CN112285004A - 用于流式细胞仪的生物安全装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于流式细胞仪的生物安全装置，该装置包括罩体，罩体的顶部设有与罩体内空间相连通的气溶胶消除系统，该气溶胶消除系统包括：用于使气溶胶颗粒带正电荷的正电荷负载机构；用于使气溶胶颗粒带负电荷的负电荷负载机构；用于将带正电气溶胶颗粒与带负电气溶胶颗粒混合的气溶胶颗粒碰并机构。本发明中，先利用正电荷负载机构产生正离子，使流式细胞仪工作过程中产生的气溶胶带正电荷，同时利用负电荷负载机构产生负离子，使流式细胞仪工作过程中产生的气溶胶带负电荷；在气溶胶颗粒碰并机构中，在正负电荷的相互吸引下，两种带电荷气溶胶颗粒的碰并几率和碰并效率均大大提高，从而达到快速有效地消除不带电荷的小粒径气溶胶的目的。
Description
技术领域
本发明属于生物安全技术领域，特别涉及一种用于流式细胞仪的生物安全装置。
背景技术
在生物实验室中，许多试验操作和试验仪器在工作中都会产生气溶胶，其粒子可在室内空气中长时间存留，对实验室环境、实验室人员造成不利影响；尤其是当试验材料中含有有害物质、易传染介质材料时，产生的有害气溶胶将直接威胁试验人员的生命安全。
为了解决上述问题，公开号为CN 208218820 U的中国实用新型专利公开了一种流式细胞仪工作站生物安全罩，该生物安全罩包括罩体(1)，该罩体(1)的顶部安装有空气过滤器，罩体(1)的顶部开设有与空气过滤器位置对应的第二开口；所述的空气过滤器包括箱体(51)，该箱体(51)的顶部开设有通孔，箱体(51)内自上至下依次设有负压风机和活性炭过滤网；所述的罩体(1)的两侧壁上分别开设有第一开口和第三开口，第一开口和第三开口处设置与罩体(1)相铰接的挡板。
上述的生物安全罩仅利用空气过滤器对罩体(1)内流式细胞仪产生的气溶胶进行过滤，但气溶胶中颗粒物的粒径是不均一的，根据尺寸大小，可以将气溶胶颗粒物分为：核级、烟级和尘级三类。上述的空气过滤器对尺寸小的气溶胶颗粒物起不到有效的滤过作用。
为此，授权公告号为CN106139813B的中国发明专利公开了一种气溶胶去除方法及其装置，该气溶胶去除方法是将气溶胶通过电场和磁场，使气溶胶被约束在场内，从而气溶胶颗粒之间能够不断发生凝并或凝结，从而变大变重，最终沉降。
该气溶胶去除方法的不足之处在于：(1)仅适用于带电的气溶胶粒子，不适用于不带电的气溶胶粒子(如流式细胞仪中产生的气溶胶)；(2)带电的气溶胶粒子虽然被约束在磁力线上并发生碰并，但对于直径小于100nm的气溶胶粒子，其运动轨迹为布朗扩散，带相同电荷的气溶胶粒子之间存在相互排斥，导致其碰并、凝结的效率偏低。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种用于流式细胞仪的生物安全装置，该生物安全装置不仅能够用于消除具有较小直径的气溶胶粒子，而且消除效率高。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种用于流式细胞仪的生物安全装置，包括罩体，该罩体的顶部设有与罩体内空间相连通的气溶胶消除系统，所述的气溶胶消除系统包括：
用于使气溶胶颗粒带正电荷的正电荷负载机构；
用于使气溶胶颗粒带负电荷的负电荷负载机构；
用于将所述的正电荷负载机构中的带正电气溶胶颗粒与所述的负电荷负载机构中的带负电气溶胶颗粒混合的气溶胶颗粒碰并机构。
本发明的生物安全装置中，先利用正电荷负载机构产生正离子，使流式细胞仪工作过程中产生的气溶胶带正电荷，同时利用负电荷负载机构产生负离子，使流式细胞仪工作过程中产生的气溶胶带负电荷；然后将带正电气溶胶颗粒和带负电气溶胶颗粒均送入气溶胶颗粒碰并机构中，在气溶胶颗粒碰并机构中，在正负电荷的相互吸引下，两种带电荷的气溶胶颗粒的碰并几率和碰并效率均大大提高，从而达到快速有效地消除不带电荷的小粒径气溶胶的目的。
