CN110567766A - 一种猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，涉及畜牧兽医技术领域。该猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，包括猪嘴扎紧套、进气单元和出气单元；所述进气单元包括通过进气管依次相连的空气过滤器、空气压缩机和阀门；所述出气单元包括通过出气管依次相连的负压抽气机、捕集瓶和阀门；所述出气管和进气管的末端分别插入猪嘴扎紧套对应于猪鼻孔的位置。本发明采集装置结构简单，能够避免空气中原有微生物的干扰，也能避免呼出的气体在收集过程中再次进入呼吸道后被收集起来造成的干扰，因此可以精确测定单位时间内通过呼吸真正从呼吸道排出的微生物的量。
Description
技术领域
本发明涉及畜牧兽医技术领域，具体涉及一种猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置。
背景技术
现有的微生物采样器可以收集环境空气中的微生物，有的采样器可以配合定量检测技术计算单位空气内含有的病原微生物的量。但目前的微生物采样器由于出气口和进气口距离非常短，在收集过程中无法保证所收集的气体从出气口排出后不会再通过进气口被设备重复收集，造成无效循环，导致最终的结果不准确。另一方面，目前的微生物采样器可以对局部环境中空气内的病原进行收集，但不能精确到某一个动物在特定时候排出微生物的量，且受样本采集时各种参数的影响很大，比如通风，湿度，温度，以及养殖密度，体重等。
在一些动物模型，疫苗评价以及药物评价等动物实验方面，通常采用鼻拭子、唾液和血液等样品中的病原含量来间接衡量动物在某种作用条件下的排毒规律，以此来判断动物模型的评价标准，疫苗免疫效率以及药物疗效的评价。但这些样本的检测结果，并不能直接反应动物真正排到环境中的病原微生物的量，只能间接反应排出病原的大致规律。也有一些采样器可以套在猪鼻子上进行采集，但这种设备除能够收集从呼吸道呼出的微生物外，同时也把环境中的微生物也收集了，会出现干扰，不能反应从动物呼吸道真正排出的微生物的量。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，该采集装置，结构简单，能够避免空气中原有微生物的干扰，也能避免呼出的气体在收集过程中再次进入呼吸道后被收集起来造成的干扰，因此可以精确采集生猪单次呼吸所排出微生物的量或单位时间内通过呼吸真正从呼吸道排出的微生物的量。
本发明的目的采用如下技术方案实现。
一种猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，包括猪嘴扎紧套、进气单元和出气单元；所述进气单元包括通过进气管依次相连的空气过滤器、空气压缩机和阀门；所述出气单元包括通过出气管依次相连的负压抽气机、捕集瓶和阀门；所述出气管和进气管的末端分别插入猪嘴扎紧套对应于猪鼻孔的位置。
优选的技术方案中，所述进气单元的阀门与猪嘴扎紧套之间设有气体压力计；所述出气单元的阀门与捕集瓶之间设有气体流量计。
优选的技术方案中，所述猪嘴扎紧套对应于猪两鼻孔处分别设有通气孔，所述进气管和出气管末端分别从一个通气孔中穿出。
优选的技术方案中，所述定量采集装置还设有微电脑控制器，所述阀门为电磁阀，所述微电脑控制器分别与进气单元的空气压缩机、电磁阀和气体压力计相连；所述微电脑控制器还分别与出气单元的负压抽气机、电磁阀和气体流量计相连。
在本发明中，微电脑控制器可自动记录循环次数；每次循环包括一次泵气和一次抽气；泵气：所述微电脑控制器向出气单元的负压抽气机和阀门发出关闭指令，向进气单元的空气压缩机和阀门发出打开指令，空气压缩机通过进气管向猪的呼吸道和肺泵气，气体压力计测量出进气管近肺端内气体压强并将结果传输到微电脑控制器；抽气：当进气管近肺端内气体压强达到进气管压强预设最高值，微电脑控制器向进气单元的电磁阀和空气压缩机发出关闭指令，向出气单元的电磁阀和负压抽气机发出打开指令，负压抽气机通过出气管将猪呼吸道和肺内气体抽出，捕集瓶收集抽出的气体，所述气体压力计测量进气管近肺端内气体压强并将结果传输到微电脑控制器，当进气管近肺端内气体压强达到气体压强预设最低值，抽气结束；按照上述方法依次进行泵气、抽气若干次。
优选的技术方案中，所述进气管压强预设最高值为1.1-1.25个标准大气压，进气管压强预设最低值为0.75-0.9个标准大气压。
