的注入管的结构示意图；
图5为本发明的一种微生物气溶胶的采集和富集***的二实施例的结构示意图。
图6为本发明的一种微生物气溶胶的采集和富集***的采集管盖结构示意图。
图7为本发明的一种微生物气溶胶的采集和富集***的面罩的整体结构示意图。
图8为本发明的一种微生物气溶胶的采集和富集***的面罩的侧视。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请结合参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，本发明一实施例的一种微生物气溶胶的采集和富集***，包括气溶胶收集组件6、气溶胶富集组件1以及样本采集组件2，所述气溶胶收集组件6连接在所述气溶胶富集组件1的输入端，所述样本采集组件2套设在所述气溶胶富集组件1外侧。
如图1所示，所述气溶胶富集组件1包括气溶胶富集器11和采集管盖12，所述采集管盖12盖装在所述气溶胶富集器11的上端口上，所述气溶胶富集器11内盛装有细胞保养液3，所述气溶胶富集器11的底端为敞口111且在所述敞口111外侧封装有滤板112；所述采集管盖12上穿设有入气管13和出气管14，所述入气管13包括相对的第一端131和第二端132，所述出气管14包括相对的第三端141和第四端142，所述第一端131与所述第三端141位于所述采集管盖12的上方，所述第二端132与所述第四端142均位于所述气溶胶富集器11内，所述第二端132固定连接有多孔球状体15，所述多孔球状体15位于所述细胞保养液3内，所述第一端131连接有第一抽气泵4，所述第四端142位于所述细胞保养液3的液面上方，所述第三端141内可拆卸地插装有塞子143。
如图1所示，本发明一实施例的气溶胶富集组件1在使用过程中，首先，利用气溶胶收集组件6在气溶胶相对密集的位置，在微生物气溶胶产生时随时收集，然后在气溶胶富集器11内注入相对于其容积的二分之一的细胞保养液3，打开第一抽气泵4，第一抽气泵4具有相对的第一吸气管41和第一排出管42，第一排出管42与入气管13的第一端131连通，第一抽气泵4首先抽取气溶胶收集组件6内收集的所要检测的含有气溶胶的气体，把含有气溶胶的气体从第一吸气管41吸入，从第一排出管42排出，第一排出管42与入气管13的第一端131连通，从而含有气溶胶的气体通过入气管13直接进入多孔球状体15，经过多孔球状体15弥散至细胞保养液3内，使含有气溶胶的气体内的微生物气溶胶与细胞保养液3充分接触并融入到细胞保养液3内，在此过程中，第一抽气泵4持续抽取含有气溶胶的气体，从而持续对细胞保养液3内充入气溶胶，有利于提高细胞保养液3中微生物的浓度，从而有利于对病毒的采集，对于培养或者检测病毒都有很好的积极效果。在第一抽气泵4持续向气溶胶富集器11内泵入含有气溶胶的气体的同时，进入到细胞保养液3内的含有气溶胶的气体经过多孔球状体15的弥散作用，使的含有气溶胶的气体与细胞保养液3充分接触，从而便于气溶胶溶于细胞保养液3内，而被细胞保养液3吸收过后的气体会从细胞保养液3里冒出气泡，从而溢出的气体会通过出气管14的第四端142进入出气管14，此时塞子143未塞入底端，能够使溢出的气体顺利穿过出气管14并重新排入到外界环境中。如此就能够完成气溶胶的富集工作。
本发明在进行气溶胶富集前，利用气溶胶收集组件6在经气溶胶密度较高的环境气体采集起来，如此能够便于含有高密度气溶胶的气体转运，便于实验的进行，相对于直接在对应环境中直接加装气溶胶采集和富集***而言，实验环境更加集中，且能够有效节约检验设备成本，同时能够有效提高气溶胶采集和富集效率。