在上述的用于流式细胞仪的生物安全装置中，所述的正电荷负载机构包括：
与罩体内空间相连通的气溶胶吸引组件；
正离子发生组件；
所述的气溶胶吸引组件和所述的正离子发生组件分别与第一文丘里管的两端相连通。
利用第一文丘里管的喷射作用使气溶胶与含高浓度正离子的空气流发生激烈碰撞，使不带电气溶胶转变为带正电荷气溶胶。
同理，在上述的用于流式细胞仪的生物安全装置中，所述的负电荷负载机构包括：
与罩体内空间相连通的气溶胶吸引组件；
负离子发生组件；
所述的气溶胶吸引组件和所述的负离子发生组件分别与第二文丘里管的两端相连通。
正电荷负载机构与负电荷负载机构可以共用一个气溶胶吸引组件，也可以分别设置两个气溶胶吸引组件。
在上述的用于流式细胞仪的生物安全装置中，所述的气溶胶吸引组件包括开设在罩体顶部的吸风口，该吸风口处设有第一负压风机；在罩体顶部设有漏斗状吸风罩，该吸风罩的扩口端与该吸风口相连，该吸风罩的窄口端通过第一负压管路与第一文丘里管相连。
漏斗状吸风罩能够增大第一负压管路内的气溶胶流量，使气溶胶在进入第一文丘里管时具有更快的喷射速度。
在上述的用于流式细胞仪的生物安全装置中，所述的第一负压管路包括与吸风罩相连的第一等径段以及与第一文丘里管相连的第一变径段，该第一变径段的内径自朝向吸风罩一端向朝向第一文丘里管一端逐渐变小。第一变径段能够进一步加快气溶胶在进入第一文丘里管时的喷射速度。
在上述的用于流式细胞仪的生物安全装置中，所述的正离子发生组件包括通过第二负压管路与第一文丘里管固连的机壳，该机壳内设有正离子发生器，该正离子发生器带有延伸至第二负压管路内的正离子棒；
所述的第二负压管路包括与机壳固连的第二等径段以及与第一文丘里管固连的第二变径段，该第二变径段的内径自朝向机壳一端向朝向第一文丘里管一端逐渐变小；
所述的第二等径段与第二变径段的连接位置处设有第二负压风机。
第二变径段的作用与第一变径段的作用相同。
在上述的用于流式细胞仪的生物安全装置中，所述的气溶胶颗粒碰并机构包括与正电荷负载机构相连通的第三负压管路，以及与负电荷负载机构相连通的第四负压管路，该第三负压管路和第四负压管路分别与第三文丘里管的两端相连通。
同样地，在第三文丘里管的喷射作用下，带正电气溶胶颗粒和带负电气溶胶颗粒能够在第三文丘里管中发生高速的激烈碰撞、合并成可沉降的颗粒。
在上述的用于流式细胞仪的生物安全装置中，在所述的第三文丘里管水平设置，该第三文丘里管的底部设有排出管路，所述的排出管路上设置有吸附过滤器；
所述的吸附过滤器包括箱体，该箱体上插装有若干吸附过滤板，各吸附过滤板均与箱体密封配合。
发生碰并后的颗粒被吸入排出管路，经吸附过滤器吸附过滤后可直接排出至大气中。插装在箱体内的各吸附过滤板在经过一段时间使用后可以取出并更换。
在上述的用于流式细胞仪的生物安全装置中，所述的第三文丘里管的顶面开设有贯穿口，该贯穿口处密封安装有紫外消杀组件；
所述的紫外消杀组件包括条状基板，该条状基板的外侧面上带有把手，该条状基板的内侧面上布设有紫外灯；所述的贯穿口的开口内缘与条状基板的外边缘之间设有密封限位件。
在第三文丘里管中设置紫外消杀组件能够对气溶胶中含有的具有传染性的生命体进行杀灭。在第一文丘里管和第二文丘里管中也可以设置紫外消杀组件。
在上述的用于流式细胞仪的生物安全装置中，所述的罩体的其中一侧面上设有活动门，所述的正电荷负载机构和负电荷负载机构的气溶胶吸引组件设置在活动门的对角位置。
如此，当试验人员打开活动门进行试验操作时，气溶胶吸引组件能够将罩体内含气溶胶的空气往远离活动门的一侧吸引，避免试验人员吸入气溶胶。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明的生物安全装置中，先利用正电荷负载机构产生正离子，使流式细胞仪工作过程中产生的气溶胶带正电荷，同时利用负电荷负载机构产生负离子，使流式细胞仪工作过程中产生的气溶胶带负电荷；然后将带正电气溶胶颗粒和带负电气溶胶颗粒均送入气溶胶颗粒碰并机构中，在气溶胶颗粒碰并机构中，在正负电荷的相互吸引下，两种带电荷的气溶胶颗粒的碰并几率和碰并效率均大大提高，从而达到快速有效地消除不带电荷的小粒径气溶胶的目的。
