CN102215976B - 用于捕获空气传播物的方法和过滤器 - Google Patents

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Abstract

一种用于捕获空气传播物或空气传播物的产物，例如微生物包括病毒以及微生物抗原、毒素和变应原的方法，包括形成至少一个以乳剂、混悬液或气溶胶形式的带电颗粒的幕，不断更新和再生所述至少一个幕，使含空气传播物的空气通过所述至少一个幕，其充当过滤器捕获所述空气传播物；以及一种实施所述方法的颗粒配制剂，其包含任何分散于液体中的带电颗粒，包括例如乳剂或胶束形式的含脂质颗粒或气溶胶形式的含脂质颗粒或气溶胶中的任何其它带电的空气传播颗粒。

Description

用于捕获空气传播物的方法和过滤器
发明领域
本发明涉及一种用于捕获空气传播物，例如微生物，包括病毒和微生物抗原，以及毒素和变应原和其它有害分子的方法和过滤器。
背景
空气传播的微生物，包括病毒(例如流行性感冒和SARS)以及微生物抗原和其它抗原和毒素，由于攻击性病毒、耐药菌以及对变应原和毒素的敏感性导致的发病率和死亡率增加的逐渐增多的问题需要从各种环境和场所被污染的空气除去这些物质和分子的有效方法。所述场所包括具有常规空气过滤器的环境，例如医院手术室和医院病房，例如用于重度免疫抑制患者的病房。在现代的医院中，越来越多的患者在接受对于癌症和使他们对各种传染原高度敏感的其它重病的免疫抑制治疗，而已被高度接触传染物攻击的患者在通常位于同一个医院建筑内的传染病隔离病房中被治疗。而且，目前常用的没有空气过滤器的其它环境，包括日托中心、幼儿园和学校，尤其是对于小孩的，空气传播的微生物(例如引起中耳炎和肺炎的耐青霉素肺炎链球菌)可能造成威胁，因此这样的环境将获益于空气清洁措施。此外，全球快速增长的养禽业和其它食品生产中采用的场所需要从空气中有效除去病毒和细菌，以降低微生物污染和有机体交换的风险，所述有机体交换可能经过基因重组而潜在地导致严重传染病例如禽流感和猪流感的流行性爆发。而且，运输工具包括飞机、常规空调设备可能将微生物从一个感染的旅客携带给其它旅客。
常规网状网络结构的空气过滤器具有有限的捕获小细菌、病毒和微生物成分以及如变应原和毒素的分子的能力。最先进的常规过滤器系统是高效粒子空气(HEPA)过滤器，它优选用于清洁高风险实验室中的空气。网状网络结构过滤器的一个缺点是它们固有的不能杀灭可能已被过滤器捕获的传染原。另一个缺点是它们将在不同的时间段后被堵塞并且变得低效，然后因为克服过滤器阻力而需要的高空气压力，它们有可能开始渗漏。值得注意的是，结合的传染性微生物然后可能脱离并且对环境中的个体造成风险。
当今存在关于具有清除空气中的微生物能力的基于网状网络结构的常规过滤器的专利或专利申请，包括基于通过静电结合捕获微生物的专利申请。关于网状网络结构过滤器包括HEPA过滤器的上述缺点，由于逐渐堵塞导致随着时间空气阻力增加和过滤效率降低。尽管HEPA过滤器通常随时间被定期更换，但是这些难于检测和控制的不足造成了风险。而且，网状网络结构过滤器包括HEPA过滤器的更换操作本身与过滤器中附着的传染性微生物一定的传播风险相关。最后，HEPA过滤器通常是昂贵的并且需要有效的预过滤系统。
由于国家和洲之间的空中交通的增加，所以必须认真考虑微生物的这种传播方式。最后，被认为将发生的全球气候变化很可能会影响世界上许多区域的疾病概况，尤其是导致对从空气中有效除去病毒和其它微生物以及变应原和毒素的需求增加。
因此，对于处理关于空气传播有害物的问题的新技术的需求日益增加。
发明概述
本发明的目的是提供一种捕获空气传播物的方法和颗粒配制剂，其解决了与现有技术有关的问题并且满足了捕获空气传播的微生物的未来需求。
用权利要求1所限定的方法和权利要求3所限定的颗粒配制剂达到了该目的和其它目的。
在从属权利要求中限定了本发明的进一步发展和优选实施方案。
本发明通过构造不断更新、再生和具有被连续净化可能性的颗粒/液滴幕(curtain)或胶束形式的流体或气溶胶过滤器，克服了基于固体三维网的常规过滤器的上述问题。对可以被设置于结构中来捕获微生物或毒素等分子的层(幕(curtain))数没有限制，并且对使被设计用于捕获微生物/分子的颗粒/液滴或胶束之间的空间最小化没有限制。