由于样本采集组件2套设在气溶胶富集器11外侧，并罩设在滤板112外，同时，样本采集组件2能够制造相对于气溶胶富集器11内的气压而言为负压环境，如此在气溶胶富集器11富集了一定量的能够满足检测条件的微生物后，利用样本采集组件2与气溶胶富集器11之间的压力差的推动下，从下方向下抽吸微生物溶液，通过滤板112的过滤，能够实现溶液分离。在一实施例中，滤板112上固定安装有微孔滤膜113，其孔径仅有0.2-0.3微米，有的甚至能够达到0.1-0.22微米。而由于绝大多数细菌的直径大小在0.5~5微米之间，大多数病毒直径小于0.1微米，所以，微孔滤膜113如此细小的孔径，仅能通过大多数病毒颗粒，同时隔绝大多数细菌等大颗粒微生物。因此，在压力差的作用下，水和小于膜孔的颗粒透过滤膜的下游，大于膜孔的颗粒则截留在膜上层，气溶胶采集完毕后，再次向气溶胶富集器11内补充适量细胞保养液3，取出气溶胶富集器11内的液体用于细菌等颗粒培养或检测，样本采集组件2中的液体用于活病毒培养或病毒核酸检测。
在样本采集组件2向下抽取病毒溶液5前，需要先将塞子143塞装在出气管14的第三端141上，将出气管14密封，此时，一方面可以利用第一抽气泵4持续向气溶胶富集器11内泵入含有气溶胶的气体，如此使气溶胶富集器11内的气压变大，将病毒溶液5直接通过微孔滤膜113压入到样本采集组件2内；也可以关闭第一抽气泵4，仅利用样本采集组件2本身制造的负压环境向下抽吸；或者打开第一抽气泵4持续向气溶胶富集器11内泵入黄金气体，同时搭配样本采集组件2内负压环境，一边压一边吸，快速实现病毒溶液5的分离。
如图1所示，进一步地，在第一抽气泵4的第一排出管42处设置有压力调节器43，控制向气溶胶富集器11内充入的含有气溶胶的气体的流速，如此，能够保证含有气溶胶的气体内的气溶胶能够被充分吸收，避免含有气溶胶的气体流入的流速过快导致气溶胶未被充分吸收就排出的情况。
如图2所示，优选地，所述多孔球状体15上均匀布设有多个圆形孔151，所述圆形孔151贯通所述多孔球状体15并与所述入气管13连通，所述圆形孔151与所述细胞保养液3相接触。均匀分布的圆形孔151，能够有效增加和分散含有气溶胶的气体进入细胞保存液内的路径，提高含有气溶胶的气体进入细胞保存液的弥散效果，从而有效增大了含有气溶胶的气体与细胞保存液之间的接触面积，从而能够提高气、液混合效率。
如图3所示，优选地，所述出气管14内部设置有过滤组件144，所述过滤组件144由下至上依次包括第一过滤层1441和第二过滤层1442，所述第一过滤层1441位于所述管盖的下方，所述第二过滤层1442位于所述样管盖的上方。过滤组件144分为第一过滤层1441和第二过滤层1442，在从细胞保存液内溢出的气体进入出气管14时，首先经过第一过滤层1441，第一次对溢出的气体进行处理，然后气体再通过第二过滤层1442，第二次对溢出的气体进一步的进行处理，经过过滤组件144的两次处理后的气体为洁净气体从出气管14上端的管口排出，如此能够对气体进行充分过滤，保证气体的纯净度。更进一步的，第一过滤层1441和第二过滤层1442均为医用过滤棉，使其不仅具有良好的过滤性能还具有较好的透气性。如图3所示，第一过滤层1441为双层医用过滤棉，第二过滤层1442为单层医用过滤棉，双层结构能够最大程度过滤含有气溶胶的气体中的病原微生物，然后含有气溶胶的气体再一次通过第二过滤层1442进一步过滤，实现双重过滤和保护。
优选地，所述滤板112上固定安装有微孔滤膜113。微孔滤膜113的孔径为0.2-0.3微米，微孔滤膜113通常为聚醚砜（或醋酸纤维素(CA)、聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚砜(PES)），可以通过大多数病毒颗粒，阻隔绝大多数细菌等颗粒，在进行分析空气中病毒小分子时更加方便，降低细菌等大颗粒物质的影响
如图1所示，优选地，所述采集管盖12的中部穿设有可转动的搅拌子16，所述搅拌子16的搅拌段161延伸至所述细胞保养液3的液面下方，进一步提高含有气溶胶的气体与细胞保存液之间的混合效率，促进气溶胶与细胞保存液的融合，同时防止新的气溶胶产生并溢出。
如图1和图4所示，优选地，所述采集管盖12上还穿设有注入管17，所述注入管17位于所述采集管盖12上侧的一端有一段软管171，所述软管171上夹装有夹子172。注入管17的设置，主要用于在需要向气溶胶富集器11内注入细胞保养液时方便注入，不用拆开采集管盖12，便于操作。
