全自動空氣微生物採樣器的製作方法
2023-07-29 18:09:01 2
專利名稱：全自動空氣微生物採樣器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種全自動空氣微生物採樣器，特別涉及一種用於生物安全實驗室環境空氣採樣的空氣微生物採樣器，以便檢測分析可能存在的生物危害物質。
背景技術：
在人類社會的不斷向前發展的同時，越來越多的新發傳染病出現，傳播速度越來越快，威脅著全人類的生命和健康。2003年爆發的SARS流行和2004年發生高致病性禽流感以及2009年出現的甲型Hmi流感給全世界各國人民的健康、經濟發展乃至國家生物安全造成了現實的和潛在的威脅。為了應對新發傳染病，世界各國建立了大量的高等級生物安全實驗室，由此也引起了實驗室廢氣對環境的汙染以及對人類健康的危害，如1979年前蘇聯斯維爾德洛夫斯克城炭疽病暴發流行；2007年英國薩裡郡暴發口蹄疫疫情。2005年後我國高等級生物安全實驗室(包括BSL-3、ABSL-3、BSL-4和ABSL-4實驗室)的建設數量達到100多個，因此對實驗室內外環境的空氣監控、樣本採集和處理，已成為保障人員、環境生物安全的關鍵，迫在眉睫。生物致病性物質可以通過多種途徑傳播，其中空氣傳播最隱形、最廣泛、危害面積最大。空氣中既有非生物懸浮粒子，也有生物懸浮粒子，還有兩者的複合體。其中的有害生物粒子被吸入人體，將引發各種各樣的疾病。因而需要將這些有害微生物粒子有效地分離出來並收集到特定的液體中，用以實驗分析，以有效地控制生物致病因子引起的傳染疾病的發生。這需要定期採集大量的空氣樣本以便於實驗分析，及時控制生物危害。然而，目前應用較多的微生物採樣器通過濾膜過濾，採集到的菌較少不利於檢測，或採用撞擊式採樣器，屬於慣性撞擊，容易引起粒子滯留，達不到徹底分離的目的；氣流太大容易造成的將黏附採樣介質的水分吹乾，使已採集的粒子再懸浮隨氣流逃失，或者因水分散失導致微生物乾燥死亡，而小流量採樣器採集樣品容易造成漏檢。
發明內容
本發明的目的是提供一種全自動大流量的空氣微生物採樣器，它能自動在一定間隔內多次從空氣中濃縮分離出目標物質與採樣液混合形成樣品液，以便於進行實驗分析。本發明提供的一種全自動空氣微生物採樣器，包括樣品採集系統和樣液分配系統；所述樣品採集系統包括採樣頭、風機、衝擊採樣瓶、儲液瓶、注射泵和採樣泵；所述採樣頭的兩個出口分別與所述風機和衝擊採樣瓶相連通；所述採樣泵的氣體入口與所述衝擊採樣瓶相連通；所述儲液瓶依次與所述注射泵和衝擊採樣瓶相連通；所述樣液分配系統包括蠕動泵和注射裝置；所述蠕動泵與所述衝擊採樣瓶相連通，所述蠕動泵的出口通過管路與所述注射裝置相連接。上述的全自動空氣微生物採樣器中，所述採樣泵與所述衝擊採樣瓶的連通處可設於所述衝擊採樣瓶的中上部，以使所述採樣泵抽取所述衝擊採樣瓶中的空氣而形成一定的負壓。上述的全自動空氣微生物採樣器中，所述採樣頭與所述衝擊採樣瓶相連通的管路延伸至所述衝擊採樣瓶的中下部，以使所述採樣頭中的目標物質在負壓的作用下進入所述衝擊採樣瓶後與採樣液進行混合以得到樣品液。上述的全自動空氣微生物採樣器中，所述注射裝置為雙注射針頭，可同時採集多個樣品；所述蠕動泵通過三通閥與所述雙注射針頭相連通，所述三通閥將樣品液分配成兩路液體分別傳輸至所述雙注射針頭內。上述的全自動空氣微生物採樣器中，所述三通閥可為三通電磁閥。上述的全自動空氣微生物採樣器中，所述雙注射針頭分別與能使其在橫向方向上移動的橫向傳動結構和能使其在縱向方向上移動的縱向傳動結構相連接。上述的全自動空氣微生物採樣器中，所述樣品採集系統可與流量控制模塊、溫度控制模塊和/或時間控制模塊相連接；所述樣液分配系統與時間控制模塊相連接。