CN113933217B - 一种生物气溶胶发生和平衡系统及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种生物气溶胶发生和平衡系统，包括生物气溶胶发生器，用于给所述生物气溶胶发生器输送纯净空气的洁净空气分配系统，与所述生物气溶胶发生器相连的平衡厢，设于所述平衡厢上的温度控制系统，用于控制平衡厢内气溶胶的湿度控制系统，设于所述平衡厢上用于所述平衡厢内各处气溶胶均匀温度和湿度的扰流装置，以及与所述生物气溶胶发生器、洁净空气分配系统、平衡厢、温度控制系统和湿度控制系统相连的控制装置。本发明还提供一种生物气溶胶发生和动态平衡的应用。本发明能模拟研究各种生物气溶胶的发生和动态平衡，并且可以快速调节系统的温度和湿度，实现其对生物气溶胶上生物活性物质实时变化进行研究。
Description
技术领域
本发明涉及生物气溶胶技术领域，更具体地，涉及一种生物气溶胶发生和平衡系统及其应用。
背景技术
目前室内空气污染已成为一个主要的公共卫生问题，并可能对各类人群的健康构成威胁。特别是空气动力直径为0.02-100μm的可通过空气传播的生物体或它们与非生物物质相互聚集的气溶胶颗粒物。这主要是因为室内适宜的温度、湿度等非常有利于气溶胶中微生物如细菌，真菌，病毒，花粉，它们的片段及代谢的副产物等的传播和增殖进而危害人体健康。至今仍肆虐全球的新型冠状病毒可以在封闭环境中通过生物气溶胶进行快速传播和生存，严重威胁正常的人类活动，因此生物气溶胶相关的研究至关重要。
公开号为CN201193988的中国专利文献，公开了一种微生物气溶胶发生装置，包括通过气体管路依次连接的压缩空气供给处理装置、喷雾装置和干燥缓冲装置，其中：外部气体经压缩空气供给装置处理为一稳定压强的气流后，通入到喷雾装置，喷雾装置内盛装有微生物溶液，用以喷雾发生微生物气溶胶并将之与输入的气流混合生成气溶胶，混合后的气溶胶再通过干燥缓冲装置进行干燥。
但上述方案只能产生生物气溶胶，没有生物气溶胶平衡装置，不能对生物气溶胶进行的温度进行控制，不便于做相关的研究。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中进行生物气溶胶相关研究时局限性大的不足，提供一种生物气溶胶发生和平衡系统。本发明能模拟研究各种生物气溶胶的发生和动态平衡，并且可以快速调节系统的温度和湿度，实现其对生物气溶胶上生物活性物质实时变化进行研究。
本发明的目的可采用以下技术方案来达到：
一种生物气溶胶发生和平衡系统，包括生物气溶胶发生器，用于给生物气溶胶发生器输送纯净空气的洁净空气分配系统，与生物气溶胶发生器相连的平衡厢，设于平衡厢上的温度控制系统，用于控制平衡厢内气溶胶的湿度控制系统，设于平衡厢上用于平衡厢内各处气溶胶均匀温度和湿度的扰流装置，以及与生物气溶胶发生器、洁净空气分配系统、平衡厢、温度控制系统和湿度控制系统相连的控制装置。洁净空气分配系统把经过消毒的清洁空气输送到生物气溶胶发生器内，生物气溶胶发生器需要在保持生物活性的情况下把发生液均匀分散到清洁空气中形成活性生物气溶胶，生成的生物气溶胶通入平衡厢内，生物气溶胶发生器还可以调节体系中生物气溶胶的粒径分布和浓度。温度控制系统可以调节平衡厢内的温度，湿度控制系统控制平衡厢内的气溶胶的湿度，扰流装置使平衡厢内的气溶胶流动，避免平衡厢内不同位置的气溶胶浓度、温度和湿度等参数差别很大。控制装置控制和调节整个装置的运行。这样就可以用于不同温度湿度等的环境参数下的生物气溶胶的环境行为、暴露和预防控制等方面的研究。
