空氣中微生物氣溶膠采樣技術(shù)

溶膠是指懸浮在空氣中的微生物形成的膠體體系。自然界中含有大量微生物氣溶膠，以粒徑為0.1~20.0μm的微生物氣溶膠與人類(lèi)健康關(guān)系密切。因此，近年來(lái)學(xué)者們?cè)絹?lái)越重視空氣中微生物氣溶膠的采樣技術(shù)。

   空氣中微生物氣溶膠的采樣器種類(lèi)繁多，常用的有自然沉降類(lèi)、撞擊類(lèi)和沖擊類(lèi)?？諝馕⑸锊蓸悠鞯倪x擇應(yīng)該結(jié)合采樣目的、對(duì)象和環(huán)境、采樣器的靈敏性等情況，同時(shí)能盡可能反映樣本的原始狀態(tài)來(lái)綜合判斷。

自然沉降法

   自然沉降法是1881年由德國(guó)細(xì)菌學(xué)家Koch建立的，它是讓測(cè)定區(qū)域空氣中的微生物氣溶膠顆粒由于重力作用，在一定時(shí)間內(nèi)逐步沉降到帶有培養(yǎng)介質(zhì)平板內(nèi)的一種采樣方法。自然沉降法是空氣中微生物氣溶膠采集常用的方法之一，我國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)在調(diào)查空氣中微生物氣溶膠的分布和粒譜時(shí)也常常選擇自然沉降法，因?yàn)樗褂梅奖悖僮骱?jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，能夠初步了解某環(huán)境空氣中細(xì)菌的污染狀況。

自然沉降法的主要缺點(diǎn)：

• 奧梅梁斯基公式具有局限性。奧梅梁斯基公式，即C=50000 N/AT（C為細(xì)菌濃度（cfu/m³），N為培養(yǎng)后平板上的菌落數(shù)， A為平板面積（cm²），T為暴露時(shí)間（min）），該公式忽略了顆粒大小這一基本因素。

• 短時(shí)間內(nèi)難以測(cè)出空氣中粒徑較小的微生物氣溶膠。通常認(rèn)為5μm以下的顆粒是空氣傳播疾病的危險(xiǎn)顆粒。自然沉降法一般只能采集到＞8μm的微生物氣溶膠，對(duì)于＜5μm的微生物氣溶膠采樣效率不高。

• 外界氣流易對(duì)采樣結(jié)果造成影響。在實(shí)踐過(guò)程中很難控制采樣條件，而自然沉降法采樣條件要求靜止無(wú)風(fēng)，所以容易造成同一環(huán)境的多次采樣結(jié)果有偏差。

撞擊法

   撞擊法是指空氣中微生物氣溶膠顆粒獲得足夠的慣性后，脫離氣流撞擊于固體平板上的一種采樣方法，這類(lèi)采樣器能作空氣微生物的定量測(cè)定。

   固體撞擊式采樣器常見(jiàn)的是安德森（Andersen）采樣器。此外，還有我國(guó)自行研制的JWL型采樣器、THK系列和MTM系列采樣器、英國(guó)的Casella裂隙式采樣器等。

   Andersen采樣器是一種6級(jí)篩板式空氣微生物采樣器，通過(guò)模擬人體呼吸道的結(jié)構(gòu)及空氣動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行采樣。Andersen采樣器由6個(gè)帶有400個(gè)微細(xì)圓形孔的金屬撞擊圓盤(pán)組成，每個(gè)圓盤(pán)的圓孔孔徑由上到下遞減，而氣流速度則由上到下遞增，盤(pán)下放置裝有培養(yǎng)基的平板，使空氣微生物氣溶膠顆粒按其大小逐級(jí)撞擊在6層培養(yǎng)基平板上。

   Andersen采樣器各級(jí)捕獲的微粒直徑為：第1級(jí)＞7.0μm；第2級(jí)4.7~7.0μm；第3級(jí)3.3~4.7μm；第4級(jí)2.1~3.3μm；第5級(jí)1.1~2.1μm；第6級(jí)0.65~1.1μm。

Andersen采樣器的優(yōu)點(diǎn)：

• 生物失活率低，存活率高。

• 敏感性高。由于Andersen采樣器采樣流量不大， 并且能夠讓采集到的活性顆粒立即進(jìn)入有利于繁殖的條件。

• 采集粒譜范圍寬。Andersen采樣器可采集粒徑在0.2~20μm范圍內(nèi)的微生物氣溶膠

• 采樣效率高。在適宜的采樣范圍內(nèi)，Andersen采樣器效率非常高，尤其是采集空氣中的感染顆粒，即呼吸道易沉著顆粒。

• 操作簡(jiǎn)單，適宜范圍廣泛。                                

Andersen采樣器的缺點(diǎn):