本发明的附加值是杀灭被捕获的微生物包括病毒和使被捕获的抗原、毒素和变应原失活的可能性。本发明包括以液体或干燥相的胶束或带电颗粒组成的流体或气溶胶过滤器的形成。
所述颗粒可以是分散于液体中的任何带电颗粒或干燥颗粒，包括含脂质颗粒，例如以乳剂或液体溶液中的胶束的形式。含脂质颗粒或胶束以亲脂性核被具有外部极性部分的两亲性分子包围的形式存在于液体或气溶胶相中，可以使它们带正电或带负电，从而捕获空气传播物和具有相反电荷的分子。
在含脂质颗粒的情况下，乳剂颗粒具有亲脂性核，该亲脂性核可以通过将具有掺入到核中的突出亲脂性部分和不太突出的外部极性部分的稳定用分子而被稳定。被设计用于捕获的分子具有向外延伸的突出带电部分和将分子固定在亲脂性中心的较小亲脂性部分。另一种适合的颗粒配制剂是由两亲性分子以中心的亲脂性部分和向外延伸到水相的极性带电部分构造的胶束。所以，本发明不是基于固体三维过滤网，而是基于具有带电颗粒幕例如含脂质颗粒或胶束的流体或气溶胶过滤器，该过滤器在有或没有支持性亲和结合的情况下通过静电结合捕获空气传播物。亲和结合可以基于凝集素结合或亲脂性相互作用和/或任何其它亲和结合，其中任选在捕获之后，可以杀灭微生物包括病毒，并且通过灭活性添加剂使抗原、毒素、变应原和其它被捕获的分子无害。
所述颗粒过滤器包括颗粒的流体过滤器或颗粒的气溶胶。它可以由包含颗粒的水溶液或任何其它溶液或混悬液组成，或者颗粒可以是干的并且形成气溶胶；例如，它可以是不从过滤器颗粒洗脱出被捕获物的盐溶液，即具有适当低的离子组合物。或者，它可以是含脂质颗粒或胶束的乳剂或干燥颗粒的气溶胶。
溶液-混悬液-乳剂-气溶胶分别可以含有杀灭任何类型的被捕获微生物的添加剂，例如基于pH-、氧化性或其它消毒性的杀灭，和/或使被捕获的抗原、毒素和变应原以及其它被捕获的分子无害的添加剂。
本发明的流体或气溶胶过滤器不受前述局限性和与网状网络结构过滤器有关的风险损害，并且可以以比HEPA过滤器低的成本生产和维护。
总之，本发明的过滤原理不是基于例如现有技术的HEPA过滤器的尺寸过滤，而是基于根据待捕获物的专一特性的吸引作用。流体或气溶胶过滤器的新概念满足了捕获小微生物如病毒和分子如变应原和毒素以及放射性和其它有害分子的未满足的需要。不管微生物是否以自由空气传播的颗粒存在，或者存在于水滴中，或者与人或动物的气道或胃肠或泌尿系统或皮肤或毛发或羽毛中通常产生的小组织片段结合，它们都会被捕获。此外，本发明促使了被捕获物的杀灭/失活。因此，本发明的流体或气溶胶过滤器在具有大范围空气污染的环境中将是有效的。
附图简述
在下面本发明实施方案的描述中以及参照附图将更详细地描述本发明，其中
图1是根据本发明的流体或气溶胶过滤器的示意图；
图2是显示根据本发明的过滤器工作中不同点处的湿度的钉状图(staplediagram)；和
图3显示了根据本发明的脂质/油颗粒的实例。
发明详述
本发明涉及用于捕获空气传播的微生物包括病毒以及微生物抗原、毒素和变应原的新概念和技术。我们的发明不是基于固体过滤器网，而是基于具有带电颗粒幕的流体或气溶胶过滤器，在下文中被称为DETOL流体或气溶胶过滤器，所述颗粒通过静电结合和次要的亲脂性和/或其它亲和结合例如凝集素结合吸引和捕获空气传播物，其中在捕获之后，可以杀灭微生物并且通过灭活性添加剂可以使抗原、毒素和变应原无害。只需要最小的空气压力用于泵送或抽吸待清洁的空气通过DETOL流体或气溶胶过滤器。有几种商购可得的可以被用于证明DETOL流体或气溶胶过滤器的概念的带电颗粒。对于开发最佳的未来带电颗粒，已经在DETOL流体或气溶胶过滤器中测试和评价了胶乳颗粒和葡聚糖颗粒。根据这些结果可以结论，具有被两亲性分子包围的亲脂性核的脂质/油颗粒，也可以实现DETOL流体或气溶胶过滤器的目的，所述两亲性分子具有可以带正电和/或带负电的外部极性部分。DETOL流体或气溶胶过滤器概念是独特的，并且在科技文献或专利或专利申请中找不到具有杀灭微生物包括病毒的可能性的用于捕获物质的这种构造。