本发明还提供一种采用所述装置定量采集猪呼吸道微生物气溶胶的方法，包括如下步骤：
（1）将猪嘴扎紧套套住猪鼻子，致使受试猪不能用嘴呼吸，进气管末端和出气管末端分别插入左右两鼻孔中；
（2）泵气：关闭出气单元的负压抽气机和阀门，打开进气单元的空气压缩机和阀门，空气压缩机通过进气管向猪呼吸道和肺泵气；抽气：进气单元的空气压缩机工作3-5秒后，关闭进气单元的空气压缩机和阀门，打开出气单元的阀门和负压抽气机，负压抽气机通过出气管将猪呼吸道和肺内气体抽出，捕集瓶收集猪呼吸道内抽出的气体，负压抽气机工作时间为3-5秒；
（3）重复步骤（2）若干次，收集捕集瓶内的收集液体，即得猪呼吸道微生物收集液。
在本发明中，采用气体压力计检测进气管内气体压强，采用气体流量计检测所搜集气体的体积，进气单元和出气单元的阀门均为电磁阀。
在本发明中，所述定量采集装置进行若干次循环，每次循环包括一次泵气和一次抽气；所述微电脑控制器可自动记录循环次数；泵气：所述微电脑控制器向出气单元的负压抽气机和阀门发出关闭指令，向进气单元的空气压缩机和阀门发出打开指令，空气压缩机通过进气管向猪呼吸道和肺泵气，气体压力计测量进气管近肺端内气体压强并将结果传输到微电脑控制器；抽气：当进气管近肺端内气体压强达到进气管压强预设最高值，微电脑控制器向进气单元的电磁阀和空气压缩机发出关闭指令，向出气单元的电磁阀和负压抽气机发出打开指令，负压抽气机通过出气管将猪呼吸道和肺内气体抽出，捕集瓶收集抽出的气体，所述气体压力计测量进气管近肺端内气体压强并将结果传输到微电脑控制器，当进气管近肺端内气体压强达到气体压强预设最低值，抽气结束；按照上述方法依次进行泵气、抽气若干次。
在本发明中，进气管压强预设最高值为1.1-1.25个标准大气压，进气管压强预设最低值为0.75-0.9个标准大气压；所述空气压缩机和负压抽气机的功率为150w-300w。
本发明猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，结构简单，通过封闭了受试动物的用嘴呼吸，使其吸气只能从一个鼻孔的管道进入，呼气只能从插入另一个鼻孔的管道呼出，在进气单元中设置了空气过滤器，能够过滤空气中原有的微生物，同时能够避免呼出的气体在收集过程中再次进入呼吸道后被收集起来造成的干扰，因此可以精确采集生猪单次呼吸所排出微生物的量或单位时间内通过呼吸真正从呼吸道排出微生物的量。在攻毒模型的建立，疫苗免疫效率的评价以及药物疗效实验过程中，可以通过本发明猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置测定受试动物在不同实验期间排出特定微生物的规律，画出其排毒（菌）曲线，以此为指标评价动物模型，疫苗的免疫效力以及药物的疗效，更直接，客观。
附图说明
图1是实施例1中采集装置的结构简图，其中1-进气单元，2-出气单元，3-猪嘴扎紧套，11-空气过滤器，12-空气压缩机，13-阀门，15-进气管，21-负压抽气机，22-捕集瓶，24-阀门，25-出气管。
图2是本发明的结构简图
其中1-进气单元，2-出气单元，3-猪嘴扎紧套，4-微电脑控制器，11-空气过滤器，12-空气压缩机，13-电磁阀，14-气体压力计，15-进气管，21-负压抽气机，22-捕集瓶，23-气体流量计，24-电磁阀，25-出气管。
具体实施方式
实施例1
结合图1对本发明的结构进行描述。
一种猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，包括猪嘴扎紧套3、进气单元1和出气单元2；进气单元包括通过进气管15依次相连的空气过滤器11、空气压缩机12和阀门13；出气单元2包括通过出气管25依次相连的负压抽气机21、捕集瓶22和阀门24；出气管和进气管的末端分别插入猪嘴扎紧套对应于猪鼻孔的位置。猪嘴扎紧套对应于猪两鼻孔处分别设有一个通气孔，定量采集装置的进气管和出气管的末端分别从一个通气孔穿出。
猪嘴扎紧套包括用于套在猪鼻子外侧的杯状主体和设于杯状主体开口处的两根尼龙带，各尼龙带分别带有魔术贴，杯状主体与猪鼻子相适配。使用时，将猪鼻子套进杯状主体内，将两根尼龙带通过魔术贴粘上，套在猪脖子上即可防止猪用嘴呼吸。杯状主体材料为高发泡硅橡胶，贴合猪嘴的外形，由于这种发泡硅胶采用封闭气泡工艺，所以具有高弹性不透气的特点，套进猪嘴后，使用者拉紧尼龙自粘带（魔术贴），拉紧粘上即可将猪嘴绑牢。由于硅胶制器具有不易粘污物和耐高温的特点，也便于清洗和高温消毒操作。