进一步的，温度控制系统包括设于平衡厢内的温度检测器、能提供不同温度的循环水的循环水箱、与循环水箱相连设于平衡厢外壁上的热交换结构，温度检测器和循环水箱与控制装置相连。热交换结构可以是环绕在循环水箱外壁上的循环水管，也可以是，平衡厢是双层夹套式结构，热交换结构为双层夹套式结构的外层，循环水进入到双层夹套式结构的夹层中，与平衡厢进行热交换从而控制平衡厢内的温度，也可以是其他能够实现热交换的机构，均不影响本方案的实现。控制装置与温度检测器和循环水箱相连，当温度检测装置实时监测平衡厢内部的温度，并反馈给控制装置，控制装置根据设定参数控制循环水箱的运行，如决定循环水箱提供的循环水的温度、水流速度以及启停时间等。
进一步的，湿度控制系统包括用于检测平衡厢内部湿度的湿度检测器、连接于生物气溶胶发生器和平衡厢之间的干燥管、以及连接于生物气溶胶发生器和平衡厢之间的气管，气管和干燥管上均设有控制气体流量的气阀，控制装置与湿度检测器及气阀相连。当湿度检测器检测到平衡厢内部湿度过高时，控制装置使气管上的气阀减少流量或关闭，使干燥管上的气阀增大气体流量；检测到平衡厢内部湿度较低时，控制装置使干燥管上的气阀减少流量或关闭，使气管上的气阀增大气体流量。这样就能实现调节平衡厢内部的湿度。
进一步的，湿度控制系统包括用于检测平衡厢内部湿度的湿度检测器、用于调节气溶胶湿度的反渗式干燥管、以及与湿度检测器相连通的控制装置，反渗式干燥管一端与生物气溶胶发生器相连，另一端与平衡厢相连。反渗式干燥管包括外壳以及设于外壳内的反渗膜，反渗式干燥管使用时，湿润的气体通入反渗膜内，再在反渗膜与外壳之间形成的通道内通入干燥的气体或者使用真空泵对通道抽气形成低压环境，这样在湿润气体内的水汽就会通过反渗膜扩散到反渗膜之外，被流动的空气吹走或被真空泵抽走。
进一步的，扰流装置为磁力风扇，磁力风扇的扇叶设于平衡厢内部，磁力风扇的动力装置设于平衡厢外部，磁力风扇的扇叶表面设有抗粘涂层。磁力风扇通过使平衡厢内部的气体扰动，使得生物气溶胶更均匀地分布在平衡厢内，减少生物气溶胶中溶质的沉降。不粘涂层可以减少溶质微粒粘附在磁力风扇的扇叶上，避免后续的使用过程中粘附的溶质微粒会造成污染。同时由于扇叶是由设于平衡厢外部的动力装置驱动的，提高了平衡厢的密封性，同时通电的动力装置不设于平衡厢内部可以减少生物气溶胶收到静电力的吸引粘附。
进一步的，洁净空气分配系统包括依次相连的空气压缩机、减压阀、流量控制器以及空气过滤器，空气过滤器通过空气快速接头与生物气溶胶发生器连接。空气压缩机泵入空气，由于空气压缩机所提供的气体气压并不稳定，需要通过减压阀调节到适宜的气压。空气压缩机和流量控制装置与控制装置相连，根据设定的参数控制装置控制空气的压缩机启停，流量控制装置放出需要的空气量。同时，还可以通过减压阀和流量控制装置改变进入空气进入生物气溶胶发生器的压力和流量，从而使得生物气溶胶发生器所制造的气溶胶的浓度和粒径分布发生改变。空气过滤器把空气中的粉尘、微生物等污染物过滤掉以免对平衡厢内的生物气溶胶造成污染。
进一步的，还包括用于实时监测平衡系统内部气溶胶粒子的粒径分布与数量浓度的气溶胶粒径谱仪，平衡厢的一侧在垂直高度上等距分布有多个采样口，气溶胶粒径谱仪可以通过采样口实时监测平衡厢内气溶胶的粒径分布和浓度。采样口还可以用于对平衡厢内的生物气溶胶进行取样来检测如活性等的数据。