在图1中，示意图说明了DETOL流体或气溶胶过滤器的原理。通过置于设备顶部的旋风分离器2经由入口1将待清洁的空气抽吸到系统中。进入的空气首先经过装置3以产生空气流的适当湍流，空气流用粗箭头4显示。在中心室5中，空气与由喷嘴8、9形成的幕6、7的液体或气溶胶中的带电颗粒相互作用，从而通过静电力任选通过亲脂性或其它亲和结合补充捕获空气中的微生物、毒素和分子等。被清洁的空气流过旋风分离器2并在出口10排出。旋风分离器还充当分离偶然到达那么远的颗粒的额外安全装置。由离心机收集的颗粒进入流体收集器11，向下移动到用于收集待再生并再循环到DETOL流体或气溶胶过滤器中的流体和颗粒的下游室12。泵13用来使流体和颗粒在系统中循环。
带电颗粒或胶束任选含有亲脂性结构-成分，从而促进了可作为静电结合的补充的亲脂性相互作用和结合。亲脂性核可以通过具有掺入到核中的突出亲脂性部分和不太突出的外部极性部分的稳定用分子而被稳定化。可以任性通过交联使不同类型的颗粒稳定。图3描述了脂质/油颗粒的一个实例。
通过将带电颗粒保持在具有大于+30mV或小于-30mV的z电位的环境中，众所周知带电颗粒是分散的并且不团聚。
亲脂性相互作用提供了附加的结合，并且提供了一种使被脂质膜包围的物质包括许多病毒失活的方式，即促进膜溶解和通过起泡损害脂质膜。事实上颗粒可以被制备成任何尺寸(例如10nm至100μm)，并且可以但不限于通过油/脂质核被两亲性稳定用分子稳定的技术被构造或者被装配为胶束。在该复合物中，以突出极性部分(带正电或带负电)面向外并且任选带有亲和基团的另一两亲性分子被掺入到亲脂性核中。该外部的部分具有结合都带正电或带负电的物质例如病毒、其它微生物、微生物的产物、其它抗原、毒素、变应原等的功能。可以以用于捕获具有正电荷、负电荷或正负两种电荷的特定或非特定物质或分子的特定性能和以不同的亲和结合例如卵磷脂-碳水化合物相互作用来构造适合于DETOL流体或气溶胶过滤器的带电颗粒。任选地，液相中的带电颗粒可以含有络合剂、基于极性醚脂质的archaeosom-颗粒、chocoleate、聚合物(例如乳酸-羟基乙酸共聚物颗粒)、壳聚糖阳离子多糖-壳聚糖聚合物-微球、具有衣层例如聚赖氨酸的聚海藻酸盐，从而提供了正表面电荷和增加的稳定性。
在DETOL流体或气溶胶过滤器中，颗粒将以混悬在液体中或者作为气溶胶中的干颗粒被使用。为了构建带电脂质/油颗粒，将使用乳剂技术，因为：1.可以用不同的规范制备乳剂；2.用于制备各种乳剂的技术是可得到的；3.可以以期望的/适合的尺寸制备乳剂颗粒；4.可以以商业上吸引人的成本制备乳剂；5.可以容易地将生产放大到大容量；6.可以使乳剂成为生物可降解的，这是一个环境上的优点；和7.可以将各种活性成分掺入到乳剂颗粒中。在疫苗工业中，已经使用乳剂技术开发了稳定的颗粒，例如可以制备具有类似于水的低粘度的油/水乳剂，其是流体过滤器所需要的。
可以通过公知技术，例如通过″jetbreakupmethod″(R.N.BerglundandB.Y.H.Liu，Environ.Sci.Technol.7，147(1973))制备带电脂质/油颗粒的乳剂配制剂。可以通过使用经由喷嘴高压和高速喷射油和两亲性分子产生这些颗粒的混悬液。待用于产生乳剂的材料包括，例如可溶于油中的表面活性剂如司盘85(乳剂颗粒的稳定化)、可溶于水中的表面活性剂如吐温80(带负电)、以及CTAC8和CAT16(带正电)、极性脂质例如来自古细菌(带正电)。此外，可以替代地使用其它商业上有吸引力的脂质，例如大豆油、花生油和角鲨烯来产生用于DETOL流体或气溶胶过滤器的适当带电的颗粒。