(2)本发明的生物安全装置中，利用第一文丘里管的喷射作用使气溶胶与含高浓度正离子的空气流发生激烈碰撞，使不带电气溶胶转变为带正电荷气溶胶；利用第二文丘里管的喷射作用使气溶胶与含高浓度负离子的空气流发生激烈碰撞，使不带电气溶胶转变为带负电荷气溶胶；并利用第三文丘里管的喷射作用，使带正电气溶胶颗粒和带负电气溶胶颗粒在第三文丘里管中发生高速的激烈碰撞、合并成可沉降的颗粒，气溶胶颗粒碰并效率高，气溶胶消除效率高。
(3)本发明的生物安全装置中，在第三文丘里管中设置了紫外消杀组件，以对气溶胶中含有的具有传染性的生命体进行杀灭，在第一文丘里管和第二文丘里管中也可以设置紫外消杀组件，确保排出的气体中不含有传染性生命体。
附图说明
图1为本发明用于流式细胞仪的生物安全装置的结构示意图；
图2为本发明用于流式细胞仪的生物安全装置在另一视角下的结构示意图；
图3为本发明用于流式细胞仪的生物安全装置在另一视角下的结构示意图；
图4为本发明用于流式细胞仪的生物安全装置的局部剖视结构示意图；
图5为图4中正离子发生组件的结构示意图；
图6为图1中第三文丘里管的局部剖视图；
图7为图6中A部分的放大图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。
实施例1
如图1和图2和图3所示，本实施例一种用于流式细胞仪的生物安全装置，该生物安全装置包括罩体1，罩体1的四侧面上均嵌装了玻璃11，使用时，该罩体1即罩设在流式细胞仪的外周；该罩体1的顶部则设有与罩体1内空间相连通的气溶胶消除系统A。
本实施例中，该气溶胶消除系统A包括：用于使气溶胶颗粒带正电荷的正电荷负载机构2、用于使气溶胶颗粒带负电荷的负电荷负载机构3、以及用于将正电荷负载机构2中的带正电气溶胶颗粒与负电荷负载机构3中的带负电气溶胶颗粒混合的气溶胶颗粒碰并机构4。
如图4所示、结合图1可见，本实施例的正电荷负载机构2包括与罩体1内空间相连通的气溶胶吸引组件21和正离子发生组件22，该气溶胶吸引组件21和该正离子发生组件22分别与第一文丘里管23的两端相连通。
其中，气溶胶吸引组件21包括开设在罩体1顶部的吸风口21a，该吸风口21a处设有第一负压风机21b；在罩体1顶部设有漏斗状吸风罩21c，该吸风罩21c的扩口端与该吸风口21a相连，该吸风罩21c的窄口端通过第一负压管路24与第一文丘里管23相连；而该第一负压管路24包括与吸风罩21c相连的第一等径段24a以及与第一文丘里管23相连的第一变径段24b，该第一变径段24b的内径自朝向吸风罩21c一端向朝向第一文丘里管23一端逐渐变小。
而如图5所示、结合图4可见，本实施例的正离子发生组件22包括通过第二负压管路25与第一文丘里管23固连的机壳22a，该机壳22a内设有正离子发生器(图中未示出)，该正离子发生器带有延伸至第二负压管路25内的正离子棒22b。与第一负压管路24的结构相同，第二负压管路25包括与机壳22a固连的第二等径段25a以及与第一文丘里管23固连的第二变径段25b，该第二变径段25b的内径自朝向机壳22a一端向朝向第一文丘里管23一端逐渐变小；并且，在第二等径段25a与第二变径段25b的连接位置处设有第二负压风机22c。
在第一负压风机21b的负压吸引下，罩体1内的气溶胶经漏斗状吸风罩21c进入第一负压管路24内，经过漏斗状吸风罩21c和第一变径段24b两次加速后，以极高的速度在第一文丘里管23内喷射；而在第二负压风机22c的负压吸引下，正离子棒22b将空气电离为正离子，且含有高浓度正离子的空气也在经第二变径段25b加速后，以极高的速度在第一文丘里管23内喷射；对向高速喷射的气溶胶和正离子空气相互碰撞，使不带电气溶胶颗粒转变为带正电荷气溶胶颗粒。
