CN102304471A - 液体过滤式空气微生物采样器及采样系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液体过滤式空气微生物采样器，包括采样瓶、以及与采样瓶连通的进气管和出气管，采样瓶中设有沿采样瓶轴向延伸并将采样瓶分成至少两个腔室的挡板，挡板靠近尾盖板与头盖板的位置交错设置有多个通气过道，以使进气管吸入的空气经由各腔室之间的通气过道而迂回通过各腔室后从出气管排出。该液体过滤式空气微生物采样器采用了吸入式水滤原理，在一定时间内对一定体积空气中的微生物通过多级过滤的方式进行富集，多级过滤的富集方式将吸入的空气依次通过采样瓶的多个腔室，吸入的空气微生物在依次通过各腔室时会被多次过滤增大了微生物在富集液中的富集效率。此外，本发明还涉及一种液体过滤式空气微生物采样系统。

Description

液体过滤式空气微生物采样器及采样系统

【技术领域】

本发明涉及微生物检测领域，尤其涉及一种液体过滤式空气微生物采样器及采样系统。

【背景技术】

微生物作为参与物质循环的重要生物，对维持自然界生态平衡起着非常重要的作用。绝大多数的微生物存在于土壤中，少部分的微生物以气溶胶的形式存在于大气层的底层，其中的一部分具有致病性，当达到一定浓度时会给人类的健康带来威胁。尤其是近年来诸如SARS、H5N1禽流感、H1N1流感在全球的爆发，给人类的健康带来了重大危害，给经济发展带来了巨大损失，因此，及时、简便、准确的监测环境中的空气微生物组成，对保障人民健康有着非常重要的意义。

对空气微生物的高效、全面的采样是空气微生物准确检测的前提。传统的空气微生物的采样方式主要有以下三种；基于固体培养基的采样法、基于液体采样介质的采样法及基于物理作用及特性的采样法。由于基于固体培养基的采样法难以及时、全面、准确的反映空气微生物组成的真实情况，基于物理及特性的采样法对微生物的存活不利，操作相对复杂，因此，普遍使用的是基于液体采样介质的采样法。

基于液体采样介质的采样法，主要有气旋法和冲击法。前者是利用空气高速流动，推动富集液而形成漩涡，同时将一部分空气中的颗粒物质溶入富集液中，达到富集空气微生物的目的。后者是利用喷射气流的方式将空气中的微生物粒子富集在小体积的液体中。最著名的有Porton采样器和AGI-30采样器。该类方法的优点在于：样品的采样形式为液体样品，样品后续处理高度灵活，样品可进行稀释和浓缩，以获得更大范围更精确的生物样品信息；可用于多种检测技术：包括琼脂平板培养、免疫测定、PCR(聚合酶链式反应)、流式细胞仪、颗粒微生物计数以及显微镜观察等；同时液体对微生物具有一定的保护作用，可避免微生物在富集的过程中由于猛烈撞击导致的死亡。但两种基于液体采样介质的采样法普遍存在空气与富集液的接触不够充分的问题，从而富集效率不高。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种微生物富集效率较高的液体过滤式空气微生物采样器。

一种液体过滤式空气微生物采样器，包括采样瓶、以及与所述采样瓶连通的进气管和出气管，所述采样瓶中设有沿采样瓶轴向延伸并将采样瓶分成至少两个腔室的挡板，所述挡板靠近所述尾盖板与头盖板的位置交错设置有多个通气过道，以使所述进气管吸入的空气经由各腔室之间的通气过道而迂回通过各腔室后从所述出气管排出。

在优选的实施方式中，所述挡板自所述采样瓶的中轴位置发散并与所述采样瓶的内壁紧密贴合而将所述采样瓶周向分成至少两个腔室；所述挡板包括与所述尾盖板和头盖板紧密贴合的母挡板、与所述尾盖板紧密贴合的下挡板以及与所述头盖板紧密贴合的上挡板，所述母挡板构成所述进气管连通的腔室的一壁，所述下挡板靠近头盖板的一端以及上挡板靠近尾盖板的一端设置通气过道，所述下挡板与所述上挡板交错设置，所述进气管吸入的空气依次经由下挡板的通气过道、上挡板的通气过道而依次通过各腔室后从所述出气管排出。

在优选的实施方式中，所述下挡板沿所述采样瓶轴向的长度小于所述采样瓶的长度，所述下挡板靠近所述头盖板的一端与所述头盖板之间的缝隙形成通气过道；所述上挡板沿所述采样瓶轴向的长度小于所述采样瓶的长度，所述上挡板靠近所述尾盖板的一端与所述尾盖板之间的缝隙形成通气过道。

