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潔凈室內(nèi)微孔濾膜空氣微生物采樣器的研制
閱讀：1422 發(fā)布時(shí)間：2010-4-29
摘要 研制的雙采樣頭大流量微孔濾膜空氣微生物采樣器為6級Andersen空氣微生物采樣器效率的77%～96%。適用于空氣潔凈環(huán)境的生物潔凈度檢測和病房、公共場合的致病微生物檢測，也可用于一般環(huán)境的空氣微生物檢測。
中圖分類號 R122.1 X830.1
Development of air microbe sampler with micropore filter membrane
Hu qingxuan, Che Fengxiang, Xu Xouzhi, Jiang Li, Lu Jiancun, Liu Minxia
Institute of Microbiology and Epidemiology,Academy of Military Medical Sciences,Beijing 100071,China
Dual head air microbe sampler with a large flow capacity of 100 liters per minute was manufactured.The sampler possesses simple structures,light weight,convenient operation and higher sampling efficency,equal to 77%～96% of the grade six Anderson sampler.Sampling time is a main factor affecting sampling effciency.This device is suitable for the determination of degree of biological clean air in clean environment and the detection of the pathogenic microbes in ward and public places and also microbes in ordinary environment.
Key words: sampler, air microbe, filter membrane
隨著食品工業(yè)、制藥工業(yè)、生物育種、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，生物潔凈技術(shù)也隨之迅速發(fā)展。過去空氣生物潔凈度的檢測采用平皿沉降法，所需的采樣皿多，取樣時(shí)間長，而且沉降粒子易受通風(fēng)氣流和粒子大小影響。按照《美聯(lián)邦209，B-E》的標(biāo)準(zhǔn)，100級生物潔凈室空氣中生物粒子數(shù)應(yīng)＜3.5個(gè)/m3。為保證采樣過程中絕大多數(shù)情況下都能合理采集到生物粒子，在100級潔凈室中采集到生物粒子所必需的空氣取樣量為856L［1］，為此需要大流量的空氣微生物采樣器。另外在電影院、商場等公共場所和傳染病醫(yī)院，也需要大流量的采樣器。為此，我們研制了空氣流量可達(dá)到100L/min的微孔濾膜空氣微生物采樣器。
1 工作原理
微孔濾膜采樣的工作原理不僅是能阻攔大于濾膜孔徑的微生物粒子，而且通過慣性撞擊、擴(kuò)散、重力沉降和靜電吸附作用能捕集生物小粒子，所以其阻留效率高。儀器工作時(shí)，由抽氣泵抽取待測環(huán)境中一定量的空氣，空氣中的生物粒子被阻留在濾膜上。將濾膜貼在固體培養(yǎng)基上，在適宜的溫度下，濾膜上的微生物在培養(yǎng)基上生長成菌落，按照采樣時(shí)間和采樣空氣流量計(jì)算出空氣微生物粒子濃度（個(gè)/m3）。
2 結(jié)構(gòu)
本機(jī)的總體結(jié)構(gòu)主要分為采樣裝置、抽氣和流量計(jì)測裝置及支架三大部分。
2.1 采樣裝置
由采樣座和2個(gè)采樣頭組成。每個(gè)采樣頭由底座、橡膠密封圈、不銹鋼網(wǎng)托、鎖環(huán)和進(jìn)氣筒組成。采樣時(shí)，擰下鎖環(huán)，將預(yù)先消毒處理的微孔濾膜放在不銹鋼網(wǎng)托上，放上進(jìn)氣筒，擰緊鎖環(huán)。采樣前需校正采樣空氣流量。校正時(shí)，去掉進(jìn)氣筒，換上特制的帶有接氣咀的園錐形的上蓋，裝上濾膜，旋緊鎖環(huán)，在采樣進(jìn)氣口和采樣頭后各連一轉(zhuǎn)子流量計(jì)，調(diào)節(jié)采樣頭后的轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量，使采樣進(jìn)氣口前轉(zhuǎn)子流量計(jì)的空氣流量達(dá)到額定的空氣流量，即采樣空氣流量。有2個(gè)采樣頭，在潔凈空氣環(huán)境下，可采同一種空氣微生物，在普通環(huán)境下，可采2種不同的空氣微生物，即將2張采樣濾膜分別放在培養(yǎng)介質(zhì)不同的培養(yǎng)皿中，在適宜的溫度下分別進(jìn)行培養(yǎng)和計(jì)測菌落數(shù)。
2.2 抽氣和流量計(jì)測裝置
2.2.1 抽氣泵
按照國家醫(yī)藥總局招標(biāo)課題的要求，空氣微生物采樣器應(yīng)為采用濾過式的濾膜采樣器；作為采集生物粒子的濾材采用北京化工學(xué)校生產(chǎn)的醋酸纖維素微孔濾膜。微孔濾膜阻力大，孔徑0.45μm、?φ80mm的微孔濾膜的阻力大于30kPa，為環(huán)境保護(hù)常規(guī)監(jiān)測使用的孔徑1μm、?φ80mm的玻璃纖維濾膜阻力的15倍以上。青島市*技術(shù)研究所在KB系列采樣泵的基礎(chǔ)上研制的抽氣泵的空載流量＞180L/min、負(fù)載流量＞100L/min、壓差大于75kPa，本采樣泵重量僅12.5kg。