同理，本实施例中，负电荷负载机构3包括与罩体1内空间相连通的气溶胶吸引组件31和负离子发生组件32，该气溶胶吸引组件21和该负离子发生组件32分别与第二文丘里管33的两端相连通。
气溶胶吸引组件31与气溶胶吸引组件21的结构是相同的，负离子发生组件32与正离子发生组件22的结构也相同，因此本实施例对负电荷负载机构3不再赘述。
如图2和图3所示、结合图1可见，罩体1的前侧面上设有活动门12，而各气溶胶吸引组件则设置在罩体1后侧面的上方，与活动门12处于对角位置；则当试验人员打开活动门12进行试验操作时，气溶胶吸引组件21能够将罩体1内含气溶胶的空气往远离活动门12的一侧吸引，避免试验人员吸入气溶胶。
如图1所示，经正电荷负载机构2处理获得的带正电气溶胶颗粒，经与第一文丘里管23相连通的第三负压管路41，从第三文丘里管42的其中一端喷射进入第三文丘里管42；而经负电荷负载机构3处理获得的带负电气溶胶颗粒，则经与第二文丘里管33相连通的第四负压管路43，从第三文丘里管42的另一端喷射进入第三文丘里管42；在第三文丘里管42内，带正电气溶胶颗粒和带负电气溶胶颗粒能够在第三文丘里管42中发生高速的激烈碰撞、合并成可沉降的颗粒。
第三负压管路41和第四负压管路43也与第一负压管路24相同，设置了依次连接等径段和变径段，同时也设置了相应的负压风机，本实施例不再赘述。
如图1可见，第三文丘里管42水平设置，第三文丘里管42的底部设有排出管路44，在该排出管路44上设置有吸附过滤器5，当发生碰并后的颗粒被吸入排出管路44后，吸附过滤器5先吸附过滤，而后可直接排出至大气中。
排出管路44上也设置了相应的负压风机。
本实施例中，该吸附过滤器5包括箱体51，该箱体51上插装有若干吸附过滤板52，各吸附过滤板52均与箱体51密封配合。插装在箱体51内的各吸附过滤板52在经过一段时间使用后可以取出并更换。
如图1所示，本实施例中，第一文丘里管23、第二文丘里管33和第三文丘里管42的顶面开设有贯穿口，各贯穿口处均密封安装有紫外消杀组件6，以对气溶胶中含有的具有传染性的生命体进行杀灭。
如图6所示、结合图1可见，本实施例的紫外消杀组件6包括条状基板61，该条状基板61的外侧面上带有把手62，而条状基板61的内侧面上则布设有紫外灯63，紫外灯63的电源线穿过条状基板61延伸至各文丘里管的外部；而贯穿口的开口内缘与条状基板61的外边缘之间设有密封限位件64。
如图7所示、结合图6可见，该密封限位件64包括形成于贯穿口开口内缘上的一级限位台阶64a和二级限位台阶64b，条状基板61的外边缘形成有一级凸沿64c和二级凸沿64d；其中，条状基板61的内侧面与一级限位台阶64a相抵靠，一级凸沿64c与二级限位台阶64b相抵靠，且一级凸沿64c和一级限位台阶64a之间设置了第一密封圈64e，二级凸沿64d与二级限位台阶64b之间设置了第二密封圈64f。
本实施例的用于流式细胞仪的生物安全装置的工作原理为：
在流式细胞仪工作过程中，启动第一负压风机21b，将罩体1内的气溶胶吸入第一负压管路24；与此同时，启动正离子发生器，在第二负压风机22c的负压吸引下，带正离子的空气喷射入第一文丘里管23，与同样喷射入第一文丘里管23的气溶胶激烈碰撞，使气溶胶颗粒带正电荷；同理，在第二文丘里管33中，气溶胶颗粒带负电荷；带正电荷气溶胶颗粒和带负电荷气溶胶颗粒进一步被吸入第三文丘里管42中，在第三文丘里管42中发生高速的激烈碰撞、合并成可沉降的颗粒；发生碰并后的颗粒被吸入排出管路44中，吸附过滤器5先吸附过滤，而后可直接排出至大气中；
在整个电荷负载和颗粒碰并过程中，紫外消杀组件6对第一文丘里管23、第二文丘里管33和第三文丘里管42内部进行紫外消毒杀菌，确保气溶胶中含有的具有传染性的生命体不会排出至环境中。
Claims (10)
1.一种用于流式细胞仪的生物安全装置，包括罩体(1)，该罩体(1)的顶部设有与罩体(1)内空间相连通的气溶胶消除系统(A)，其特征在于，所述的气溶胶消除系统(A)包括：