进一步的，平衡厢内设有用于检测平衡厢内部气压的气压检测器，平衡厢与生物气溶胶发生器之间还设用于控制生物溶胶进入平衡厢流量的分流器。通过分流器控制生物气溶胶进入平衡厢的流量，从而控制平衡厢内的气压，多余的生物气溶胶则被分流器排走，不进入平衡厢内，排出的生物气溶胶则经过无害化处理后排放。
进一步的，平衡厢内设有用于检测平衡厢内部气压的气压检测器，平衡厢上还设有泄压阀。通过泄压阀排出一部分气体来控制平衡厢内的气压，排出的生物气溶胶则经过无害化处理后排放。
进一步的，生物气溶胶发生器为液体微生物气溶胶发生器。
进一步的，平衡厢内壁设有抗粘层。抗粘层能减少微生物粘附在平衡厢内壁上，避免微生物对平衡厢内壁的腐蚀。
进一步的，平衡厢内还设有用于清洁残留微生物的清洁系统。清洁系统可以为紫外线灯、高温高压灭菌装置等均不影响本方案的实现。
本发明还提供一种生物气溶胶发生和动态平衡的应用，包括以下步骤：
S1：选择所要研究的微生物样品溶液，通过适当扩增后获得一定浓度的发生液，在洁净工作台内取适量转移至已经灭菌的生物气溶胶发生器的盛液瓶中，密封后转移等待下一步气路接入操作。
S2：将装有发生液的生物气溶胶发生器水平固定在底座上，调整好发生器的内部装置与液面的相对高度，然后将其与气路相连并检查气密性和管路流量，检查无误后可进行气溶胶发生程序。
S3：生物气溶胶发生器工作一段时间后关闭，生物气溶胶进入平衡厢进行动态平衡，平衡一定的时间后，用采样器进行采样并经过培育后进行计数。采样器可以是液体撞击式采样器和六段撞击式采样器等，均不影响本方案的实现。
S4：在步骤S3进行的同时，可以实时记录平衡厢内温度和相对湿度随时间的变化情况来评价平衡厢对所发生的生物气溶胶的平衡效率。
S5：重复进行步骤S1-S4，配置相同浓度的发生液做重复实验，但每次实验生物气溶胶进入平衡厢进行动态平衡的时间不同，各次实验的平衡时间的数值为等差数列。
进一步的，步骤S3中，采样器为液体撞击式采样器，液体撞击式采样器采集样品后，使用稀释液进行100、10-1、10-2、10-3、10-4和10-5的梯度稀释。稀释液可以为PBS缓冲液或者生理盐水的等。取100微升进行涂布后将琼脂平板置于37℃的恒温培养箱孵育24h后初步计数，然后再孵育24h～48h补充计数，按照计算公式得到采集气溶胶样本中细菌浓度：
进一步的，采样器为六段撞击式采样器，将琼脂板放入六段撞击式采样器中进行采样后，将琼脂板置于37℃的恒温培养箱孵育24h后初步计数。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)通过温度控制系统能实现程序控温能快速调节平衡厢内的温度，便于研究温度对生物气溶胶的影响。
(2)湿度控制系统能在生物气溶胶活性损失最小的情况下，自由调节湿度，便于研究湿度对生物气溶胶的影响。
(3)可以快速实时的调节体系中生物气溶胶的粒径浓度，改变其生存环境实现实时的生物气溶胶的动态平衡，可用于多环境因子参数下的生物气溶胶的环境行为、暴露和预防控制等方面的研究。
(4)平衡厢上设置了不同高度的采样口，可以对不同高度的生物气溶胶的数量浓度、粒径分布等平衡状态同期检测并进行多方位的研究工作，提高了数据的准确性。
(5)磁力风扇的扇叶表面的抗粘涂层和平衡厢内壁的抗粘层有效地防止了生物气溶胶中溶质的粘附沉积。
