CN113789254A - 空气采集模组及分析检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种空气采集模组及分析检测装置。本发明提供的空气采集模组包括采集器和驱动泵；驱动泵用于驱动空气进出采集器，采集器包括主体部，主体部的内部具有处理腔，采集器还具有气体入口、气体出口、液体入口和液体出口，气体入口、气体出口、液体入口和液体出口均与处理腔连通，气体入口和气体出口沿主体部的周向间隔设置，气体入口的主线沿主体部的周向延伸，以使空气螺旋运动；收集液能够从液体入口进入处理腔，并沿处理腔的壁面微槽流动至液体出口。本发明提供的分析检测装置包括上述空气采集模组。该空气采集模组对空气中的病毒采集效率高，使用简便；该分析检测模组对病毒的采集效率和检测效率高。
Description
技术领域
本发明涉及气体处理设备技术领域，尤其涉及一种空气采集模组及分析检测装置。
背景技术
对于一些通过空气传播的病毒，对空气中的病毒气溶胶样本进行分离是研究治疗药物和治疗手段的重要步骤之一。现有的一些空气采集装置，对病毒的采集效率低，且步骤繁琐，使用不便。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种空气采集模组，对于空气中的病毒的采集效率高，使用方便。
本发明还提出一种具有上述空气采集模组的分析检测装置。
根据本发明的第一方面实施例的空气采集模组，包括：采集器，所述采集器包括主体部，所述主体部的内部具有处理腔，所述采集器还具有气体入口、气体出口、液体入口和液体出口；驱动泵，与所述采集器连接，所述驱动泵用于驱动所述空气进出所述采集器；所述气体入口、所述气体出口、所述液体入口和所述液体出口均与所述处理腔连通，所述气体入口和所述气体出口沿所述主体部的轴向间隔设置，所述气体入口的中心线沿所述主体部的周向延伸，以使所述空气能够在所述驱动泵的驱动下沿所述处理腔的壁面流动，且所述空气从所述气体入口螺旋运动至所述气体出口；所述收集液能够从所述液体入口进入所述处理腔，并沿所述处理腔的壁面流动至所述液体出口，所述处理腔的壁面供所述收集液流动的部分为流动区域，所述空气能够流经所述流动区域。
根据本发明实施例的空气采集模组，至少具有如下有益效果：空气螺旋运动，因此空气中的颗粒物在离心作用下被甩向处理腔壁面并与微槽中的收集液接触，颗粒物与收集液接触后被收集液吸附，即附着在颗粒物上的病毒会被收集液吸附；这样就保证了颗粒物与收集液的有效接触，从而保证了采集效率。由于空气螺旋运动，空气的运动路径较长，空气在处理腔内与收集液的接触时间较长；而处理液在微槽201中的流动时间较长，处理液与空气的接触时间亦因此增加。这有利于提高收集液对颗粒物的吸附量，从而提高采集效率。此外，使用该空气采集模组时只需往采集器内通入空气和注入收集液即可，使用方便。本发明提供的空气采集模组，对于空气中的病毒的采集效率高，结构简单，使用方便。
根据本发明的一些实施例，所述处理腔的壁面设置有微槽，所述微槽与所述处理腔连通，所述微槽的输入端与所述液体入口连通，所述微槽的输出端与所述液体出口连通，所述微槽用于供所述收集液流动。
根据本发明的一些实施例，所述采集器还包括液体汇集部和液体出口部，所述液体出口部的内腔为所述液体出口，所述液体汇集部的顶端与所述主体部的底端连接，所述液体出口部与所述液体汇集部的底端连接，沿所述收集液从所述液体出口流出所述采集器的方向上，所述液体汇集部的宽度逐渐减小。
根据本发明的一些实施例，所述采集器还包括气体汇集部和气体出口部，所述气体出口部的内腔为所述气体出口，所述气体汇集部的底端与所述主体部的顶端连接，所述气体出口部与所述气体汇集部的顶端连接，沿所述空气从所述气体出口流出所述采集器的方向上，所述气体汇集部的宽度逐渐减小。
根据本发明的一些实施例，所述采集器还包括液体入口部，所述液体入口部的内腔为所述液体入口，所述液体入口部与所述主体部的顶部连接或者与所述气体汇集部连接。
根据本发明的一些实施例，所述采集器还包括气体入口部，所述气体入口部的内腔为所述气体入口，所述气体入口部与所述主体部的底部连接或者与所述液体汇集部连接。
根据本发明的一些实施例，还包括真空泵，所述真空泵与所述气体出口部连接，所述真空泵用于驱动所述采集器中的气体从所述气体出口离开所述处理腔。
