生物氣溶膠采樣器類型及病毒采樣使用效能淺析
一、采樣器的類型及優缺點
按采樣原理，可將采樣器分為重力沉降式、過濾式、靜電吸附式、撞擊式等四種類型，其中撞擊式采樣，按采樣介質分為液體撞擊和固體撞擊，按撞擊方式分為直接撞擊和離心撞擊等類型。
（一）重力沉降式生物氣溶膠采樣器
優點：操作簡單、價格低廉、應用廣泛
缺點：方法不準確，不同粒子大小不一樣、采樣概率也不一樣，采集效率低于其他類型采樣器。
由于是被動采樣，粒子漂移、擴散、沉降受氣體動力學干擾較大，會造成較大誤差。特別是對小粒子采集效率低，造成對環境暴露水平的低估，特別是病毒，不適合層流環境的采樣?
（二）過濾式生物氣溶膠采樣器
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優點：設備便攜，采集效率高
缺點：受濾材性能影響較大；采樣時阻力大；因氣流的吹擊、干燥等使病毒很快衰亡；采樣時間越長，采樣效率降低；使用明膠過濾膜會引入雜質后續影響生化實驗；采集樣品需從濾膜洗脫，處理過程較復雜，容易污染樣品；連續采樣前需更換或徹底處理前端進氣口，否則會有交叉污染。
（三）固體直接撞擊式生物氣溶膠采樣器
鼎藍大流量生物氣溶膠采樣器P-1000等。
優點：流量大，對大顆粒物采集效率高，采集速度快，可分粒徑收集?。
缺點：采樣時間不能過長，會影響微生物的存活力；采集大于1um的顆粒物效率較高，采集病毒等小顆粒效率低；適合培養法采樣；連續采樣前需更換或徹底清洗前端進氣口，否則會有交叉污染。
（四）固體離心撞擊式生物氣溶膠采樣器
固體離心撞擊式生物氣溶膠采樣器的采集原理是空氣高速旋轉，氣溶膠粒子在離心力作用下甩向邊緣的采樣介質而被捕獲。
?優點：流速較大，物理采集效率高于其他采樣器，粒徑范圍寬。
?缺點：由于撞擊對生物氣溶膠存在損傷，干燥作用可加速生物活性的衰亡；連續采樣前需更換或徹底清洗前端進氣口，否則會有交叉污染。
?（五）液體直接撞擊式生物氣溶膠采樣器
liquid impinge液體撞擊式采集：把空氣以一個角度抽進去“吹”或者撞向液體而采集氣體中顆粒物。鼎藍生物氣溶膠采樣器WA-15，鼎藍生物氣溶膠采樣器WB-15。
優點：對小粒子采集效果；采樣介質為液體，對脆弱微生物有保護作用。
缺點：收集效率受結構、粒子大小和收集液影響較大；不能長時間采樣，介質會揮發；速度快，撞擊損傷大；由于沖擊式采樣氣體沖擊速度快，沖擊力較大，因此該類采樣器流量通常較小；氣路和液路等采樣部件會被污染，容易造成二次采樣交叉污染。
（六）液體離心式生物氣溶膠采樣器
液體離心式生物氣溶膠器采樣器在結構設計上，又分為兩種類型，一種是濕壁氣旋式采樣器，一種旋風分離式采樣器。
1.?濕壁氣旋式采樣器
WETTED-WALL Cyclone濕壁氣旋主要是要把液體分布在采樣管的壁上，然后氣旋里的顆粒物直接沾到濕壁而被被采集到液體里。
?優點：該類型采樣器采集效率高。經測試，切割點低于0.5um，樣品液濃度高，整體循環液量大約30ml。
缺點：采樣器液路系統存在殘留，難以清洗干凈，導致二交采樣存在交叉污染。在測試過程，將采樣器置于安全柜中，分別使用清水、消毒液進行清洗，并對液路和氣路烘干，清洗和烘干時間分別做10min，20min，30min，60min，120min，清洗測試的結果表明，清洗時間越長，殘留越少，但通過核酸檢測，仍然有殘留。
由于濕壁采樣筒、采集液富集器及部分水循環管路為設備固定件，固定于儀器中，不便于拆卸，且不能徹底清洗滅菌，該產品可用于對高濃度的生物氣溶膠進行采樣，進行定量分析檢測，不適合對低濃度的生物氣溶膠進行采樣，樣品液不適用于核酸檢測。在每一次采樣結束時，必須進行長時間的清洗與烘干。
鼎藍科技W1000屬于濕壁氣旋式采樣器，由于W1000采樣存在殘留問題，導致采樣檢測結果存在誤差，實用性受限，因此被淘汰。
?2.旋風分離式采樣器
Cyclone separation旋風分離式是利用旋風的動力把顆粒富集到最下面撞擊進采樣液里。鼎藍生物氣溶膠采樣器WA-400，運用離心式采樣原理，干壁氣旋，實現固氣分離；濃縮的空氣樣品運用離心式采樣原理，溫壁氣旋，在采樣管里將氣溶膠采集到液體里。采用風機抽氣負壓設計，旋風采樣筒和樣品采集管進行模塊化設計，污染部件可快速拆卸更換。
優點：
（1）采集效率高