本发明采集装置的使用方法：将猪嘴扎紧套3套住猪鼻子，固定，禁止口腔呼吸，进气管15末端和出气管25末端分别塞在左右两鼻孔中，使气流只能通过进气管进入猪呼吸道，且猪呼吸道内气流只能从出气管排出。泵气：打开进气单元的空气压缩机和阀门，此时出气单元的负压抽气机和阀门处于关闭状态，空气压缩机通过进气管向猪的呼吸道和肺泵气。抽气：空气压缩机工作3-5秒后，关闭进气单元的空气压缩机和阀门，打开出气单元的阀门和负压抽气机，负压抽气机开始抽气，使呼吸道和肺内气体经气体流量计到达捕集瓶中，负压抽气机工作时间为3-5秒。空气压缩机和负压抽气机工作时的功率均为250w。然后依次重复泵气和抽气步骤。
采用上述方法，可以控制收集频率为6-10次/min，循环收集一定时间呼出的微生物量，来衡量在采样阶段，被采集对象的风险因素。采用本发明装置收集猪呼吸道微生物气溶胶一定时间后，取下捕集瓶内的收集液体，离心取沉淀，进行各种病原的荧光定量PCR，对病原进行绝对定量检测。根据检测结果计算每次呼吸（收集频率为6-10次/min，）或单位时间内通过呼气从呼吸道和肺排出的各种微生物的量。
实施例2
结合图2对本发明的结构进行描述。
一种猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，包括猪嘴扎紧套3、进气单元1和出气单元2；进气单元1包括通过进气管15依次相连的空气过滤器11、空气压缩机12和阀门13；出气单元2包括通过出气管25依次相连的负压抽气机21、捕集瓶22和阀门23；出气管25和进气管15的末端分别插入猪嘴扎紧套3对应于猪鼻孔的位置。猪嘴扎紧套对应于猪两鼻孔处分别设有一个通气孔，定量采集装置的进气管和出气管的末端分别从一个通气孔穿出。
空气过滤器最好为高效空气过滤器，可阻止空气中的微生物进入猪呼吸道。
猪嘴扎紧套3为可拆卸装置，可根据猪鼻孔的大小安装不同大小的猪嘴扎紧套，保证鼻孔不漏缝。
猪嘴扎紧套包括用于套在猪鼻子外侧的杯状主体和设于杯状主体开口处的两根尼龙带，各尼龙带分别带有魔术贴，杯状主体与猪鼻子相适配。使用时，将猪鼻子套进杯状主体内，将两根尼龙带通过魔术贴粘上，套在猪脖子上即可防止猪用嘴呼吸。杯状主体材料为高发泡硅橡胶，贴合猪嘴的外形，由于这种发泡硅胶采用封闭气泡工艺，所以具有高弹性不透气的特点，套进猪嘴后，使用者拉紧尼龙自粘带（魔术贴），拉紧粘上即可将猪嘴绑牢。由于硅胶制器具有不易粘污物和耐高温的特点，也便于清洗和高温消毒操作。
进气单元的阀门与猪嘴扎紧套3之间设有气体压力计14。出气单元的阀门24与捕集瓶之间设有气体流量计23。
本发明中采用气体压力计检测进气管近肺端内气体压强，采用气体流量计检测所搜集气体的体积，阀门均为电磁阀。
本发明中定量采集装置还设有微电脑控制器4，微电脑控制器分别与进气单元的空气压缩机12、电磁阀13和气体压力计14相连；微电脑控制器还分别与出气单元的负压抽气机21、电磁阀24和气体流量计23计相连。
微电脑控制器可自动记录循环次数，每次循环包括一次泵气和一次抽气。泵气：微电脑控制器向出气单元的负压抽气机和阀门发出关闭指令，向进气单元的空气压缩机和阀门发出打开指令，空气压缩机通过进气管向猪的呼吸道和肺泵气，气体压力计测量进气管近肺端内气体压强并将结果传输到微电脑控制器。抽气：当进气管近肺端内气体压强达到进气管压强预设最高值，微电脑控制器向进气单元的电磁阀和空气压缩机发出关闭指令，向出气单元的电磁阀和负压抽气机发出打开指令，负压抽气机通过出气管将猪呼吸道和肺内气体抽出，捕集瓶收集抽出的气体，气体压力计测量进气管近肺端内气体压强并将结果传输到微电脑控制器，当进气管近肺端内气体压强达到进气管压强预设最低值，抽气结束；按照上述方法依次进行泵气、抽气若干次。
进气管压强预设最高值为1.25个标准大气压，进气管压强预设最低值为0.75个标准大气压。