待净化的空气被泵入到圆筒中并且经过DETOL流体或气溶胶过滤器的液体幕。DETOL流体或气溶胶过滤器的液体或气溶胶幕是由与圆筒连接的喷嘴不断产生的，在圆筒中所述幕完全覆盖了它的内径。所述幕可以是圆锥形或具有较扁平的形状。所使用的设备可以产生一个或一系列含有不同性能(例如尺寸和电荷)的带电颗粒的液体或气溶胶幕。简而言之，液体幕是由将含有颗粒的液体通过喷嘴压到圆筒中产生的。或者，将干颗粒通过喷嘴压出，从而产生气溶胶幕。可以通过在入口处产生正气压或在出口处通过旋风分离器(但是不限于旋风分离器)的作用产生负气压形成待清洁的空气经过过滤室的通道。待净化的空气被引入到圆筒中，其中它必须流经液体幕或干颗粒幕，在此处待除去的物质和分子被带电颗粒捕获。在一系列DETOL流体或气溶胶过滤器幕中，每个幕都可以针对所需目的专门构造，例如针对粗污染物、带正电的毒素或变应原或带负电的微生物或其它物质。连续产生的具有被捕获物质和分子的带电颗粒的液体或气溶胶幕在圆筒内部向下流到位于圆筒底部的再收集室(12，图1)，在此处将被捕获物质和分子分离并且通过添加剂使其失活。任选地，这些具有被捕获物质和分子的颗粒经过旋风分离器(2，图1)，在此处剩余的具有被捕获物质和分子的颗粒与纯化空气分离。通过旋风分离器除去这些剩余的具有被捕获物质和分子的带电颗粒之后，将它们传递到前述的再收集室，在此处将被捕获物质和分子分离并且通过添加剂使其失活。然后任选将带电脂质/油颗粒或胶束分解成它们的亚成分，以用于再循环等的新颗粒的再生。任选地，不将颗粒分解而是以它们最初的形式再使用，但是在再使用之前将其净化。所以，DETOL流体或气溶胶过滤器中新形成的具有带电颗粒的液体或气溶胶幕不断产生。设备可以设有两个或两个以上连接的收集/再收集室，从而当一个室被再生或更换时可替代地使用其它室。
可以将再循环的具有被捕获物质和分子的带电颗粒暴露于各种微生物杀灭操作，例如卤代或含氯物质、UV辐射、加热、微波、调理素化(opsonising)、铝和银盐、金属离子(例如银、铜、锌、汞、钛、镍和钴)。此外，还可能将金属离子构建到带电颗粒中。值得注意的是，可以将磁性离子包括铁、镍、钴等掺入到带电颗粒中，使得在再收集室中能够进行磁性分离和随后破坏被捕获物质和分子。然后可以使颗粒再生并且再用于DETOL流体或气溶胶过滤器系统中。
测试和分析系统是市场上可得到的或者可以被容易地构建，从而使测定和测量下列成为可能：进入到DETOL流体或气溶胶过滤器系统的病毒颗粒的量；被DETOL流体或气溶胶过滤器的带电颗粒幕捕获的量；和可能流经DETOL流体或气溶胶过滤器系统而未被捕获的量。
在正常工作条件下，用VelociCalc9555多功能通风量测量仪测定了DETOL流体或气溶胶过滤器内不同位置处的相对湿度(％rh)，即入口、出口和流体再收集室上部的通孔以及过滤室内的3个点。这在图2中以钉状图的形式被示出，其中设备中的不同位置被标在x轴，相对湿度在y轴。
测试中使用的水包油(o/w)乳剂目视为乳状液体。密度是0.9963g/ml；粒度是约165nm并且是稳定的；静电荷是＞+30或＜-30mv，其防止了团聚；粘度与水的粘度相当；并且组成是0.5％吐温80水溶性“表面活性剂”0.5％司盘85油溶性“表面活性剂”(稳定剂)4.5％角鲨烯油；10nM柠檬酸钠缓冲液以使pH和Z电位稳定。颗粒于图3示出。
发明的实施方案
本发明不是基于过滤器网，而是基于具有带电颗粒幕的流体或气溶胶过滤器，其通过静电结合附加亲脂性和任何其它亲和结合捕获空气传播物，其中在捕获之后，可以杀灭微生物，并且可以通过灭活性添加剂使抗原、毒素以及变应原和其它有害或可能有害的分子无害。
DETOL流体或气溶胶过滤器中的颗粒是高效的且多用途的颗粒，或者换言之，颗粒分子结构从纳米尺寸到微米尺寸，具有捕获病毒和其它微生物包括细菌、真菌和寄生虫的能力。而且，能捕获不论是否由微生物产生的物质、抗原、毒素和变应原，以及其它有害分子。
有几种商购可得的可用于证明DETOL流体或气溶胶过滤器的思想的带电颗粒。为了开发最佳的未来带电颗粒，已经在DETOL流体或气溶胶过滤器中测试和评价了胶乳颗粒和葡聚糖颗粒。应注意的是颗粒必需不粘，因为这会引起团聚。
材料和方法
A.流体或气溶胶过滤器-技术设备
将待净化的空气泵入或抽吸到圆筒中并且经过带电颗粒的液体或气溶胶幕(图1)。带电颗粒的液体幕是由与圆筒连接的喷嘴不断产生的，在圆筒中所述幕完全覆盖了它的内径。待净化的空气被引入到圆筒中，其中它必须经过液体或气溶胶幕，在此处待除去的物质被带电颗粒捕获。
B.带静电的纤维素过滤器网络