根据本发明的一些实施例，所述主体部呈圆柱状。
根据本发明的一些实施例，所述液体入口设置有多个，多个所述液体入口沿所述主体部的周向分布。
根据本发明的第二方面实施例的分析检测装置，包括如上所述的空气采集模组。
根据本发明实施例的分析检测装置，至少具有如下有益效果：对病毒的采集效率和检测效率较高。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为本发明实施例的空气采集模组的示意图；
图2为一些实施例中微槽的结构简化示意图；
图3为主体部的横截面的示意图；
图4为图3中A区域的放大示意图。
附图标记：101-采集器，102-主体部，103-液体汇集部，104-气体入口部，105-液体入口部，106-气体汇集部，107-液体出口部，108-气体出口部，109-处理腔，110-气体出口，201-微槽，202-液体入口，203-液体出口，301-气体入口。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本发明提供了一种空气采集模组，参照图1至图4，空气采集模组包括采集器101和驱动泵(驱动泵未具体示出)，采集器101包括主体部102，主体部102的内部具有处理腔109，采集器101具有气体入口301、气体出口110、液体入口202和液体出口203，气体入口301、气体出口110、液体入口202和液体出口203均与处理腔109连通。驱动泵与采集器101连接，空气在驱动泵的驱动作用下从气体入口301进入处理腔109中，并从气体出口110离开处理腔109；收集液从液体入口202进入处理腔109中，收集液从液体出口203离开处理腔109。气体入口301的中心线沿主体部102的周向延伸，气体入口301和气体出口110沿主体部102的轴向间隔设置，因此，空气从气体入口301进入处理腔109中之后会沿处理腔109的壁面流动，且在处理腔109的壁面的阻挡作用下，气体沿处理腔109的壁面螺旋运动至气体出口110，参照图1，气体的运动轨迹为螺旋线。收集液沿处理腔109的壁面亦从液体入口202流动至液体出口203，收集液用于吸附气体中的颗粒物。处理腔109的壁面供收集液流动的部分为流动区域，空气能够流经流动区域，因此空气在采集器101中能够与收集液接触。
参照图2和图4，处理腔109的壁面设置有微槽201，收集液可以在微槽201内流动。参照图4，微槽201与处理腔109连通，因此微槽201内的收集液可以与处理腔109中的空气接触；微槽201的输入端与液体入口202连通，微槽201的输出端与液体出口203连通。微槽201的宽度方向对应主体部102的周向，微槽201的宽度在十微米到一千微米之间。基于微槽201的尺寸特点，液体在微槽201内流动的阻力较大，且液体在微槽201内主要在毛细作用下流动，相比于液体主要在重力作用下流动的情况，液体的流动速度较慢。因此设置微槽201有利于提高收集液与空气的接触时间，提高采集效率。
需要说明的是，本发明中，气体入口301、气体出口110、液体入口202和液体出口203具体可以是孔、开口，也可以是采集器101中类似管件的部位的内腔。参照图1，采集器101还包括气体入口部104、液体入口部105、气体出口部108和液体出口部107，气体入口部104、液体入口部105、气体出口部108和液体出口部107均呈管状。气体入口部104的内腔为气体入口301，液体入口部105的内腔为液体入口202，气体出口部108的内腔为气体出口110，液体出口部107的内腔为液体出口203。上述所述的周向和轴向，并不严格限定主体部102为圆柱状，主体部102也可以是椭圆柱状。气体入口301的中心线具体可以是指孔或管腔的轴线。
上述出/入口与处理腔109之间的连通可以是直接连通，也可以是间接连通。参考图1和图2，液体出口203与处理腔109的连通方式为间接连通，具体来说，液体出口部107与液体汇集部103连接，液体汇集部103与主体部102连接，液体出口203与液体汇集部103的内腔连通，液体汇集部103的内腔又与处理腔109连通(液体汇集部103的结构和作用下文会再作说明)。参照图1和图3，气体入口部104与主体部102直接连接，气体入口301与处理腔109的连通方式为直接连通。