(6)本发明提供的生物气溶胶发生和动态平衡的应用的操作简单，得出的实验结果准确直观。
附图说明
图1为本发明的生物气溶胶发生和平衡系统的结构示意图。
图2为本发明中生物气溶胶的生物活性实时平衡图。
图3为本发明中生物气溶胶的生物相对湿度实时平衡图。
图4为本发明中温度控制系统效果图。
图示标记说明如下：
1-生物气溶胶发生器，2-平衡厢，3-循环水箱，4-反渗式干燥管，5-磁力风扇，6-空气压缩机，7-减压阀，8-流量控制器，9-空气过滤器，10-气溶胶粒径谱仪，11-采样口，12-紫外线灯。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
如图1所示，一种生物气溶胶发生和平衡系统，包括生物气溶胶发生器1，用于给生物气溶胶发生器1输送纯净空气的洁净空气分配系统，与生物气溶胶发生器1相连的平衡厢2，设于平衡厢2上的温度控制系统，用于控制平衡厢2内气溶胶的湿度控制系统，设于平衡厢2上用于平衡厢2内各处气溶胶均匀温度和湿度的扰流装置，以及与生物气溶胶发生器1、洁净空气分配系统、平衡厢2、温度控制系统和湿度控制系统相连的控制装置。洁净空气分配系统把经过消毒的清洁空气输送到生物气溶胶发生器1内，生物气溶胶发生器1需要在保持生物活性的情况下把发生液均匀分散到清洁空气中形成活性生物气溶胶，生成的生物气溶胶通入平衡厢2内，生物气溶胶发生器1还可以调节体系中生物气溶胶的粒径分布和浓度。温度控制系统可以调节平衡厢2内的温度，湿度控制系统控制平衡厢2内的气溶胶的湿度，扰流装置使平衡厢2内的气溶胶流动，避免平衡厢2内不同位置的气溶胶浓度、温度和湿度等参数差别很大。控制装置控制和调节整个生物气溶胶发生和平衡系统的运行。这样就可以用于不同温度湿度等的环境参数下的生物气溶胶的环境行为、暴露和预防控制等方面的研究。
如图1所示，温度控制系统包括设于平衡厢2内的温度检测器、能提供不同温度的循环水的循环水箱3、与循环水箱3相连设于平衡厢2外壁上的热交换结构，温度检测器和循环水箱3与控制装置相连。平衡厢2是双层夹套式结构，热交换结构为双层夹套式结构的外层，循环水进入到双层夹套式结构的夹层中，与平衡厢2进行热交换从而控制平衡厢2内的温度。控制装置与温度检测器和循环水箱3相连，当温度检测装置实时监测平衡厢2内部的温度，并反馈给控制装置，控制装置根据设定参数控制循环水箱3的运行，如决定循环水箱3提供的循环水的温度、水流速度以及启停时间等。
如图1所示，湿度控制系统包括用于检测平衡厢2内部湿度的湿度检测器、用于调节气溶胶湿度的反渗式干燥管4、以及与湿度检测器相连通的控制装置，反渗式干燥管4一端与生物气溶胶发生器1相连，另一端与平衡厢2相连。反渗式干燥管4包括外壳以及设于外壳内的反渗膜，反渗式干燥管4使用时，湿润的气体通入反渗膜内，再在反渗膜与外壳之间形成的通道内通入干燥的气体或者使用真空泵对通道抽气形成低压环境，这样在湿润气体内的水汽就会通过反渗膜扩散到反渗膜之外，被流动的空气吹走或被真空泵抽走。反渗式干燥管4为Nafion干燥管。
如图1所示，扰流装置为磁力风扇5，磁力风扇5的扇叶设于平衡厢2内部，磁力风扇5的动力装置设于平衡厢2外部，磁力风扇5的扇叶表面设有抗粘涂层。磁力风扇5通过使平衡厢2内部的气体扰动，使得生物气溶胶更均匀地分布在平衡厢2内，减少生物气溶胶中溶质的沉降。不粘涂层可以减少溶质微粒粘附在磁力风扇5的扇叶上，避免后续的使用过程中粘附的溶质微粒会造成污染。同时由于扇叶是由设于平衡厢2外部的动力装置驱动的，提高了平衡厢2的密封性，同时通电的动力装置不设于平衡厢2内部可以减少生物气溶胶收到静电力的吸引粘附。磁力风扇5的扇叶设于平衡厢2底部中央，可有效改变气流扰动状态和停留时间，抗粘涂层为聚四氟乙烯。