1.使用标记有[35S]-蛋氨酸/半胱氨酸的冠状病毒来测试它与未处理的纤维素过滤器和用Quab(ClC18H36NH2)(含有带正电的氨基的烃链)处理的纤维素过滤器的结合(吸附)。将具有约0.5cm2表面积的部分未处理的和Quab处理的过滤器浸入到病毒在水中的混悬液约1分子，然后用去离子水有效洗涤2次。
2.该带电Quab过滤器也用空气传播病毒测试，即将气溶胶产生室的水中的病毒与空气-弹状储气瓶相连并将校正后的空气压力调至2.2巴，代表每分钟7升的正常生理吸入。使该气溶胶流经单层纤维素网。
C.颗粒
DETOL流体或气溶胶过滤器中的带电颗粒是高效的且多用途的颗粒，或者换言之，颗粒分子结构或胶束从纳米尺寸到微米尺寸，具有捕获病毒和其它微生物包括细菌、真菌和寄生虫的能力。而且，还捕获不论是否由微生物产生的物质、毒素和变应原以及其它有害或可能有害的分子。
使用标记有[35S]-蛋氨酸/半胱氨酸的冠状病毒来测试它与从InvitrogenAB，Sweden得到的四种类型的商购可得并且带静电的具有约3000nm尺寸的胶乳微球(珠粒)的结合(吸附)。颗粒是具有3.5±0.29μm尺寸(密度1.055g/cm3，表面积1.7x104cm/g)的带正电的Amididine胶乳珠粒，具有2.9±0.12μm尺寸(密度1.055g/cm3，表面积2.0x104cm/g)的带正电的脂族胺(Aliphaticamine)胶乳珠粒，具有3.0±0.09μm尺寸(密度1.055g/cm3，表面积1.9x104cm/g)的带负电的CML胶乳珠粒和具有3.1±0.06μm尺寸(密度1.055g/cm3，表面积1.8x104cm/g)的中性(不带电)非离子珠粒。
从GEHealthcare，Uppsala，Sweden得到了葡聚糖颗粒，其为具有葡聚糖表面增长剂的高度交联的琼脂糖(CaptoS和CaptoQ)。captoS是具有90μm粒度的强阳离子(SO3 -)，CaptoQ是具有90μm粒度的强阴离子(N+(CH3)。相似尺寸的不带电葡聚糖颗粒被用作对照颗粒。
实施例
实施了三种不同类的实施例：在A部分，对于它的目的，测试和评价了DETOL流体或气溶胶过滤器技术设备；在B部分，评价了液体和空气中的病毒被带电过滤器网的结合；在C部分，在液体和空气中测试了不同尺寸和电荷的颗粒结合病毒和模拟病毒的带负电颗粒的能力。
A.流体或气溶胶过滤器-技术设备
实施例1
在该实施例中，测定了技术设备的不同部分中的空气流量。可以通过旋风分离器(2，图1)的容量改变所用的流体过滤器的容量。在由此给出的实施例中，使用相当于0.009m3/s的低空气流量，并且通过来自TSIIncorporated，USA的PlusMulti-ParameterVentilationMeterTSI9555测量。
结果：在技术设备(＝流体过滤室)的不同部分中空气流量是高的并且是相似的，即入口处(0.010m3/s)，流体过滤室的不同部分(室的底部中心：0.010m3/s；室的中部中心：0.009m3/s)，清洁空气的出口处(0.009m3/s)。上述位置空气流量的测量结果是在入口处所测得的0.01m3/s的进入空气流量的约90至100％。
结论：空气流量在整个设备中有极小的减小。而且，空气均匀分布于流体过滤室中。所以，幕对空气流过设备的阻力是可忽略不计的。
实施例2
在该实施例中，在技术设备的不同部分分析了空气湍流和湿度。当设备在正常工作条件下工作时(图1a)，在入口、出口以及设备中通孔的不同点处测定了这些参数。VelociCalc9555多功能通风量测量仪(TSIInstrumentsLtd，USA)被用于进行测量。
结果：流经流体过滤器的空气流速是湍流的但在流体过滤室的不同部分是均匀的，即0.009至0.010m3/s。湿度从入口到出口增加了3％。在流体和颗粒的收集室中，流体表面上记录了最高湿度。在流体过滤室内部的其它不同点处，湿度与在入口所测得的周围环境的湿度相似(图2)。
结论：空气流是湍流的但在入口、出口以及设备的不同点处是均匀的。当空气经过技术设备时空气湿度不增加。使用旋风分离器除去颗粒或液滴并且减小湿度。设备可以容易地被附加冷却系统以减小总湿度，或者相反被附加增湿器以满足舒适的环境。
实施例3