用于使气溶胶颗粒带正电荷的正电荷负载机构(2)；
用于使气溶胶颗粒带负电荷的负电荷负载机构(3)；
用于将所述的正电荷负载机构(2)中的带正电气溶胶颗粒与所述的负电荷负载机构(3)中的带负电气溶胶颗粒混合的气溶胶颗粒碰并机构(4)。
2.如权利要求1所述的用于流式细胞仪的生物安全装置，其特征在于，所述的正电荷负载机构(2)包括：
与罩体(1)内空间相连通的气溶胶吸引组件(21)；
正离子发生组件(22)；
所述的气溶胶吸引组件(21)和所述的正离子发生组件(22)分别与第一文丘里管(23)的两端相连通。
3.如权利要求2所述的用于流式细胞仪的生物安全装置，其特征在于，所述的气溶胶吸引组件(21)包括开设在罩体(1)顶部的吸风口(21a)，该吸风口(21a)处设有第一负压风机(21b)；在罩体(1)顶部设有漏斗状吸风罩(21c)，该吸风罩(21c)的扩口端与该吸风口(21a)相连，该吸风罩(21c)的窄口端通过第一负压管路(24)与第一文丘里管(23)相连。
4.如权利要求3所述的用于流式细胞仪的生物安全装置，其特征在于，所述的第一负压管路(24)包括与吸风罩(21c)相连的第一等径段(24a)以及与第一文丘里管(23)相连的第一变径段(24b)，该第一变径段(24b)的内径自朝向吸风罩(21c)一端向朝向第一文丘里管(23)一端逐渐变小。
5.如权利要求2所述的用于流式细胞仪的生物安全装置，其特征在于，所述的正离子发生组件(22)包括通过第二负压管路(25)与第一文丘里管(23)固连的机壳(22a)，该机壳(22a)内设有正离子发生器，该正离子发生器带有延伸至第二负压管路(25)内的正离子棒(22b)；
所述的第二负压管路(25)包括与机壳(22a)固连的第二等径段(25a)以及与第一文丘里管(23)固连的第二变径段(25b)，该第二变径段(25b)的内径自朝向机壳(22a)一端向朝向第一文丘里管(23)一端逐渐变小；
所述的第二等径段(25a)与第二变径段(25b)的连接位置处设有第二负压风机(22c)。
6.如权利要求1所述的用于流式细胞仪的生物安全装置，其特征在于，所述的负电荷负载机构(3)包括：
与罩体(1)内空间相连通的气溶胶吸引组件(21)；
负离子发生组件(32)；
所述的气溶胶吸引组件(21)和所述的负离子发生组件(32)分别与第二文丘里管(33)的两端相连通。
7.如权利要求1-7中任意一项所述的用于流式细胞仪的生物安全装置，其特征在于，所述的气溶胶颗粒碰并机构(4)包括与正电荷负载机构(2)相连通的第三负压管路(41)，以及与负电荷负载机构(3)相连通的第四负压管路(43)，该第三负压管路(41)和第四负压管路(43)分别与第三文丘里管(42)的两端相连通。
8.如权利要求7所述的用于流式细胞仪的生物安全装置，其特征在于，在所述的第三文丘里管(42)水平设置，该第三文丘里管(42)的底部设有排出管路(44)，所述的排出管路(44)上设置有吸附过滤器(5)；所述的吸附过滤器(5)包括箱体(51)，该箱体(51)上插装有若干吸附过滤板(52)，各吸附过滤板(52)均与箱体(51)密封配合。
9.如权利要求7所述的用于流式细胞仪的生物安全装置，其特征在于，所述的第三文丘里管(42)的顶面开设有贯穿口，该贯穿口处密封安装有紫外消杀组件(6)；
所述的紫外消杀组件(6)包括条状基板(61)，该条状基板(61)的外侧面上带有把手(62)，该条状基板(61)的内侧面上布设有紫外灯(63)；所述的贯穿口的开口内缘与条状基板(61)的外边缘之间设有密封限位件(64)。
10.如权利要求1-6和8-9中任意一项所述的用于流式细胞仪的生物安全装置，其特征在于，所述的罩体(1)的其中一侧面上设有活动门(12)，所述的正电荷负载机构(2)和负电荷负载机构(3)的气溶胶吸引组件(21)设置在活动门(12)的对角位置。
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