如图1所示，优选地，所述样本采集组件2包括第一采集管21，所述气溶胶富集器11插装在所述第一采集管21内并可拆卸地固定在所述第一采集管21的上端，所述采集管盖12与所述第一采集管21旋接；所述第一采集管21侧壁上连接有第一抽气管22，所述第一抽气管22与所述第一采集管21内腔连通且位于所述第一采集管21侧边中部；所述第一抽气管22外接有第二抽气泵23。
在一实施例中的此种结构的样本采集组件2，具体操作方法是，利用第二抽气泵23，从第一采集管21的侧边的第一抽气管22向外抽气，从而使第一采集管21内部主动形成负压环形，如此在压力差作用下，气溶胶富集器11内的水和病毒等小颗粒通过微孔滤膜113，直接流入到第一采集管21内，如此就完成了活病毒与细菌等颗粒的分离。在此过程中，需要注意的是，由于第一抽气管22设置在第一采集管21侧壁上，为了第一采集管21能够盛装足够多的病毒溶液5，第一抽气管22设置的位置需要尽量靠近第一采集管21的上端，如此能够使第一采集管21下端具有足够大的容积来盛装病毒溶液5。但是同时第一抽气管22不能过分靠上，因为会受到气溶胶富集器11的遮挡导致抽气效率降低，速率变慢。因此，优选方案是将第一抽气管22设置在气溶胶富集器11的下方位置，如此既能保证抽气效率，又能使第一采集管21具有较大的盛装样本溶液的能力，同时能够避免溶液从第一抽气管22与第一采集管21的接口处溢出到第二抽气泵23内，保证设备正常运转。
如图1所示，优选地，所述气溶胶富集器11的长度为所述第一采集管21的二分之一，所述气溶胶富集器11的顶端的外径小于等于所述第一采集管21的内径，所述气溶胶富集器11的顶端口设置向外的卷边，所述卷边卡装在所述第一采集管21的管口边缘上，所述气溶胶富集器11的底端的外径小于所述气溶胶富集器11的顶端的外径。此种结构，一方面方便气溶胶富集器11插装入第一采集管21内，另一方面能够避免气溶胶富集器11滑入到第一采集管21内出现不好取出的情况。由于气溶胶富集器11的长度仅有第一采集管21的二分之一，而细胞保养液3在气溶胶富集器11内的容量是二分之一气溶胶富集器11容积的二分之一，同时，第一抽气管22位于第一采集管21侧壁的中部，因此，即使将气溶胶富集器11内的溶液全部抽完，被抽出的病毒溶液5也不会瞒过第一抽气管22的管口，能保护设备不被损坏。
如图5所示，优选地，所述样本采集组件2包括第二采集管24、第二抽气管25以及采样管26，所述第二采集管24固定罩装在所述气溶胶富集器11的外侧，所述采集管盖12旋接在所述第二采集管24的上端，所述第二抽气管25远离所述第二采集管24的一端固定连接有针头27，所述采样管26的出口端密封有橡胶管盖261，所述采样管26内具有负压环境，所述针头27可拆卸的穿设在所述橡胶管盖261上。更进一步地，所述第二抽气管25中段设置有阀门28。
在二实施例中，在针头27***到采样管26内时第二采集管24与采样管26内部连通时，由于采样管26内具有负压环境，因此，第二采集管24内也形成负压环境，相对于气溶胶富集器11内的气压而言压力较小，因此在上下压力差的作用下，第二采集管24能够向下吸引病毒溶液5流入到第二采集管24内，而第二抽气管25位于第二采集管24的底端，如此在病毒溶液5流毒到第二采集管24的底部时会顺着第二抽气管25流入到采样管26内，如此即可完成病毒溶液5样品的采集工作。阀门28的设置，能够在不需要采集样品的时候锁紧第二抽气管25，从而实现第二采集管24的密封，避免病毒溶液5的流出。在需要取样时，将针头27***到采样管26的橡胶管盖上，打开阀门28，即可自动吸引病毒溶液5。当然也可以搭配塞上塞子143并且第一抽气泵4持续向气溶胶富集器11内泵入含有气溶胶的气体的操作，能够增大压力差，使病毒溶液5快速分离出来，实现快速取样。此时不用打开第二采集管24即可取出病毒溶液5，方便快捷，且不用担心病毒溶液5反溢的情况，同时结构更加简单，节省设备成本，且采样管26接取病毒溶液5后可以直接转运到检测平台，进行培养和检测，更加方便快捷。需要指出的是，由于橡胶流动性好，橡胶管盖261在针头27拔出时，原本被针头27扎出的洞会被橡胶的自主流动自动挤压闭合在一起，从而使采样管26恢复密封环境。