在该实施例中，测试了是否技术设备可以从流经流体过滤室的空气有效地清除空气传播颗粒。使用商购可得的发烟剂(PURE-AX9，40032具有低氯化物含量，得自于)。发烟弹(烟颜色：白色；尺寸：)的含量是9g/弹。在65秒的燃烧时间中从一个弹发出的烟体积是8.5m3。
结果：显示了甚至烟中的颗粒也被回收到流体过滤器收集器室中，而且流出的已通过流体过滤器的空气明显清除了小颗粒。
结论：流体过滤器有效地清除了空气中由发烟弹产生的空气传播颗粒。使用旋风分离器除去可能已流经DETOL流体或气溶胶过滤器的剩余颗粒。所以，产生干颗粒的气溶胶的烟支持了DETOL流体或气溶胶过滤器将会除去干带电颗粒的主张。
实施例4
在该实施例中，测试了是否较大的不带电葡聚糖颗粒可以保持在流体过滤器系统的再循环中。使用90μm葡聚糖颗粒在蒸馏水中的4％混悬液。
结果：用不带电葡聚糖颗粒的测试说明了即使90μm尺寸的重颗粒也可以被保持在再循环中，而没有任何显著的沉积或与凝结在喷嘴中有关的问题。
结论：混悬液中的葡聚糖颗粒可以被再循环并且作为流体过滤器保持在技术设备的室中。收集/再收集室通过振荡器或通过压力波使较重颗粒保持在混悬液中。
实施例5
在该实施例中，测试了是否较大的带正电(CaptoQ)或带负电(CaptoS)的葡聚糖颗粒可以被保持在流体过滤器系统的再循环中。使用90μm葡聚糖颗粒(CaptoQ和CaptoS)在蒸馏水中的4％混悬液。
结果：用带正电和带负电的葡聚糖颗粒的测试说明了即使90μm尺寸的带电重颗粒也可以被保持在再循环中，而没有任何显著的沉积或与凝结在喷嘴中有关的问题。
结论：混悬液中的葡聚糖颗粒可以被再循环并且作为流体过滤器保持在技术设备的室中。
总结论：通过技术设备产生了流体过滤器，其具有高容量、对空气的低阻力并且仅观察到经过滤空气的湿度可忽略的增加。
B.带静电的纤维素过滤器网络
实施例6
在该实施例中，评价了是否带正电的纤维素过滤器网吸引并且结合液体中带负电的病毒。测试了具有亲脂性特征的常规纤维素过滤器以及被带正电的Quab分子覆盖的纤维素过滤器。网络结构的网眼尺寸是约1mm。然后通过用具有不同离子强度和pH的缓冲液洗脱测试了结合强度。
结果：在水溶液中，80％的35S-标记的冠状病毒被带正电的过滤器牢固地结合。发生了对病毒的大量捕获，尽管对于液体中运动的静电吸引远小于空气中的。此外，与病毒的尺寸相比，过滤器网状网络结构的尺寸是难以置信地大。
结论：液体中的病毒牢固地与带正电的纤维素过滤器结合。值得注意的是，尽管事实是作为膜病毒的冠状病毒需要保持在盐溶液中(为了不被破坏)，其中静电运动被阻碍，但是该有效的结合仍发生了。
实施例7
在该实施例中，评价了是否带正电的纤维素过滤器网与空气中带负电的病毒结合。用通过在水中病毒的气溶胶发生产生的空气传播病毒测试了带电的过滤器思想(见实施例6)。
结果：当“气溶胶中的”病毒颗粒通过过滤器时，与穿过不带电的过滤器相比，在一次穿过之后明显更多(至少2倍)的病毒颗粒被带电过滤器的一个单层重复地(在5次实验中)捕获。
结论：空气中的病毒被带电的纤维素过滤器吸引并结合。
总结论：带正电的疏水性纤维素过滤器网与液体和空气中带负电的病毒有效地结合。
C.颗粒
实施例8
在该实施例中，使用小的带正电颗粒测试液体中带负电的病毒的结合能力。测试了带正电的3μmAmidine胶乳颗粒(见材料和方法部分)以便说明是否它们结合水溶液中的35S-标记的冠状病毒。此外，还测试了带负电和不带电的颗粒，用于证明只有带正电的颗粒与带负电的病毒结合的思想。
结果：显示了带正电的颗粒更有效地与病毒结合，是不带电的珠粒的23倍。不带电的胶乳颗粒结合的病毒的量检测不到。我们的思想的进一步支持是带负电的胶乳颗粒不与带负电的病毒结合的事实。
结论：带正电的小颗粒与带负电的病毒结合，从而证明它用于捕获病毒的适合性。
实施例9
在该实施例中，使用大的带正电颗粒测试液体中带负电的病毒的结合能力。测试了带正电的90μm葡聚糖CaptoQ颗粒(见材料和方法部分)以说明是否它们结合水溶液中的35S-标记的冠状病毒。此外，还测试了带负电和不带电的颗粒，用于证明只有带正电的颗粒与带负电的病毒结合的思想。