本发明的使用方法：将猪嘴扎紧套3套住猪鼻子，固定，禁止口腔呼吸，进气管15末端和出气管25末端分别塞在左右两鼻孔中，使气流只能通过进气管进入猪呼吸道，且猪呼吸道内气流只能从出气管排出。启动电源，定量采集装置进行若干次循环，每次循环包括一次泵气和一次抽气，微电脑控制器可自动记录循环次数。泵气：微电脑控制器向出气单元的负压抽气机和阀门发出关闭指令，向进气单元的空气压缩机12和电磁阀13发出打开指令，空气压缩机12通过进气管向猪呼吸道和肺泵气，气体压力计测量进气管近肺端内气体压强并将结果传输到微电脑控制器。抽气：当进气管近肺端内气体压强达到进气管压强预设最高值，微电脑控制器向进气单元的的电磁阀13和空气压缩机12发出关闭指令，向出气单元的电磁阀24和负压抽气机21发出打开指令，负压抽气机通过出气管将猪呼吸道和肺内气体抽出，捕集瓶收集抽出的气体，气体压力计测量进气管近肺端内气体压强并将结果传输到微电脑控制器，当进气管近肺端内气体压强达到进气管压强预设最低值，抽气结束；按照上述方法依次进行泵气、抽气若干次，即能完成一定时间内的微生物气溶胶定量采集。进气管压强预设最高值为1.25个标准大气压，进气管压强预设最低值为0.75个标准大气压。 空气压缩机和负压抽气机工作时的功率均为220w，收集频率为8次循环/min，循环收集一定时间呼出的微生物量，来衡量在采样阶段，被采集对象的风险因素。采用本发明装置收集猪呼吸道微生物气溶胶一定时间后，取下捕集瓶内的收集液体，离心取沉淀，进行各种病原的荧光定量PCR，对病原进行绝对定量检测。根据检测结果计算每次呼吸排出各种微生物的量。
Claims (10)
1.一种猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，其特征在于包括猪嘴扎紧套、进气单元和出气单元；所述进气单元包括通过进气管依次相连的空气过滤器、空气压缩机和阀门；所述出气单元包括通过出气管依次相连的负压抽气机、捕集瓶和阀门；所述出气管和进气管的末端分别插入猪嘴扎紧套对应于猪鼻孔的位置。
2.根据权利要求1所述猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，其特征在于所述进气单元的阀门与猪嘴扎紧套之间设有气体压力计；所述出气单元的阀门与捕集瓶之间设有气体流量计。
3.根据权利要求2所述猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，其特征在于所述猪嘴扎紧套对应于猪两鼻孔处分别设有通气孔，所述进气管和出气管末端分别从一个通气孔中穿出。
4.根据权利要求1-3之一所述猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，其特征在于所述定量采集装置还设有微电脑控制器，所述阀门为电磁阀，所述微电脑控制器分别与进气单元的空气压缩机、电磁阀和气体压力计相连；所述微电脑控制器还分别与出气单元的负压抽气机、电磁阀和气体流量计相连。
5.根据权利要求4所述猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，其特征在于所述微电脑控制器可自动记录循环次数；每次循环包括一次泵气和一次抽气；泵气：所述微电脑控制器向出气单元的负压抽气机和阀门发出关闭指令，向进气单元的空气压缩机和阀门发出打开指令，空气压缩机通过进气管向猪的呼吸道和肺泵气，气体压力计测量出进气管近肺端内气体压强并将结果传输到微电脑控制器；抽气：当进气管近肺端内气体压强达到进气管压强预设最高值，微电脑控制器向进气单元的电磁阀和空气压缩机发出关闭指令，向出气单元的电磁阀和负压抽气机发出打开指令，负压抽气机通过出气管将猪呼吸道和肺内气体抽出，捕集瓶收集抽出的气体，所述气体压力计测量进气管近肺端内气体压强并将结果传输到微电脑控制器，当进气管近肺端内气体压强达到气体压强预设最低值，抽气结束；按照上述方法依次进行泵气、抽气若干次。
6.根据权利要求5所述猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置，其特征在于所述进气管压强预设最高值为1.1-1.25个标准大气压，进气管压强预设最低值为0.75-0.9个标准大气压。
7.一种采用权利要求1中装置定量采集猪呼吸道微生物气溶胶的方法，其特征在于包括如下步骤：
将猪嘴扎紧套套住猪鼻子，致使受试猪不能用嘴呼吸，进气管末端和出气管末端分别插入左右两鼻孔中；
泵气：关闭出气单元的负压抽气机和阀门，打开进气单元的空气压缩机和阀门，空气压缩机通过进气管向猪呼吸道和肺泵气；抽气：进气单元的空气压缩机工作3-5秒后，关闭进气单元的空气压缩机和阀门，打开出气单元的阀门和负压抽气机，负压抽气机通过出气管将猪呼吸道和肺内气体抽出，捕集瓶收集猪呼吸道内抽出的气体，负压抽气机工作时间为3-5秒；
