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，在一定時間內逐步沉降到帶有培養介質平板內的一種采樣方法。自然沉降法是空氣中微生物氣溶膠采集常用的方法之一，我國的醫療衛生機構在調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，經濟，能夠初步了解某環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為培養后平板上的菌落數， 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范圍內的微生物氣溶膠

• 采樣效率高。在適宜的采樣范圍內，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。不適宜現場多次采樣。不適宜

• 不適宜現場多次采樣。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，然后被內壁上的循環沖洗采樣液采集。

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

   溫差迫降法是根據顆粒從高溫區帶向低溫區帶運動的熱泳原理，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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