上述的空氣微生物採樣器中，所述風機、採樣泵和注射泵與所述流量控制模塊相連接，可實現對空氣樣品和採樣液的流量控制。上述的全自動空氣微生物採樣器中，所述風機、採樣泵和注射泵與所述時間控制模塊相連接，可實現對採樣時間和採樣時間等參數的控制；所述蠕動泵與所述時間控制模塊相連接，可實現對樣液分配時間的控制。上述的全自動空氣微生物採樣器中，所述衝擊採樣瓶與所述溫度控制模塊相連接，可對所述衝擊採樣瓶中的樣品液的溫度進行控制，當起溫度低於零度時，則啟動加熱程序；當其溫度過高時，則啟動冷卻程序。本發明具有以下優點(1)本發明提供的採樣器中的採樣頭可採用兩級虛擬撞擊原理，從而可減少了粒子的壁損、獲得較高的粒徑切割效率。同時採樣流量大，提高了微生物粒子採集濃度，有利於進一步實驗分析，提高儀器靈敏度和準確性；(2)本發明實現了從樣品採集到樣液分配、保存的全自動控制，通過預設採樣時間和採樣間隔採集到不同時間點環境空氣樣品，然後經過精密傳動裝置實現對不同時間採集到的樣品進行分配，控制系統記錄樣品位置與採集時間，從而實現對一段時間內環境空氣的檢測分析；(3)本發明增加了一套溫度控控模塊裝置，既可以實現儀器低溫(零度以下)工作採樣，又可以控制溫度在較低溫度(零度以上)以利於樣品的長時間保存。
圖1為本發明提供的全自動空氣微生物採樣器的結構示意圖。圖中各標記如下1採樣頭、2風機、3衝擊採樣瓶、4注射泵、5儲液瓶、6採樣泵、7 蠕動泵、8三通電磁閥、9雙注射針頭、10樣品液收集管。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步說明，但本發明並不局限於以下實施例。
本實施例提供的全自動空氣微生物採樣器包括樣品採集系統和樣液分配系統；該樣品採集系統包括採樣頭1、風機2、衝擊採樣瓶3、儲液瓶5、注射泵4和採樣泵6 ；採樣頭1 的兩個出口分別與風機2和衝擊採樣瓶3相連通，且採樣頭1與衝擊採樣瓶3相連通的管路延伸至衝擊採樣瓶3的底部；採樣泵6的氣體入口與衝擊採樣瓶3的頂部相連通，氣體出口游離於空氣中，可實現對衝擊採樣瓶3進行抽氣以形成負壓，則採樣頭1中的樣品會以相應的流量通入至衝擊採樣瓶3中，採樣頭1中的另一部分樣品則通過風機2的作用排放至空氣中；儲液瓶5依次與注射泵4和衝擊採樣瓶3相連通，儲液瓶5中的採樣液在注射泵4 的作用下會泵入至衝擊採樣瓶3中，從而與樣品混合得到樣品液；風機2、採樣泵6和注射泵4均與流量控制模塊(圖中未示出)和時間控制模塊(圖中未示出)相連接；其中流量控制模塊用於實現對樣品流量和樣品液流量的精確控制；時間控制模塊用於實現對採樣時間和採樣間隔時間等參數的控制，從而可採集到不同時間內的不同空氣微生物樣品；衝擊採樣瓶3與溫度控制模塊相連接，用於實現對樣品液的溫度的控制，當其溫度低於過於預設溫度時，可分別啟動加熱程序和冷卻程序；樣液分配系統包括蠕動泵7和注射裝置；蠕動泵 與衝擊採樣瓶3相連通，蠕動泵7的出口通過三通電磁閥8與雙注射針頭9相連通； 雙注射針頭9分別與能使其在橫向方向上移動的橫向傳動結構(圖中未示出)和能使其在縱向方向上移動的縱向傳動結構(圖中未示出)相連接，橫向傳動結構可實現雙注射針頭 9的針頭定位，縱向傳動結構可實現雙注射針頭9的樣液注入；蠕動泵7也與時間控制模塊 (圖中未示出)相連接，可實現對樣液分配時間的控制。上述的全自動空氣微生物採樣器中，採樣頭1的類型和具體結構可根據實際需要進行選擇，以實現對不同粒徑的目標物的採集；注射裝置還可為與多通閥相連通的多注射針頭。