同时，由于在实验或者检测过程中，需要大量样本，在第二实施例中，样本采集组件2与气溶胶富集组件1相互配合，在不用拆开采样管26盖的情况下即可进行持续取样，更加方便，且效率高。具体操作方法如下：打开塞子143，使出气管14除气畅通，然后直接通过注入管17向气溶胶富集器11内持续注入细胞保养液3，此时的细胞保养液3内的病毒含量较低，然后打开第一抽气泵4，向气溶胶富集器11内持续泵入含有气溶胶的气体，含有气溶胶的气体经过多孔球状体15弥散在细胞保养液3中并与细胞保养液3充分接触时气溶胶溶于水中，同时搅拌子16转动，是整个气溶胶富集器11内的下拨保养液搅拌起来，是细胞保养液3与含有气溶胶的气体进一步充分接触混合，提高气溶胶微生物的溶于水的速率，避免含有气溶胶的气体直接溢出细胞保养液3或者生成新的气溶胶排出气溶胶富集器11，然后打开阀门28，将针头27***到采样管26内，利用采样管26的负压环境直接进行抽吸，病毒溶液5在负压环境下流经微孔滤膜113，进入第二采集管24并进一步流入到采样管26内。此时采样管26持续抽吸，注入管17持续注入，并保证多孔球状体15始终位于细胞保养液3液面下方，保证含有气溶胶的气体能够始终与细胞保养液3接触，同时第一抽气泵4持续泵入含有气溶胶的气体，然后搅拌子16持续搅拌，此时，在一个采样管26抽出指定量的病毒溶液5后即可拔掉再接入一个新的空的采样管26继续抽取病毒溶液5，如此实现持续取样。直至取样结束或者微孔滤膜113失去过滤能力后，此时即需要停止取样，关闭阀门28、第一抽气泵4以及搅拌子16，继续通过注入管17向气溶胶富集器11内注入细胞保养液3，给细菌等微生物提供生存环境，在细胞保养液3注入到气溶胶富集器11体积的二分之一左右时，停止注入，夹紧夹子172，此时即可取出气溶胶富集器11内的溶液，对细菌等大颗粒微生物进行培养和检测。
如图6所示，需要指出的是，在一实施例和二实施例中，采集管盖12的结构相同，具有内层121和外层122，内层121为密封橡胶塞，用于密封塞装在气溶胶富集器11的管口处，保证气溶胶富集器内的密封环境，外层122旋接在第一采集管21或者第二采集管24管口外侧，保证采集管管口的密封。同时，入气管13、出气管14、注入管17以及搅拌子16均穿设在内层也就是密封橡胶塞上，保证他们都位于气溶胶富集器11内。
另外，第一抽气泵4和第二抽气泵23可以是更重型号各种尺寸，仅需要其输入输出管道能够与***内相应管道对应密封连接即可。
如图7和图8所示，优选地，所述气溶胶收集组件6为面罩。所述面罩包括第一罩体61、第二罩体62和衔接结构63，所述第一罩体61包括侧边开口结构611、进气口612、固定带613和挡边条614，所述侧边开口结构611位于所述第一罩体61的左侧，所述进气口612位于所述第一罩体61的中间位置，所述固定带613固定在所述侧边开口结构61的两侧边，所述挡边条614固定在所述第一罩体61的侧边和底边位置，围绕形成“U”字形结构，所述第一罩体61为四分之一圆柱体。
所述第二罩体62包括底边开口621、出气口622和导出管623，所述底边开口621位于所述第二罩体62的下侧，所述出气口622位于所述第二罩体62的左上方，所述出气口622连接所述导出管623，所述第二罩体62为空心半球体；所述第二罩体62横向放置在所述第一罩体61的上方，所述第一罩体61垂直设置在所述第二罩体62的下方，所述第一罩体61和所述第二罩体62之间相互连通；所述衔接结构63一端连接所述第一罩体61的顶端位置，另一端连接所述第二罩体62的底边位置；所述侧边开口结构611和所述底边开口621相互垂直；当使用本面罩时，被采集人员一手拿住所述第一罩体61的所述侧边开口结构611，另一只手拿住所述第二罩体62的所述底边开口621，套在头部上，当所述侧边开口结构611和所述底边开口621形成的开口大小不适于被采集人员的头部大小时，可以进行拉伸所述衔接结构63，因所述衔接结构63具有弹性，所以可以进行调节开口大小，适合不同被采集人员的头部尺寸，然后进行调整所述挡边条614和脸部轮廓的位置，所述挡边条614具有弹性，符合人体工学，能够和脸部轮廓可以完美贴合，避免说话的飞沫、喷嚏、咳嗽产生的气溶胶从侧边开口结构611处逸出去，同时所述挡边条614的弹性设置还能够增加被采集人员佩戴面罩的舒适度，避免对采集人员的面部造成压伤；再然后把侧边开口结构611两侧的固定带 