重复步骤（2）若干次，收集捕集瓶内的收集液体，即得猪呼吸道微生物收集液。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于采用气体压力计检测进气管内气体压强，采用气体流量计检测所搜集气体的体积，进气单元和出气单元的阀门均为电磁阀。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于所述定量采集装置进行若干次循环，每次循环包括一次泵气和一次抽气；所述微电脑控制器可自动记录循环次数；泵气：所述微电脑控制器向出气单元的负压抽气机和阀门发出关闭指令，向进气单元的空气压缩机和阀门发出打开指令，空气压缩机通过进气管向猪呼吸道和肺泵气，气体压力计测量进气管近肺端内气体压强并将结果传输到微电脑控制器；抽气：当进气管近肺端内气体压强达到进气管压强预设最高值，微电脑控制器向进气单元的电磁阀和空气压缩机发出关闭指令，向出气单元的电磁阀和负压抽气机发出打开指令，负压抽气机通过出气管将猪呼吸道和肺内气体抽出，捕集瓶收集抽出的气体，所述气体压力计测量进气管近肺端内气体压强并将结果传输到微电脑控制器，当进气管近肺端内气体压强达到气体压强预设最低值，抽气结束；按照上述方法依次进行泵气、抽气若干次。
10.根据权利要求9所述方法，其特征在于进气管压强预设最高值为1.1-1.25个标准大气压，进气管压强预设最低值为0.75-0.9个标准大气压；所述空气压缩机和负压抽气机的功率为150w-300w。
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|---|---|
| CN110567766A true CN110567766A (zh) | 2019-12-13 |
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|---|---|---|---|
| CN201910987519.6A Pending CN110567766A (zh) | 2019-10-17 | 2019-10-17 | 一种猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置 |
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| CN (1) | CN110567766A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112857924A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-05-28 | 军事科学院军事医学研究院军事兽医研究所 | 一种中小型实验动物呼出气溶胶采集装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202744553U (zh) * | 2012-08-30 | 2013-02-20 | 江苏省农业科学院 | 一种猪肺炎支原体气溶胶采样器 |
| CN204520691U (zh) * | 2015-03-16 | 2015-08-05 | 广西壮族自治区水牛研究所 | 一种动物呼吸测热装置 |
| CN109374359A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-02-22 | 北京师范大学 | 动物呼气收集装置 |
| CN109938736A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-06-28 | 浙江大学 | 一种便携式呼出气采集装置及方法 |
| CN210803043U (zh) * | 2019-10-17 | 2020-06-19 | 江苏省农业科学院 | 一种猪呼吸道微生物气溶胶定量采集装置 |
-
2019
- 2019-10-17 CN CN201910987519.6A patent/CN110567766A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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