在优选的实施方式中，所述采样瓶为圆柱状结构，采样瓶的中轴位置设有轴向贯穿所述采样瓶的注液管，所述下挡板及上挡板与所述注液管的外壁及所述采样瓶的内壁紧密贴合，将所述注液管的外壁与所述采样瓶的内壁之间的环状空间划分为至少两个腔室。

在优选的实施方式中，所述采样器还包括与所述注液管适配的塞条，所述注液管靠近所述尾盖板的一端对应各腔室开设有注液孔，通过所述塞条的插入或取出控制所述注液孔的通或闭。

在优选的实施方式中，所述尾盖板为锥体结构，所述注液孔在所述采样瓶内靠近所述尾盖板的底部设置；所述注液管穿过所述尾盖板并在靠近所述尾盖板的端部设有开口，该端部还设有用于封闭所述开口的管帽。

在优选的实施方式中，所述采样器在所述头盖板下设有水汽缓冲腔，所述水汽缓冲腔的底壁上开设有连通所述水汽缓冲腔与所述腔室的出气口，所述出气管与所述水汽缓冲腔连通；所述进气管贯穿所述水汽缓冲腔与采样瓶的腔室连通，所述进气管连通的腔室与所述出气口连通的腔室相邻设置且所述母挡板作为两个腔室的公共壁。

在优选的实施方式中，所述出气管伸入所述水汽缓冲腔内，所述水汽缓冲腔的底壁上设有围绕所述出气管的半圆柱形的隔板，所述隔板的高度小于所述水汽缓冲腔的高度。

在优选的实施方式中，所述下挡板数量为4个，4个所述下挡板与所述注液管一体成型且围绕所述注液管的外壁均匀分布；所述上挡板数量为3个，3个所述上挡板配合1个母挡板与所述采样瓶一体成型且围绕所述采样瓶的内壁均匀分布。

该液体过滤式空气微生物采样器采用了吸入式水滤原理，在一定时间内对一定体积空气中的微生物通过多级过滤的方式进行富集，多级过滤的富集方式将吸入的空气依次通过采样瓶的多个腔室，吸入的空气微生物在依次通过各腔室时会被多次过滤；下挡板与尾盖板紧密贴合且靠近头盖板的一端设有通气过道，上挡板与头盖板紧密贴合且靠近尾盖板的一端设有通气过道，下挡板与上挡板交错设置，从而由挡板分成的各腔室之间连通部分回旋弯曲，能有效延长空气在富集液中的通过时间，增大了微生物在富集液中的富集效率。

此外，本发明还提供了一种微生物富集效率较高的液体过滤式空气微生物采样系统。该采样系统包括微生物采样器及与微生物采样器连通的流量阀及抽气泵，其中，所述微生物采样器为采用上述的液体过滤式空气微生物采样器。

抽气泵在抽气过程中会使富集液产生回旋，增加了微生物与富集液的接触面积，进一步提高了富集效率。即使在稀疏的空气微生物环境中使用此采样系统也能富集到其中少量的微生物颗粒，再通过对富集的微生物进行核酸提取、纯化处理，结合相应的分子生物学检测方法进行鉴定。

【附图说明】

图1为一实施例的液体过滤式空气微生物采样器的结构示意图；

图2为包含图1中液体过滤式空气微生物采样器、塞条及管帽的分解图；

图3为图1中液体过滤式空气微生物采样器其他视角的分解图；

图4为图1中液体过滤式空气微生物采样器其他视角的分解图；

图5为图1中液体过滤式空气微生物采样器的原理图；

图6为液体过滤式空气微生物采样系统的示意图。

【具体实施方式】

下面主要结合附图及具体实施例对液体过滤式空气微生物采样器及采样系统作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例的液体过滤式空气微生物采样器600，包括采样瓶10、进气管20及出气管30。进气管20及出气管30均与采样瓶10连通。

请结合图2至图4，采样瓶10为圆柱形结构，两端分别设有尾盖板110和头盖板120，中轴位置设有贯穿采样瓶10、尾盖板110及头盖板120的注液管40。采样瓶10内设有沿采样瓶10轴向延伸的挡板130。挡板130将采样瓶10分成多个腔室(图中未标示)。挡板130靠近尾盖板110与头盖板120的位置交错设置有多个通气过道(图中未标示)，即两相邻的挡板130其中之一如在靠近头盖板120的位置设有通气过道，另一个则在靠近尾盖板110的位置设有通气过道。各腔室之间可以通过该通气过道连通，从而进气管20吸入的空气经由各腔室之间的通气过道而迂回通过各腔室后从出气管30排出。

本实施例的尾盖板110为锥体结构。尾盖板110与采样瓶10对接，锥体结构有利于更为彻底的将富集液从锥底放出。在其他实施例中，尾盖板110还可以为平板状结构、半球型结构等。