該產品設計的優點在于保持大流量（400L/min）的同時，通過濃縮空氣樣本，確保采樣器的采集效率，切割點0.468um。此外，在濃縮空氣樣本的基礎上，采取氣溶膠離心切割撞擊液體的采集方式，可保持樣品的采集效率的穩定性，減少采集液量，減少氣溶膠的逃逸概率，減少采集液的揮發速度，有利于延長提高樣品液濃度，縮短采樣耗費的時間。
（2）避免交叉污染
該產品設計可現場快速更換污染部件，可有效避免二次采樣的交叉污染，提高生物氣溶膠采樣與檢測的準確性。
（3）該產品輕巧便攜、觸屏控制、操作簡單，適用于快速機動采樣，快速檢測。
?二、采樣器病毒采樣使用效能的影響因素
各種不同類型的采樣器，都有各自的優點和缺點，有不同的適用場景。在采樣過程，要根據病毒采樣需求和特點，選用相應的采樣器，并遵循相應的使用要求，才能提高采樣效能。
（一）樣品液濃度
病毒采集液通常通過核酸檢測判定環境空氣中病毒氣溶膠存在及濃度的高低。樣品液濃度是檢測陽性率高低的重要依據。樣品液濃度受采樣器采集效率高低、流量大小、采樣時間長短、樣品液多少四個因素共同決定。通常情況下，采集效率越高、流量越大、采樣時間越長、樣品液越少，樣品液濃度越高。
1、采樣器采集效率
采樣器采集效率通常用一個參數切割點表示，即該采樣器對某粒徑的氣溶膠采集效率為50%，把這個料徑稱為該采樣器的切割點，粒徑大于該切割點的氣溶膠，采集效率高于50%。切割點越低，表明該采樣器的采集效率越高。采樣器的采集效率，與采集器采集方式，采樣器設計相關，是采樣器的固有特征參數。
采集效率高的采樣器有過濾式采樣器、液體撞擊式采樣器。
2采樣流量
在采樣時間相同的情況下，采樣器流量大，采集的空氣，相應的生物氣溶膠量多，采樣效能高，檢測的陽性率高。采集效率較低的大流量采樣器，可以通過大流量補償，在相同時間內采集到更多的病毒。
流量大的采樣器通常有：固體撞擊式采樣器，離心式采樣器。
3.采樣時間
采樣時間越長，可采集的氣溶膠顆粒越多。但采樣介質本身的耐受時間，及病毒氣溶膠在樣品介質上保存時間，又制約著采樣時間不能過長，需要根據采樣器特點及采樣需求科學確定采樣時間。
4.樣品液量
在采樣量相同的情況下，樣品液量的多少決定的樣品液濃縮，在一定程度上決定檢測結果的陽性率。
濕壁氣旋式采樣器需要的液量多，濕壁氣旋式采樣器和旋風分離式液體采樣器所需要的液量可多可少。
（二）樣品液處理
過濾式采樣、固體撞擊式采樣，需要經過處理，才能將樣品轉化成液體形態進行核酸檢測。一是樣品的轉化難免會有損失，這取決于處理過程樣品的轉化率，轉化率越高，使用效能越高；二是樣品處理所需要的液量越多，樣品液濃度越低，采樣器的使用效能越低；三是樣品在處理時，可能存在交叉污染，致使檢測結果出現假陽性；四是樣品處理過程中，增加了人員的暴露風險，因此，病毒采樣盡量減少處理環節。
（三）樣品液保存
采集樣品通常帶回實驗室檢測，在檢測前，需要對樣品進行正確保存，避免病毒變性。一是低溫保存，從采樣地點到實驗室，通常使用冷藏箱進行冷藏保存。二是使用病毒保存液保存，病毒保存液可在常溫下，一定的時間內確保病毒不變性。
?三、結論
病毒氣溶膠顆粒粒徑小，通常0.1um左右，因此要選用采集效率高，切割點的采樣器；空氣中病毒氣溶膠濃度通常不高，要優選大流量的采樣器；病毒通常采用核酸檢測方法，因此優先選用液體采樣器，樣品液可直接用于核酸檢測；由于核酸檢測靈敏度高，二次采樣容易交叉污染的采樣器不適用于病毒采樣，應優先選用污染部件可拆卸消毒的采樣器。
綜合以上分析，病毒采樣首選液體撞擊式采樣器。
鼎藍生物氣溶膠采樣器WA-400，該采樣器采集效率高，流量大，污染部件可現場快速拆卸更換，樣品液濃縮到3ml以內，濃度高。
鼎藍生物氣溶膠采樣器WA-15，采樣頭和采集管等污染部件可現場快速拆卸更換，可避免二次采樣的交叉污染，樣品液濃縮到3ml以內，濃度高，不足之處是流量小。同時，這兩款產品可實現采樣通路現場快速整體更換，避免交叉污染。
其次是選擇過濾式采樣器。過濾式采樣器的優點是采集效率高，但流量低，需要延長采樣時間補償。注意事項：二次采樣之間需要對進氣口進行徹底消毒，避免交叉污染；過濾膜轉化成液體樣品時，需要注意提高轉化率，避免轉化時造成交叉污染。
第三是選擇固體撞擊式采樣器，固體撞擊式采樣器的優點是流量大，但切割點較高，對細顆粒物采集效率低，需要通過流量和采樣時長進行補償。注意事項，固體撞擊式采樣也需要對進氣口進行徹底消毒，避免交叉污染；過濾膜轉化成液體樣品時，需要注意提高轉化率，避免轉化時造成交叉污染。
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