结果：显示了带正电的90μm葡聚糖颗粒有效地与水溶液中的35S-标记的冠状病毒结合。不带电的葡聚糖颗粒不与任何量的病毒结合。我们的思想的进一步支持是带负电的葡聚糖CaptoS颗粒不与带负电的病毒结合的事实。
结论：带正电的大颗粒与带负电的病毒结合并且可以保持在循环中。
实施例10
在该实施例中，使用大的带正电颗粒测试空气中模拟病毒的带负电颗粒的结合能力。通过使用大的(90μm)琼脂糖CaptoQ颗粒测试了流体过滤器结合尺寸范围为0.10-3.00μm的带负电颗粒(见材料和方法)的能力。气溶胶中模拟病毒的带负电颗粒被产生并流经流体过滤器。
结果：流体过滤器的液体幕中带正电的琼脂糖CaptoQ颗粒减少了空气传播的带负电颗粒的量。分离程度(％)根据带负电颗粒的尺寸即从16±3(0.10-0.12μm)变化至100±1(2.00-3.00μm)。尺寸范围(0.1-0.45μm)的病毒颗粒被结合，支持了流体过滤器系统中的带正电的颗粒与带负电的空气传播病毒有效地结合的思想。
结论：具有大的带正电颗粒的流体过滤器与模拟带负电病毒的带负电颗粒结合。
总结论：小的和大的带正电颗粒均结合液体和空气中的病毒或模拟病毒的颗粒并且可以保持在DETOL流体和气溶胶过滤器系统的循环中。
实施例11
在该实施例中，用商购得到的带正电的胶乳珠粒(3.5μm颗粒)对装置捕获模拟带负电的病原体例如病毒的带负电的多分散胶乳珠粒(颗粒)进行测试。目的是证明关于捕获颗粒和空气流的装置的设备的思想，这对于设计随后的实验和对于优化颗粒装置以及设备包括部件例如喷嘴、它们的形状、产生用于颗粒流的压力的泵、捕获颗粒的尺寸是必要的信息。
材料和方法：
通过电子气溶胶中和器(Topas，EAN580，气溶胶中和器)借助于喷嘴或室内空气的气溶胶使各种尺寸的模拟病原体(例如病毒)的颗粒即多分散的颗粒带负电。在上游和下游通过光学粒子计数器(0.1-3.0μm)每秒时间测量气溶胶浓度。在上游和下游测定温度和相对湿度。
结果：思想的证明显示了事实上所有低至0.5μm尺寸的颗粒被捕获并且从经处理的空气除去。这样的颗粒尺寸低到比细菌小的尺寸。甚至低至0.2μm的颗粒，其为病毒的大小，在一定程度上也被捕获，见下表。应注意，所述装置是早期原型，其根据得到的连续经验将被连续开发。
讨论和结论：该实验证明了设备和颗粒装置是功能思想。小于细菌尺寸的颗粒被有效地捕获而病毒尺寸的颗粒在有限的程度上被捕获。应注意的是，病毒颗粒与胶乳颗粒相比实际上没有重量，因此如实施例7中证明的被静电吸引影响明显更多，在实施例7中mm网眼吸引并捕获具有多于一百万倍更低直径的病毒。该实施例说明了思想和装置具有各个方面。对于设备和流体过滤器部件，存在必需被调节的复杂参数以完成系统用于它最终有效用途。根据实际的开发工作必需调节多个组件和功能，包括捕获颗粒的尺寸、对于最佳捕获能力它们的最佳或限制的电荷、捕获颗粒的密度，但是不限于导致不能从理论计算法计算出的经验的这些实际开发工作。用于产生幕的压力和速度等是只能通过实际工作经验优化的其它参数。该类实际开发工作对于优化发明领域并且特别是净化和清洁空气的领域的任何技术人员是显而易见的。应注意的是，在类似的实验中，测试了通常主要含有各种尺寸的带负电颗粒的室内空气并且显示了相似的捕获尺寸特性。所以，用作为干气溶胶的室内空气颗粒的实验支持了主张：具有使用的捕获颗粒的设备将捕获气溶胶形式的干颗粒，其也在实施例3中被证明了。
总之，已经基于装置包括形成连续空气流颗粒幕的设备证明了本发明的思想。
表
DETOL流体或气溶胶过滤器与带正电的0.3μm胶乳颗粒的捕获能力
总结论：小的和大的带正电颗粒均结合液体和空气中的病毒或模拟病毒的颗粒，可以保持在DETOL流体和气溶胶过滤器系统的循环中。

Claims (35)