613绕到头部后脑勺的位置进行打结系紧，避免因人体头部转动会造成采集面罩的晃动，加强固定性；被采集人员通过所述进气口612上的所述进气孔6121进行吸入新鲜气体，防止缺氧，经说话的飞沫、喷嚏、咳嗽等产生的气体可通过所述第二罩体62左上方的所述出气口622，然后通过所述导出管623进行排出，所述导出管623另一端连接第一抽气泵4，把气体抽取出去，并进入气溶胶富集组件1内，进行气溶胶的富集工作。
请参照图8，图8为本发明一种病原微生物样本收集面罩的侧视图。优选地，所述衔接结构63为“V”字型结构，一边连接所述第一罩体61，另一边连接所述第二罩体62，所述衔接结构63具有弹性，使得能够调整所述第一罩体61和所述第二罩体62的开口位置的开口大小，适于不同头部大小的人佩戴。且衔接结构63为弹性结构，能够自主适应采集人员的头部大小，更便于调整。
更进一步地，第一罩体61上边沿与第二罩体62下边沿相接处的缝隙处设置有弹性密封条64，弹性密封条64的长度等于第一罩体61上边沿的弧长，且其两侧分别密封粘贴在第一罩体61和第二罩体62上，将第一罩体61与第二罩体62相接处的缝隙密封，避免在气溶胶采集时从相接处向外溢出气溶胶，且能在第一罩体61向上掀开时弹性密封条64直接挤压变形，整个结构不会产生影响。
所述第一罩体61底部为向下凹的圆弧形的托台615，用于兜住采集人员的下巴处，并搭配当边条614进行密封，如此在第一罩体61向外掰开调整与第二罩体62之间的角度时，托台615均能从采集人员的下巴底部兜住采集人员的侧脸和下巴，避免采集人员呼出的气体大部分溢出。
优选地，所述进气口612的形状为三角形状，所述进气口612有许多进气孔6121，所述进气孔6121为圆形结构，进气孔6121能够给佩戴人员呼入新鲜的气体，防止缺氧，造成二次伤害。进气口612位于第一罩体61的中部，在采集人员佩戴面罩时位于采集人员的鼻子附近，便于采集人员呼吸。
优选地，所述挡边条614为连续的“S”形结构，所述挡边条614材质为弹性橡胶条或海绵条，弹性橡胶条或海绵条能够增加被采集人员佩戴采集面罩的舒适度，还可以增加和面部接触之间的密封性。
通过面罩进行气溶胶的收集，能够直接收集患病人员在打喷嚏、咳嗽或者说话时的飞沫产生的气溶胶病原微生物进行收集，使得气溶胶收集效率更高，更便于气溶胶的富集采集。
由上所述，本发明的一种微生物气溶胶的采集和富集***：（1）入气管连接的多孔球状体伸入气溶胶富集器中的细胞保养液内，通过多孔球状体上的圆孔能够将第一抽气泵泵入的气体充分弥散在细胞保养液内，从而达到气液充分混合，便于病原微生物的吸附和采集；（2）从入气管进入气溶胶富集器的气体会有一部分从细胞保养液内冒出，冒出的气体会从出气管排出，气体经过过滤组件处理后从出气管上端管口排出洁净的气体，不会造成环境的二次污染，能够有效过滤掉排出气体中的气溶胶；（3）微孔滤膜的设置，用以从气溶胶富集器底端对吸附溶解了气溶胶后的细胞保养液进行过滤，病毒等颗粒小的生物以及水通过微孔滤膜进入样本采集组件，同时微孔滤膜阻隔细菌等粒径较大的生物留在气溶胶富集器内，实现对病毒的分离，便于后续检测化验；（4）搅拌子的设置，能够进一步促进气、液混合，进一步防止气溶胶从出气管排出或新的气溶胶产生；（5）样本采集组件可采用两种方式取样，使其应用更加灵活；（6）对于利用第二抽气泵从第一采集管向外抽气的方式形成负压，如此使病毒容易直接通过滤板进入到第一采集管内，实现液体分离，此时直接旋下第一采样管即可取样，如此能够比较好的控制取样的剂量；（7）对于利用取样管内本身内部的负压环境，直接将针头***到取样管内即可向内吸取病毒溶液，更加简单快捷，且不用拆开第二采样管，更加方便操作；（8）在病毒溶液分离出去后，再通过注入管向气溶胶富集器内注入细胞保养液，此时气溶胶富集器内的溶液可以用于细菌等大颗粒微生物的培养或检测；（9）对于样本采样组件分离出的病毒溶液，可以直接用于病毒核酸检测，使检测结果更加准确；（10）利用面罩能够直接将人呼出的气体罩装在面罩内，避免含有气溶胶的气体向外扩散，更便于气溶胶气体收集。