头盖板120大致呈平板状。为避免出气管30吸出的空气带有富集液水泡，本实施例的采样器600在头盖板120下设有水汽缓冲腔50，相应的，在水汽缓冲腔50的底壁510上开设有与出气腔室连通的出气口512。进气管20贯穿水汽缓冲腔50并与采样瓶10中用于进气的腔室连通。出气管30伸入水汽缓冲腔50内，底壁510上设有围绕出气管30的半圆柱形的隔板514，隔板514的高度略小于水汽缓冲腔50的高度。通过设置隔板514，能有效避免富集液水泡从出气管30吸出。在其他实施例中，进气管20和出气管30可以直接设在头盖板120上，出气管30中可以进一步设置用于阻隔富集液水泡的网版、棉絮等材质结构。

注液管40两端分别开口，沿采样瓶10的中轴位置贯穿采样瓶10、尾盖板110及头盖板120。注液管40靠近尾盖板110的一端对应各腔室开设有注液孔410。注液管40还配套设有与注液管40的管径及长度适配的圆柱形的塞条420以及与注液管40靠近尾盖板110的端部开口适配的管帽430。注液管40可以通过塞条420的插入与取出控制注液孔410的通或闭。当需要加液时，取出塞条420，盖上管帽430，向注液管40中注入富集液，富集液会通过注液孔410流入采样瓶10的各腔室；放液时，同时取下塞条420和管帽430，采样瓶10的富集液会通过注液孔410从靠近尾盖板110的端部开口流出。在其他实施例中，采样器600也可以不通过设置注液管40加液或放液，相应的在头盖板上开设加液孔即可。

挡板130根据与尾盖板110和头盖板120的贴合程度分为母挡板132、下挡板134和上挡板136。其中，母挡板132需与尾盖板110和头盖板120二者紧密贴合，下挡板134仅需与尾盖板110紧密贴合，上挡板136仅需与头盖板120紧密贴合。所述的紧密贴合是为防止气体通过，从而使富集液中的空气只能沿着由下挡板134与头盖板120之间的通气过道或者上挡板136与尾盖板110之间的通气过道通过。母挡板132、下挡板134及上挡板136交错设置。与进气管20连通的腔室及与出气管30连通的腔室共用母挡板132作为公共壁。

本实施例的采样瓶10内设有1个母挡板132、4个下挡板134和3个上挡板136，从而采样瓶10被下挡板134分成4个腔室。在其他实施例中，可以根据空气中微生物的浓度，采用具有至少两个腔室的采样瓶10，空气微生物浓度越低腔室数量相应增加，如采用1个母挡板132、2个下挡板134和1个上挡板136可以构成具有两个腔室的采样瓶10、采用1个母挡板132、5个下挡板134和4个上挡板136可以构成具有5个腔室的采样瓶10等。

优选的，本实施例的下挡板134沿采样瓶10轴向的长度小于采样瓶10的长度，从而下挡板134靠近头盖板120的一端与头盖板120之间形成可供空气通过的缝隙。缝隙可作为通气过道。同理，上挡板136沿采样瓶10轴向的长度小于采样瓶10的长度，从而上挡板136靠近尾盖板110的一端与尾盖板110之间的缝隙形成通气过道。在其他实施例中，下挡板134也可以与头盖板120相贴合，但在靠近头盖板120的一端开设可供空气通过的通孔作为通气过道；同理，上挡板136也可以与尾盖板110相贴合，但在靠近尾盖板110的一端开设可供空气通过的通孔作为通气过道。

进一步优选的，挡板130自注液管40的外壁发散，且挡板130的两侧边(图中未标示)分别与注液管40的外壁及采样瓶10的内壁紧密贴合，从而将注液管40的外壁与采样瓶10的内壁之间的环状空间划分为4个腔室。本实施例4个下挡板134与注液管40一体成型且围绕注液管40的外壁均匀分布。3个上挡板136配合1个母挡板132与采样瓶10一体成型且围绕采样瓶10的内壁均匀分布。

图5所示为本液体过滤式空气微生物采样器600的原理示意图，虚线为富集液，如图中箭头所示，从进气口710吸入的空气，依次由下挡板720与上盖板730之间的缝隙、上挡板740与下盖板750之间的缝隙而通过各腔室760，最后排出。本实施例的液体过滤式空气微生物采样器600即将图5中所示的系统进行卷绕形成。

该液体过滤式空气微生物采样器600采用了吸入式水滤原理，在一定时间内对一定体积空气中的微生物通过多级过滤的方式进行富集，多级过滤的富集方式将吸入的空气依次通过采样瓶10的多个腔室，吸入的空气微生物在依次通过各腔室时会被多次过滤；下挡板134与尾盖板110紧密贴合且靠近头盖板120的一端设有通气过道，上挡板136与头盖板120紧密贴合且靠近尾盖板110的一端设有通气过道，下挡板134与上挡板136交错设置，从而由挡板130分成的各腔室之间连通部分回旋弯曲，能有效延长空气在富集液中的通过时间，增大了微生物在富集液中的富集效率。