如图1所示，洁净空气分配系统包括依次相连的空气压缩机6、减压阀7、流量控制器8以及空气过滤器9，空气过滤器9通过空气快速接头与生物气溶胶发生器1连接。空气压缩机6泵入空气，由于空气压缩机6所提供的气体气压并不稳定，需要通过减压阀7调节到适宜的气压。空气压缩机6和流量控制装置与控制装置相连，根据设定的参数控制装置控制空气的压缩机启停，流量控制装置放出需要的空气量。同时，还可以通过减压阀7和流量控制装置改变进入空气进入生物气溶胶发生器1的压力和流量，从而使得生物气溶胶发生器1所制造的气溶胶的浓度和粒径分布发生改变。空气过滤器9把空气中的粉尘、微生物等污染物过滤掉以免对平衡厢2内的生物气溶胶造成污染。
如图1所示，还包括用于实时监测平衡系统内部气溶胶粒子的粒径分布与数量浓度的气溶胶粒径谱仪10，平衡厢2的一侧在垂直高度上等距分布有多个采样口11，气溶胶粒径谱仪可以通过采样口11实时监测平衡厢2内气溶胶的粒径分布和浓度。采样口11还可以用于对平衡厢2内的生物气溶胶进行取样来检测如活性等的数据。
如图1所示，平衡厢2内设有用于检测平衡厢2内部气压的气压检测器，平衡厢2与生物气溶胶发生器1之间还设用于控制生物溶胶进入平衡厢2流量的分流器。通过分流器控制生物气溶胶进入平衡厢2的流量，从而控制平衡厢2内的气压，多余的生物气溶胶则被分流器排走，不进入平衡厢2内，排出的生物气溶胶则经过无害化处理后排放。
如图1所示，生物气溶胶发生器1为液体微生物气溶胶发生器1。
如图1所示，平衡厢2内壁设有抗粘层。抗粘层能减少微生物粘附在平衡厢2内壁上，避免微生物对平衡厢2内壁的腐蚀。抗粘层为聚四氟乙烯层。
如图1所示，平衡厢2内还设有用于清洁残留微生物的清洁系统。清洁系统包括能消毒灭菌的紫外线灯12。
实施例2
本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中，湿度控制系统包括用于检测平衡厢2内部湿度的湿度检测器、连接于生物气溶胶发生器1和平衡厢2之间的干燥管、以及连接于生物气溶胶发生器1和平衡厢2之间的气管，气管和干燥管上均设有控制气体流量的气阀，控制装置与湿度检测器及气阀相连。当湿度检测器检测到平衡厢2内部湿度过高时，控制装置使气管上的气阀减少流量或关闭，使干燥管上的气阀增大气体流量；检测到平衡厢2内部湿度较低时，控制装置使干燥管上的气阀减少流量或关闭，使气管上的气阀增大气体流量。这样就能实现调节平衡厢2内部的湿度。热交换结构为环绕在循环水箱3外壁上的循环水管，循环水管呈螺旋状环绕在平衡厢2外壁上。
平衡厢2内设有用于检测平衡厢2内部气压的气压检测器，平衡厢2上还设有泄压阀。通过泄压阀排出一部分气体来控制平衡厢2内的气压，排出的生物气溶胶则经过无害化处理后排放。
实施例3
一种生物气溶胶发生和动态平衡的应用，包括以下步骤：
S1：选择研究通用的安全的菌种大肠杆菌作为样品菌种，通过适当扩增后获得浓度为OD600nm＝1±0.1的发生液，在洁净工作台内取适量转移至已经灭菌的生物气溶胶发生器1的盛液瓶中，密封后转移等待下一步气路接入操作。