使用上述全自動空氣微生物採樣器時，首先通過時間控制模塊預先設定每個樣品的採樣時間和樣品間的採樣時間間隔，通過流量控制模塊預先設定風機2和採樣泵6的採樣量；採樣開始後，同時啟動風機2和採樣泵6，將採樣頭1採集到的空氣中的微生物粒子傳輸至衝擊採樣瓶3內，待到達設定時間後自動停止採樣；然後啟動注射泵4，儲液瓶5中的採樣液在其作用下注入至擊採樣瓶3中與採集到的微生物粒子混合得到樣品液；此時啟動蠕動泵7，將樣品液從衝擊採樣瓶3下方出口排出，通過三通電磁閥8與雙注射針頭9將樣品液注入到樣品液收集管10中；採樣過程中，衝擊採樣瓶3內的溫度可通過溫度控制模塊進行監控，若溫度低於或過於預設溫度時，可分別啟動加熱程序和冷卻程序，保證樣品液處於正常的狀態。
權利要求
1.一種全自動空氣微生物採樣器，其特徵在於所述採樣器包括樣品採集系統和樣液分配系統；所述樣品採集系統包括採樣頭、風機、衝擊採樣瓶、儲液瓶、注射泵和採樣泵；所述採樣頭的兩個出口分別與所述風機和衝擊採樣瓶相連通；所述採樣泵的氣體入口與所述衝擊採樣瓶相連通；所述儲液瓶依次與所述注射泵和衝擊採樣瓶相連通；所述樣液分配系統包括蠕動泵和注射裝置；所述蠕動泵與所述衝擊採樣瓶相連通，所述蠕動泵的出口通過管路與所述注射裝置相連接。
2.根據權利要求1所述的採樣器，其特徵在於所述採樣泵與所述衝擊採樣瓶的連通處設於所述衝擊採樣瓶的中上部。
3.根據權利要求1或2所述的採樣器，其特徵在於所述採樣頭與所述衝擊採樣瓶相連通的管路延伸至所述衝擊採樣瓶的中下部。
4.根據權利要求1-3中任一所述的採樣器，其特徵在於所述注射裝置為雙注射針頭； 所述蠕動泵通過三通閥與所述雙注射針頭相連通。
5.根據權利要求4所述的採樣器，其特徵在於所述三通閥為三通電磁閥。
6.根據權利要求4或5所述的採樣器，其特徵在於所述雙注射針頭分別與能使其在橫向方向上移動的橫向傳動結構和能使其在縱向方向上移動的縱向傳動結構相連接。
7.根據權利要求1-6中任一所述的採樣器，其特徵在於所述樣品採集系統與流量控制模塊、溫度控制模塊和/或時間控制模塊相連接；所述樣液分配系統與時間控制模塊相連接。
8.根據權利要求7所述的採樣器，其特徵在於所述風機、採樣泵和注射泵與所述流量控制模塊相連接。
9.根據權利要求7或8所述的採樣器，其特徵在於所述風機、採樣泵和注射泵與所述時間控制模塊相連接；所述蠕動泵與所述時間控制模塊相連接。
10.根據權利要求7-9中任一所述的採樣器，其特徵在於所述衝擊採樣瓶與所述溫度控制模塊相連接。
全文摘要
本發明公開了一種全自動空氣微生物採樣器。所述採樣器包括樣品採集系統和樣液分配系統；所述樣品採集系統包括採樣頭、風機、衝擊採樣瓶、儲液瓶、注射泵和採樣泵；所述採樣頭的兩個出口分別與所述風機和衝擊採樣瓶相連通；所述採樣泵的氣體入口與所述衝擊採樣瓶相連通；所述儲液瓶依次與所述注射泵和衝擊採樣瓶相連通；所述樣液分配系統包括蠕動泵和注射裝置；所述蠕動泵與所述衝擊採樣瓶相連通，所述蠕動泵的出口通過管路與所述注射裝置相連接。本發明提供的採樣器中的採樣頭可採用兩級虛擬撞擊原理，從而可減少了粒子的壁損、獲得較高的粒徑切割效率。同時採樣流量大，提高了微生物粒子採集濃度，有利於進一步實驗分析，提高儀器靈敏度和準確性。
文檔編號C12M1/36GK102559486SQ20111043620
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者劉強, 劉毅, 寧海波, 李勁松, 李善文, 李娜, 楊文慧, 溫佔波, 王潔, 董曉凱, 鹿建春 申請人:中國人民解放軍軍事醫學科學院微生物流行病研究所, 北京滙豐隆生物科技發展有限公司