此外，本发明还提供了一种微生物富集效率较高的液体过滤式空气微生物采样系统。如图6所示，该采样系统800包括抽气泵810、流量阀820以及上述的液体过滤式空气微生物采样器600。抽气泵810通过流量阀820与采样器600的出气管30连通。

抽气泵810在抽气过程中会使富集液产生回旋，增加了微生物与富集液的接触面积，进一步提高了富集效率。即使在稀疏的空气微生物环境中使用此采样系统800也能富集到其中少量的微生物颗粒，再通过对富集的微生物进行核酸提取、纯化处理，结合相应的分子生物学检测方法进行鉴定。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种液体过滤式空气微生物采样器，包括采样瓶、以及与所述采样瓶连通的进气管和出气管，其特征在于，所述采样瓶中设有沿采样瓶轴向延伸并将采样瓶分成至少两个腔室的挡板，所述挡板靠近所述尾盖板与头盖板的位置交错设置有多个通气过道，以使所述进气管吸入的空气经由各腔室之间的通气过道而迂回通过各腔室后从所述出气管排出。

2.如权利要求1所述的液体过滤式空气微生物采样器，其特征在于，所述挡板自所述采样瓶的中轴位置发散并与所述采样瓶的内壁紧密贴合而将所述采样瓶周向分成至少两个腔室；

所述挡板包括与所述尾盖板和头盖板紧密贴合的母挡板、与所述尾盖板紧密贴合的下挡板以及与所述头盖板紧密贴合的上挡板，所述母挡板构成所述进气管连通的腔室的一壁，所述下挡板靠近头盖板的一端以及上挡板靠近尾盖板的一端设置通气过道，所述下挡板与所述上挡板交错设置，所述进气管吸入的空气依次经由下挡板的通气过道、上挡板的通气过道而依次通过各腔室后从所述出气管排出。

3.如权利要求2所述的液体过滤式空气微生物采样器，其特征在于，所述下挡板沿所述采样瓶轴向的长度小于所述采样瓶的长度，所述下挡板靠近所述头盖板的一端与所述头盖板之间的缝隙形成通气过道；所述上挡板沿所述采样瓶轴向的长度小于所述采样瓶的长度，所述上挡板靠近所述尾盖板的一端与所述尾盖板之间的缝隙形成通气过道。

4.如权利要求3所述的液体过滤式空气微生物采样器，其特征在于，所述采样瓶为圆柱状结构，采样瓶的中轴位置设有轴向贯穿所述采样瓶的注液管，所述下挡板及上挡板与所述注液管的外壁及所述采样瓶的内壁紧密贴合，将所述注液管的外壁与所述采样瓶的内壁之间的环状空间划分为至少两个腔室。

5.如权利要求4所述的液体过滤式空气微生物采样器，其特征在于，所述采样器还包括与所述注液管适配的塞条，所述注液管靠近所述尾盖板的一端对应各腔室开设有注液孔，通过所述塞条的插入或取出控制所述注液孔的通或闭。

6.如权利要求5所述的液体过滤式空气微生物采样器，其特征在于，所述尾盖板为锥体结构，所述注液孔在所述采样瓶内靠近所述尾盖板的底部设置；

所述注液管穿过所述尾盖板并在靠近所述尾盖板的端部设有开口，该端部还设有用于封闭所述开口的管帽。

7.如权利要求6所述的液体过滤式空气微生物采样器，其特征在于，所述采样器在所述头盖板下设有水汽缓冲腔，所述水汽缓冲腔的底壁上开设有连通所述水汽缓冲腔与所述腔室的出气口，所述出气管与所述水汽缓冲腔连通；所述进气管贯穿所述水汽缓冲腔与采样瓶的腔室连通，所述进气管连通的腔室与所述出气口连通的腔室相邻设置且所述母挡板作为两个腔室的公共壁。

8.如权利要求7所述的液体过滤式空气微生物采样器，其特征在于，所述出气管伸入所述水汽缓冲腔内，所述水汽缓冲腔的底壁上设有围绕所述出气管的半圆柱形的隔板，所述隔板的高度小于所述水汽缓冲腔的高度。

9.如权利要求8所述的液体过滤式空气微生物采样器，其特征在于，所述下挡板数量为4个，4个所述下挡板与所述注液管一体成型且围绕所述注液管的外壁均匀分布；所述上挡板数量为3个，3个所述上挡板配合1个母挡板与所述采样瓶一体成型且围绕所述采样瓶的内壁均匀分布。

10.一种液体过滤式空气微生物采样系统，包括微生物采样器及与所述微生物采样器连通的流量阀和抽气泵，其特征在于，所述微生物采样器采用权利要求1-9中任一项所述的液体过滤式空气微生物采样器。

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