下面简要说明该空气采集模组分离空气中的病毒气溶胶样本的工作原理。空气螺旋运动，因此空气中的颗粒物在离心作用下被甩向处理腔109的壁面并与微槽201中的收集液接触，颗粒物与收集液接触后被收集液吸附，附着在颗粒物上的病毒也因此被收集液吸附；这样就保证了颗粒物与收集液的有效接触，从而保证了病毒的采集效率。由于空气螺旋运动，空气的运动路径较长，空气在处理腔109内与收集液的接触时间较长；而处理液在微槽201中的流动时间较长，处理液与空气的接触时间亦因此增加。这有利于提高收集液对颗粒物的吸附量，从而提高对病毒的采集效率。此外，使用该空气采集模组时只需往采集器101内通入空气和注入收集液即可，使用方便。本发明提供的空气采集模组，对于空气中的病毒的采集效率高，结构简单，使用方便。
图2示出了一些实施例中的微槽201结构，微槽201呈分支结构。参照图1，主体部102呈圆柱状，这一形状设置的主体部102较为容易加工，且有利于减少气体与主体部102的内壁的剧烈碰撞，减少紊流，保证气体沿螺旋路径运动。液体入口部105设置有多个，即液体入口202设置有多个，多个液体入口202沿主体部的周向分布；设置多个液体入口202可以提高采集器101内的收集液的流量，提高采集效率。
在一些实施例中，采集器101还包括液体汇集部103，液体汇集部103的顶端与主体部102的底端连接，液体出口部107与液体汇集部103的底端连接；沿收集液从液体出口203流出采集器101的方向上，液体汇集部103的宽度逐渐减小。此处的液体汇集部103的宽度是指，液体汇集部103的横截面的径向尺寸。参照图1，收集液会在重力的作用下沿液体汇集部103的内壁面流动，并自上而下地通过液体出口203从而流出采集器101，液体汇集部103的宽度自上而下逐渐减小。为了给空气有足够的流动空间，主体部102的宽度(指主体部102的横截面的径向尺寸)会设置地比较大，而液体出口203的宽度通常与管路进行适配，液体出口203的宽度远小于主体部102的宽度；因此，液体汇集部103的这种形状设置主要用于衔接尺寸差异较大的主体部102和液体出口203。
与之类似，在一些实施例中，除了液体汇集部103，采集器101还包括气体汇集部106，气体汇集部106的底端与主体部102的顶端连接，气体出口部108与气体汇集部106的顶端连接，沿空气从气体出口110流出采集器101的方向上，气体汇集部106的宽度逐渐减小。气体汇集部106的宽度是指气体汇集部106的横截面的径向尺寸。气体会自下而上地通过气体出口110离开采集器101，气体汇集部106的宽度自下而上逐渐减小。气体汇集部106的这种形状设置同样是为了衔接尺寸差异较大的主体部102和气体出口110。
对应地，收集液的流动设置为自上而下流动，以免重力成为收集液流动的阻力；故液体入口202需要高于液体出口203，液体入口部105与主体部102的顶部连接，或者液体入口部105与气体汇集部106连接。而气体的流动设置为自下而上流动，保证空气与收集液充分接触；故气体入口301需要低于气体出口110，气体入口部104与主体部102的底部连接，或者气体入口部104与气体汇集部106连接。
液体入口部105与主体部102连接便于采集器101的制造加工，而液体入口部105与主体部102的顶部连接则是为了在上述基础上增加微槽201的长度，增加收集液与空气的接触时间；相对于液体入口部105与主体部102的顶部连接，液体入口部105与气体汇集部106连接，能够进一步增加微槽201的长度，增加收集液与空气的接触时间。
气体入口部104与主体部102的底部连接可以为空气提供足够长的运动路径，增加空气与收集液的接触时间；相对于气体入口部104与主体部102的底部连接，气体入口部104与液体汇集部103连接能够进一步增加空气的运动路径长度，增加空气与收集液的接触时间。
驱动泵的气体输入端与气源连接，气源可以是大气环境，也可以是储存有一定量的空气的容器，驱动泵的气体输出端则与气体入口部104连接，驱动泵通过气体入口301往采集器101内输入空气。随着处理腔109内的空气量逐渐增加，处理腔109内的气压大于外界大气压，空气会从采集器101中排出。收集液的供给可以通过液泵实现(例如，具体设置为注射泵)，液泵的输入端与储存有收集液的储液容器连接，液泵的输出端与液体入口部105连接，液泵将收集液从液体入口202输入采集器101中。
