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空氣中微生物氣溶膠采樣技術

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健康關系密切。因此，近年來學者們越來越重視空氣中微生物氣溶膠的采樣技術。

   空氣中微生物氣溶膠的采樣器種類繁多，常用的有自然沉降類、撞擊類和沖擊類。空氣微生物采樣器的選擇應該結合采樣目的、對象和環(huán)境、采樣器的靈敏性等情況，同時能盡可能反映樣本的原始狀態(tài)來綜合判斷。

自然沉降法

   自然沉降法是1881年由德國細菌學家Koch建立的，它是讓測定區(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，我國的醫(yī)療衛(wèi)生機構在調(diào)查空氣中微生物氣溶膠的分布和粒譜時也常常選擇自然沉降法，因為它使用方便，操作簡單，經(jīng)濟，能夠初步了解某環(huán)境空氣中細菌的污染狀況。

自然沉降法的主要缺點：

• 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為暴露時間（min）），該公式忽略了顆粒大小這一基本因素。

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

• 外界氣流易對采樣結果造成影響。在實踐過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風，所以容易造成同一環(huán)境的多次采樣結果有偏差。

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，這類采樣器能作空氣微生物的定量測定。

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

   Andersen采樣器是一種6級篩板式空氣微生物采樣器，通過模擬人體呼吸道的結構及空氣動力學特征進行采樣。Andersen采樣器由6個帶有400個微細圓形孔的金屬撞擊圓盤組成，每個圓盤的圓孔孔徑由上到下遞減，而氣流速度則由上到下遞增，盤下放置裝有培養(yǎng)基的平板，使空氣微生物氣溶膠顆粒按其大小逐級撞擊在6層培養(yǎng)基平板上。

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

Andersen采樣器的優(yōu)點：

• 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。

• 操作簡單，適宜范圍廣泛。                                

Andersen采樣器的缺點:

   容易引起誤差，因為存在壁損失，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，同時采樣步驟較為繁雜，所需營養(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采樣器和多級液體撞擊式采樣器等。

   Porton采樣器是由英國生物研究中心Porton制造的，它使用方便、價格低廉、易消毒、可以反復使用、有效地延伸了采樣器的檢測范圍，適用于高濃度的空氣微生物采樣。此外，采樣液的保護作用使得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，使用者可以隨時對樣本進行檢測，了解空氣中微生物的構成，測出空氣中活微生物數(shù)量。

   Porton采樣器采集的是液體樣本，所以可以同時進行多種實驗，選用不同的測定方法分別分析。此外，可以加入適宜的營養(yǎng)液或保存液于液體樣本中，使微生物能長期保存。

Porton采樣器的缺點：

• 適宜進行長時間采樣。不適宜現(xiàn)場多次采樣。不適宜

• 不適宜現(xiàn)場多次采樣。在低溫條件下不適宜采樣。因為采樣生物中生長，

• 在低溫條件下不適宜采樣。因為采樣液溫度過低不利于微生物在液體中生長，采樣液的適宜溫度在10~20 ℃之間。

• 對于低濃度的微生物采樣很難檢測。

其他方法

   近年來新出現(xiàn)的空氣采樣法有離心法、過濾阻留法、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運動產(chǎn)生的離心力獲得一定動量，并因其慣性偏離氣體流線，撞擊沉著于采集面上。

過濾阻留法

   過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。此類采樣器的特點是效率高，并且在低溫條件下也可以進行采樣。但不耐受干燥的微生物會被吹干致死。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機的圓柱或圓錐部分高速氣旋時的慣性，將氣流中的微生物顆粒分離出來，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植物進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)帶運動的熱泳原理，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。同時還應快速測定微生物顆粒的濃度，直接判斷其種類和測量氣溶膠的粒譜。空氣采樣器還應具有采集粒譜范圍寬、操作簡單、使用便利和靈敏度高等特點。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，應該結合采樣目的和環(huán)境，綜合考慮其是否便于采樣、是否對生物活性不造成損害、是否有利于進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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