1.一种捕获空气传播物或空气传播物的产物的方法，其特征在于，形成至少一个乳剂、混悬液或气溶胶形式的通过它们的化学结构自然带电颗粒的幕，不断更新和再生所述至少一个幕，使含空气传播物的空气通过所述至少一个幕，和在有或没有支持性亲脂性相互作用的情况下通过静电结合和/或通过任何其它亲和结合捕获所述空气传播物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述空气传播物或空气传播物的产物选自微生物、微生物抗原、毒素和变应原。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述空气传播物或空气传播物的产物选自有害和潜在有害的分子。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述微生物包括病毒。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述微生物包括细菌芽孢。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其中收集所述带电颗粒并且分别杀灭被捕获的空气传播物和/或使其无害，随后使所述颗粒再循环。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在再循环之前将所述带电颗粒再生。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述带电颗粒是含脂质颗粒、胶束或由聚合物构造的颗粒。
9.一种颗粒配制剂的用途，其用于捕获空气传播物或空气传播物的产物，所述颗粒配制剂包含分散于液体中的带电颗粒，包括乳剂或胶束形式的含脂质颗粒，或气溶胶形式的含脂质颗粒，其中所述含脂质颗粒存在于液相中，其中亲脂性核被具有带正电的和/或带负电的外部极性部分的两亲性分子包围，并且其中所述亲脂性核通过具有掺入到核中的突出亲脂性部分和不太突出的外部极性部分的稳定用分子而被稳定化。
10.根据权利要求9的用途，其中所述空气传播物或空气传播物的产物选自微生物、微生物抗原、毒素和变应原。
11.根据权利要求10的用途，其中所述微生物包括病毒。
12.根据权利要求9的用途，其中所述颗粒是聚合物。
13.根据权利要求12的用途，其中所述颗粒是乳酸-羟基乙酸共聚物。
14.根据权利要求9的用途，其中所述颗粒为胶乳颗粒。
15.根据权利要求9的用途，其中所述带电颗粒通过静电结合捕获空气传播物。
16.根据权利要求9的用途，其中所述带电颗粒通过静电结合与通过亲脂性或任何其它亲和相互作用的支持性结合捕获空气传播物。
17.根据权利要求9的用途，其中亲脂性成分构成第二结合手段。
18.根据权利要求16的用途，其中亲脂性成分发挥溶解-杀灭作用。
19.根据权利要求9的用途，其中所述液体是水。
20.根据权利要求9的用途，其包含杀灭任何类型的被捕获微生物的添加剂。
21.根据权利要求20的用途，其中所述杀灭任何类型的被捕获微生物的添加剂选自基于pH-或氧化性的杀灭，和/或使被捕获的抗原、毒素、酶/蛋白和变应原无害的添加剂。
22.根据权利要求16的用途，其中所述亲和相互作用是凝集素-碳水化合物结合。
23.根据权利要求9的用途，其中所述空气传播物选自：微生物、寄生虫、淀粉样蛋白、寄生虫的成分、任何抗原、任何毒素、任何变应原。
24.根据权利要求9的用途，其中所述空气传播物选自任何有害和潜在有害的分子。
25.根据权利要求23的用途，其中所述微生物选自细菌、病毒、真菌和微生物的成分。
26.根据权利要求25的用途，其中所述病毒选自朊病毒和病毒的成分。
27.根据权利要求25的用途，其中所述细菌选自细菌的成分、细菌内毒素、细菌内毒素的成分、细菌外毒素、细菌外毒素的成分和细菌芽孢。
28.根据权利要求27的用途，其中所述细菌芽孢是由艰难梭菌产生的芽孢。
29.根据权利要求25的用途，其中所述真菌选自真菌的成分和真菌孢子。
30.根据权利要求29的用途，其中所述真菌孢子是由曲霉真菌产生的孢子。
31.根据权利要求23的用途，其中所述抗原选自细菌、病毒和真菌。
32.根据权利要求9的用途，其中所述液体具有盐和离子组分以使颗粒分散。
33.根据权利要求9的用途，其中所述液体含有消毒剂。
34.根据权利要求33的用途，其中所述消毒剂通过低和高pH进行杀灭。
35.根据权利要求33的用途，其中所述消毒剂通过氧化过程进行杀灭。
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