2.2.2 流量計(jì)
ZL-140型氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)，量程40～140L/min。出氣口和進(jìn)氣口均為錐體形，可直接插在抽氣泵泵體的進(jìn)氣口上，安裝非常方便，用一軟管和采樣頭相連，采樣流量由轉(zhuǎn)子流量計(jì)上的針閥調(diào)節(jié)。
2.3 支架
折疊式三角架。由螺旋將采樣頭固定在三角架上，采樣高度由升降桿從1m可調(diào)節(jié)到1.5m。
3 性能測試結(jié)果
3.1 微孔濾膜正面與反面的采樣效果
微孔濾膜的光滑面為正面，粗糙面為反面。表1表明，無論以正面或反面作為采樣面，采樣效果沒有明顯差別（P＞0.05）。
表1 以微孔濾膜正面或反面采樣效果的比較
| | 采樣菌落數(shù)（cfu）（1） | A/B | 采樣菌落數(shù)（cfu）（2） | A/B | ||
| | 正面（A） | 反面（B） | 正面（A） | 反面（B） | ||
| 1 | 227 | 181 | 1.25 | 760 | 513 | 1.48 |
| 2 | 149 | 133 | 1.12 | 314 | 322 | 0.98 |
| 3 | 122 | 142 | 0.86 | 440 | 336 | 1.38 |
| 4 | 123 | 107 | 1.15 | 236 | 482 | 0.40 |
| 5 | 97 | 84 | 1.15 | 433 | 475 | 0.91 |
| X | 143.6 | 129.4 | 1.11 | 436.6 | 425.6 | 1.05 |
注：（1）28.3L/min,1min （2）100L/min,10min
3.2 水煮微孔濾膜對采樣效果的影響
考慮到微孔濾膜在生產(chǎn)過程中殘留的化學(xué)物質(zhì)對采集在濾膜上的微生物的生長是否有影響，為此將微孔濾膜放在燒杯內(nèi)加入適量的蒸餾水煮沸10分鐘后，將杯內(nèi)水倒掉，如此重復(fù)3次，再在35℃溫箱內(nèi)烘干，用環(huán)氧乙烷消毒后采樣。微孔濾膜水煮后對空氣微生物的采樣效果下降，水煮后烘干并容易發(fā)生卷曲。
3.3 采樣時(shí)間對采樣效果的影響
采樣時(shí)間分別為1、3、5、7和9min 5種，或反向交替進(jìn)行。以采樣效率高的通用Andersen生物粒子采樣器（簡稱AS）作參照。結(jié)果，微孔濾膜采樣器和AS采樣器采集的空氣微生物粒子濃度均隨采樣時(shí)間增加而減少。微孔濾膜采樣器采樣時(shí)間小于3min及AS采樣器采樣時(shí)間小于7min時(shí)，對采集的空氣微生物粒子濃度的影響不明顯。1～9min采樣時(shí)間內(nèi)微孔濾膜采樣器對空氣微生物粒子采樣的效率為AS采樣器的77%。
3.4 空氣流量對采樣效果的影響
AS采樣器的采樣空氣流量為28.3L/min，微孔濾膜采樣器的采樣空氣流量分別為28.3、50、80、90和100L/min 5種。采樣空氣流量由28.3L/min依次增大到100L/min或由100L/min依次減少到28.3L/min交替進(jìn)行，采樣時(shí)間均為3min。微孔濾膜采樣器采集的空氣微生物粒子濃度隨采樣空氣流量的增加而減少；但采樣空氣流量小于100L/min時(shí)，對采集的空氣微生物粒子濃度的影響不明顯。而從AS采樣器的采樣結(jié)果看，外界空氣微生物粒子濃度是穩(wěn)定的。
3.5 兩個(gè)采樣頭采集樣效果的比較
不同采樣時(shí)間（1～9min）、不同采樣流量（15.6～100L/min）、不同環(huán)境下2個(gè)采樣頭采的空氣微生物粒子數(shù)（cfu）分別為191.2和192.8，比值為0.99。兩個(gè)采樣頭對空氣微生物粒子的采樣效果沒有明顯差別（P＞0.05）。
3.6 幾種空氣微生物采樣器采樣效果的比較
以100L/min的氣流量分別采樣為6min和10min。從表2看出，微孔濾膜采樣器與MF-45采樣器、AS采樣器對空氣微生物的采樣效果沒有顯著差別（P＞0.05）；而微孔濾膜采樣器的采樣*高于JWL-1型采樣器（P＜0.05）。
表2 四種空氣微生物采樣器采樣效果的比較（n=10）
| 采樣器 | 菌粒濃度（個(gè)/m3） | 相對采樣效率（%） | ||
| 6min | 10min | 6min | 10min | |
| 微孔濾膜 | 813 | 668 | 100 | 100 |
| MF-45 | 704 | 629 | 86.6 | 94.2 |
| Andersen | 847 | 837 | 104.2 | 125.3 |
| JWL-1 | 524 | 455 | 64.4 | 68.1 |
* 國家醫(yī)藥總局招標(biāo)課題
作者簡介：胡慶軒，男，大學(xué)，實(shí)驗(yàn)師
參考文獻(xiàn)
1.曹后志，趙旭東.生物潔凈室浮游微生的的檢測容量.太原工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1989，20（2）：42—47
2.陳明偉，郭炫，高淑萍，等.呼吸道感染病原菌6年回顧性調(diào)查分析.中華醫(yī)院感染學(xué)雜志，1998，8（1）：22—23
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