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种微生物气溶胶的采集和富集***，其特征在于：包括气溶胶收集组件、气溶胶富集组件以及样本采集组件，所述气溶胶收集组件连接在所述气溶胶富集组件的输入端，所述样本采集组件套设在所述气溶胶富集组件外侧；
所述气溶胶富集组件包括气溶胶富集器和采集管盖，所述采集管盖盖装在所述气溶胶富集器的上端口上，所述气溶胶富集器内盛装有细胞保养液，所述气溶胶富集器的底端为敞口且在所述敞口外侧封装有滤板；所述采集管盖上穿设有入气管和出气管，所述入气管包括相对的第一端和第二端，所述出气管包括相对的第三端和第四端，所述第一端与所述第三端位于所述采集管盖的上方，所述第二端与所述第四端均位于所述气溶胶富集器内，所述第二端固定连接有多孔球状体，所述多孔球状***于所述细胞保养液内，所述第一端连接有第一抽气泵，所述第四端位于所述细胞保养液的液面上方，所述第三端内可拆卸地插装有塞子。
2.如权利要求1所述的微生物气溶胶的采集和富集***，其特征在于：所述多孔球状体上均匀布设有多个圆形孔，所述圆形孔贯通所述多孔球状体并与所述入气管连通，所述圆形孔与所述细胞保养液相接触。
3.如权利要求1所述的微生物气溶胶的采集和富集***，其特征在于：所述出气管内部设置有过滤组件，所述过滤组件由下至上依次包括第一过滤层和第二过滤层，所述第一过滤层位于所述管盖的下方，所述第二过滤层位于所述样管盖的上方。
4.如权利要求1所述的微生物气溶胶的采集和富集***，其特征在于：所述滤板上固定安装有微孔滤膜。
5.如权利要求1所述的微生物气溶胶的采集和富集***，其特征在于：所述采集管盖的中部穿设有可转动的搅拌子，所述搅拌子的搅拌段延伸至所述细胞保养液的液面下方。
6.如权利要求1所述的微生物气溶胶的采集和富集***，其特征在于：所述采集管盖上还穿设有注入管，所述注入管位于所述采集管盖上侧的一端有一段软管，所述软管上夹装有夹子。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的微生物气溶胶的采集和富集***，其特征在于：所述样本采集组件包括第一采集管，所述气溶胶富集器插装在所述第一采集管内并可拆卸地固定在所述第一采集管的上端，所述采集管盖与所述第一采集管旋接；所述第一采集管侧壁上连接有第一抽气管，所述第一抽气管与所述第一采集管内腔连通且位于所述第一采集管侧边中部；所述第一抽气管外接有第二抽气泵。
8.如权利要求7所述的微生物气溶胶的采集和富集***，其特征在于：所述气溶胶富集器的长度为所述第一采集管的二分之一，所述气溶胶富集器的顶端的外径小于等于所述第一采集管的内径，所述气溶胶富集器的顶端口设置向外的卷边，所述卷边卡装在所述第一采集管的管口边缘上，所述气溶胶富集器的底端的外径小于所述气溶胶富集器的顶端的外径。
9.如权利要求1-6中任意一项所述的微生物气溶胶的采集和富集***，其特征在于：所述样本采集组件包括第二采集管、第二抽气管以及采样管，所述第二采集管固定罩装在所述气溶胶富集器的外侧，所述采集管盖旋接在所述第二采集管的上端，所述第二抽气管远离所述第二采集管的一端固定连接有针头，所述采样管的出口端密封有橡胶管盖，所述采样管内具有负压环境，所述针头可拆卸的穿设在所述橡胶管盖上；所述第二抽气管中段设置有阀门。
10.如权利要求1所述的微生物气溶胶的采集和富集***，其特征在于：所述气溶胶收集组件为面罩。
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