S2：将装有发生液的生物气溶胶发生器1水平固定在底座上，调整好发生器的内部装置与液面的相对高度，然后将其与气路相连并检查气密性和管路流量，检查无误后可进行气溶胶发生程序。
S3：生物气溶胶发生器1工作20分钟后关闭，生物气溶胶进入平衡厢2进行动态平衡，平衡时间为1小时，将采集到的样品使用生理盐水进行100、10-1、10-2、10-3、10-4和10-5的梯度稀释，取100微升进行涂布后将琼脂平板置于37℃的恒温培养箱孵育24h后初步计数，然后再孵育24h～48h补充计数，按照计算公式得到采集气溶胶样本中细菌浓度：
S4：在步骤S3进行的同时，实时记录平衡厢2内温度和相对湿度随时间的变化情况来评价平衡厢2对所发生的生物气溶胶的平衡效率。
S5：重复进行步骤S1-S4，配置相同浓度的发生液做重复实验，每次实验生物气溶胶发生器1的工作时间相同，但每次实验生物气溶胶进入平衡厢2进行动态平衡的时间增加1小时，直到生物气溶胶在平衡厢2内的动态平衡时间为18小时。即，第一次实验的动态平衡时间为1小时，第二次实验的动态平衡时间为2小时，第三次实验的动态平衡时间为3小时，直到第十八次实验的动态平衡时间为18小时，做完第十八次实验后即可结束实验。
如图2所示，图2为本发明中生物气溶胶的生物活性实时平衡图，从图2中可以看到，平衡厢2内的细菌气溶胶浓度在1小时内并没有发生明显的变化，说明细菌的活性并没有明显的下降，而在长尺度的时间段0-18小时内也没有发生明显的变化，说明平衡厢2对生物气溶胶的动态平衡效果非常好，气密性完全可以满足实验需要，而此时细菌浓度的逐渐降低可能归因于细菌自身营养物质短缺等并非平衡厢2内环境变化给予的压迫伤害，所以可以充分说明我们自主设计的生物气溶胶发生和平衡系统具有较好的稳定性和适用性。
如图3所示，图3为本发明中生物气溶胶的生物相对湿度实时平衡图，从图3可以看到连续平衡长达18小时内平衡厢2内的湿度只有微小的波动并没有发生明显的变化，说明平衡厢2对生物气溶胶的动态平衡效果非常好，气密性完全可以满足实验需要。
如图4所示，图4为本发明中温度控制系统效果图，从图4可以看到在短时间内快速的控制平衡厢2内的温度，说明温度控制系统可以快速准确控制平衡厢2的内部温度，完全可以满足不同温度下的生物气溶胶相关的研究需要。
实施例4
本实施例与实施例3类似，所不同之处在于，本实施例中，步骤S3中，采样器为六段撞击式采样器，将琼脂板放入六段撞击式采样器中进行采样后，将琼脂板置于37℃的恒温培养箱孵育24h后初步计数。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种生物气溶胶发生和动态平衡系统的应用，其特征在于，包括如下所述的生物气溶胶发生和平衡系统：
所述生物气溶胶发生和平衡系统包括生物气溶胶发生器（1），用于给所述生物气溶胶发生器（1）输送纯净空气的洁净空气分配系统，与所述生物气溶胶发生器（1）相连的平衡厢（2），设于所述平衡厢（2）上的温度控制系统，用于控制平衡厢（2）内气溶胶的湿度控制系统，设于所述平衡厢（2）上用于所述平衡厢（2）内各处气溶胶均匀温度和湿度的扰流装置，以及与所述生物气溶胶发生器（1）、洁净空气分配系统、平衡厢（2）、温度控制系统和湿度控制系统相连的控制装置；