需要说明的是，气体入口301和气体出口110之间的距离大于气体入口301与液体出口203之间的距离，气体出口110比液体出口203大，且基于主体部102与液体汇集部103的形状差异，空气从气体入口301进入采集器101后，空气从液体出口203离开采集器101的阻力大于空气从气体出口110离开采集器101的阻力。因此，大部分气体会向上螺旋运动从气体出口110离开采集器101(小部分气体会从液体出口203离开采集器101)。
本发明还提供了一种分析检测装置，该分析检测装置包括上述实施例所述的空气采集模组，由于空气采集模组对病毒的采集效率较高，该分析检测装置对病毒的整体检测效率较高。分析检测装置包括空气采集模组和检测仪器，根据检测对象或检测参数的不同，可以将空气采集模组与不同类型的检测仪器进行连接，检测仪器可以是液相色谱分析仪、毛细管电泳仪、荧光检测仪、核酸分析仪、质谱仪等。检测仪器的样品输入端通过转接头与采集器101的液体出口部107连接，吸附有颗粒物的收集液会通过转接头流入检测仪器中，检测仪器后续对收集液进行检测、分析。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (9)
1.空气采集模组，空气能够进入所述空气采集模组中并与所述空气采集模组内的收集液接触，所述收集液用于吸附所述空气中的颗粒物，其特征在于，包括：
采集器，所述采集器包括主体部，所述主体部的内部具有处理腔，所述处理腔的壁面开设有微槽，所述微槽与所述处理腔连通，所述采集器还具有气体入口、气体出口、液体入口和液体出口，所述微槽的输入端与所述液体入口连通，所述微槽的输出端与所述液体出口连通；
驱动泵，与所述采集器连接，所述驱动泵用于驱动所述空气进出所述采集器；
所述气体入口、所述气体出口、所述液体入口和所述液体出口均与所述处理腔连通，所述气体入口和所述气体出口沿所述主体部的轴向间隔设置，所述气体入口的中心线沿所述主体部的周向延伸，以使所述空气能够在所述驱动泵的驱动下沿所述处理腔的壁面流动，且所述空气从所述气体入口螺旋运动至所述气体出口；
所述收集液能够从所述液体入口进入所述处理腔，并沿所述微槽流动至所述液体出口，所述空气能够流经所述微槽。
2.根据权利要求1所述的空气采集模组，其特征在于，所述采集器还包括液体汇集部和液体出口部，所述液体出口部的内腔为所述液体出口，所述液体汇集部的顶端与所述主体部的底端连接，所述液体出口部与所述液体汇集部的底端连接，沿所述收集液从所述液体出口流出所述采集器的方向上，所述液体汇集部的宽度逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的空气采集模组，其特征在于，所述采集器还包括气体汇集部和气体出口部，所述气体出口部的内腔为所述气体出口，所述气体汇集部的底端与所述主体部的顶端连接，所述气体出口部与所述气体汇集部的顶端连接，沿所述空气从所述气体出口流出所述采集器的方向上，所述气体汇集部的宽度逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的空气采集模组，其特征在于，所述采集器还包括液体入口部，所述液体入口部的内腔为所述液体入口，所述液体入口部与所述主体部的顶部连接或者与所述气体汇集部连接。
5.根据权利要求3所述的空气采集模组，其特征在于，所述采集器还包括气体入口部，所述气体入口部的内腔为所述气体入口，所述气体入口部与所述主体部的底部连接或者与所述液体汇集部连接。
6.根据权利要求3所述的空气采集模组，其特征在于，还包括真空泵，所述真空泵与所述气体出口部连接，所述真空泵用于驱动所述采集器中的气体从所述气体出口离开所述处理腔。
7.根据权利要求1所述的空气采集模组，其特征在于，所述主体部呈圆柱状。
8.根据权利要求7所述的空气采集模组，其特征在于，所述液体入口设置有多个，多个所述液体入口沿所述主体部的周向分布。
9.分析检测装置，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的空气采集模组。
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