   容易引起誤差，因?yàn)榇嬖诒趽p失，顆粒從采集面滑脫和被打碎等。此外，Andersen采樣器不適用于壓力敏感型微生物，同時(shí)采樣步驟較為繁雜，所需營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板也較多。

沖擊法

   沖擊式采樣器中常用的是液體沖擊式采樣器Porton采樣器、AGI-30采樣器、Shipe采樣器和多級(jí)液體撞擊式采樣器等。

   Porton采樣器是由英國(guó)生物研究中心Porton制造的，它使用方便、價(jià)格低廉、易消毒、可以反復(fù)使用、有效地延伸了采樣器的檢測(cè)范圍，適用于高濃度的空氣微生物采樣。此外，采樣液的保護(hù)作用使得Porton采樣器可以采集到脆弱的微生物，如病毒和立克次氏體的采樣。由于采樣器采集的是液體樣本，使用者可以隨時(shí)對(duì)樣本進(jìn)行檢測(cè)，了解空氣中微生物的構(gòu)成，測(cè)出空氣中活微生物數(shù)量。

   Porton采樣器采集的是液體樣本，所以可以同時(shí)進(jìn)行多種實(shí)驗(yàn)，選用不同的測(cè)定方法分別分析。此外，可以加入適宜的營(yíng)養(yǎng)液或保存液于液體樣本中，使微生物能長(zhǎng)期保存。

Porton采樣器的缺點(diǎn)：

• 適宜進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間采樣。不適宜現(xiàn)場(chǎng)多次采樣。不適宜

• 不適宜現(xiàn)場(chǎng)多次采樣。在低溫條件下不適宜采樣。因?yàn)椴蓸由镏猩L(zhǎng)，

• 在低溫條件下不適宜采樣。因?yàn)椴蓸右簻囟冗^(guò)低不利于微生物在液體中生長(zhǎng)，采樣液的適宜溫度在10~20 ℃之間。

• 對(duì)于低濃度的微生物采樣很難檢測(cè)。

其他方法

   近年來(lái)新出現(xiàn)的空氣采樣法有離心法、過(guò)濾阻留法、氣旋法、靜電法、生物采樣法、虛擬濃縮法和溫差迫降法。

離心法

   離心法是空氣中微生物氣溶膠顆粒利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力獲得一定動(dòng)量，并因其慣性偏離氣體流線，撞擊沉著于采集面上。

過(guò)濾阻留法

   過(guò)濾阻留法是空氣中的微生物顆粒，由于抽氣裝置的作用，被阻留在濾材上。此類(lèi)采樣器的特點(diǎn)是效率高，并且在低溫條件下也可以進(jìn)行采樣。但不耐受干燥的微生物會(huì)被吹干致死。此外，濾膜孔徑容易被堵塞，不易維持恒定的采氣量。

氣旋法

   氣旋法是利用空氣在旋風(fēng)機(jī)的圓柱或圓錐部分高速氣旋時(shí)的慣性，將氣流中的微生物顆粒分離出來(lái)，然后被內(nèi)壁上的循環(huán)沖洗采樣液采集。

靜電法

   靜電法是使空氣中的微生物氣溶膠顆粒，由于高壓靜電場(chǎng)的作用帶上一定量的電荷，使其被帶相反電荷的采集面吸附，從而將其采集。

生物采樣法

   生物采樣法選用敏感的動(dòng)植物進(jìn)行空氣微生物氣溶膠的采樣。

虛擬濃縮法

   虛擬濃縮法是聯(lián)合使用其他采樣器，將大流量空氣中的微生物氣溶膠顆粒濃縮到小流量中，以此達(dá)到提高效率的目的。

溫差迫降法

   溫差迫降法是根據(jù)顆粒從高溫區(qū)帶向低溫區(qū)帶運(yùn)動(dòng)的熱泳原理，使空氣中微生物氣溶膠顆粒沉降在采樣面。

   空氣微生物采樣器應(yīng)能保證采集的微生物活性免受外界因素的影響，并能盡快地使之生長(zhǎng)。同時(shí)還應(yīng)快速測(cè)定微生物顆粒的濃度，直接判斷其種類(lèi)和測(cè)量氣溶膠的粒譜?？諝獠蓸悠鬟€應(yīng)具有采集粒譜范圍寬、操作簡(jiǎn)單、使用便利和靈敏度高等特點(diǎn)。但目前常用的空氣采樣方法各有利弊，在選擇采樣方法之前，應(yīng)該結(jié)合采樣目的和環(huán)境，綜合考慮其是否便于采樣、是否對(duì)生物活性不造成損害、是否有利于進(jìn)行粒譜分析等多方面影響因素，從而選擇適宜的空氣微生物氣溶膠采樣方法。

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