所述湿度控制系统包括用于检测所述平衡厢（2）内部湿度的湿度检测器、用于调节气溶胶湿度的反渗式干燥管（4）、以及与所述反渗式干燥管（4）的相连的气压控制装置，所述反渗式干燥管（4）一端与所述生物气溶胶发生器（1）相连，另一端与所述平衡厢（2）相连，所述控制装置与所述湿度检测器、气压控制装置相连；
所述生物气溶胶发生和平衡系统还包括用于实时监测平衡系统内部气溶胶粒子的粒径分布与数量浓度的气溶胶粒径谱仪（10），所述平衡厢（2）的一侧在垂直高度上等距分布有多个采样口（11），所述气溶胶粒径谱仪可以通过所述采样口（11）实时监测所述平衡厢（2）内气溶胶的粒径分布和浓度；
还包括以下步骤：
S1：选择所要研究的微生物样品溶液，通过适当扩增后获得一定浓度的发生液，在洁净工作台内取适量转移至已经灭菌的生物气溶胶发生器（1）的盛液瓶中，密封后转移等待下一步气路接入操作；
S2：将装有发生液的生物气溶胶发生器（1）水平固定在底座上，调整好发生器的内部装置与液面的相对高度，然后将其与气路相连并检查气密性和管路流量，检查无误后可进行气溶胶发生程序；
S3：生物气溶胶发生器（1）工作一段时间后关闭，生物气溶胶进入平衡厢（2）进行动态平衡，平衡一定时间后，用采样器进行采样并经过培育后进行计数；
S4：在步骤S3进行的同时，可以实时记录平衡厢（2）内温度和相对湿度随时间的变化情况来评价平衡厢（2）对所发生的生物气溶胶的平衡效率；
S5：重复进行步骤S1-S4，配置相同浓度的发生液做重复实验，但每次实验生物气溶胶进入所述平衡厢（2）进行动态平衡的时间不同，各次实验的平衡时间的数值为等差数列。
2.根据权利要求1所述的生物气溶胶发生和动态平衡系统的应用，其特征在于，所述步骤S3中，所述采样器为液体撞击式采样器，所述液体撞击式采样器采集样品后，使用稀释液进行100、10-1、10-2、10-3、10-4和10-5的梯度稀释，取100微升进行涂布后将琼脂平板置于37℃的恒温培养箱孵育24 h后初步计数，然后再孵育24 h~48 h补充计数，按照计算公式得到采集气溶胶样本中细菌浓度：
3.根据权利要求1所述的生物气溶胶发生和动态平衡系统的应用，其特征在于，所述温度控制系统包括设于所述平衡厢（2）内的温度检测器、能提供不同温度的循环水的循环水箱（3）、与所述循环水箱（3）相连设于所述平衡厢（2）外壁上的热交换结构，所述温度检测器和循环水箱（3）与所述控制装置相连。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的生物气溶胶发生和动态平衡系统的应用，其特征在于，所述扰流装置为磁力风扇（5），所述磁力风扇（5）的扇叶设于所述平衡厢（2）内部，所述磁力风扇（5）的动力装置设于所述平衡厢（2）外部，所述磁力风扇（5）的扇叶表面及所述平衡厢（2）内壁均设有抗粘涂层。
5.根据权利要求4所述的生物气溶胶发生和动态平衡系统的应用，其特征在于，所述洁净空气分配系统包括依次相连的空气压缩机（6）、减压阀（7）、流量控制器（8）以及空气过滤器（9），所述空气过滤器通过空气快速接头与所述生物气溶胶发生器（1）连接。
6.根据权利要求5所述的生物气溶胶发生和动态平衡系统的应用，其特征在于，所述平衡厢（2）内设有用于检测所述平衡厢（2）内部气压的气压检测器，所述平衡厢（2）与生物气溶胶发生器（1）之间还设用于控制生物溶胶进入所述平衡厢（2）流量的分流器。
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