一种生物气溶胶粒子的监测方法技术

本发明专利技术公开了一种生物气溶胶粒子的监测方法，属于化学和生物传感领域

【技术实现步骤摘要】
一种生物气溶胶粒子的监测方法


[0001]本专利技术涉及生物传感
，特别是涉及一种生物气溶胶粒子的监测方法
。

技术介绍

[0002]生物气溶胶在地球大气中分布广泛，并在大气的化学和物理作用
、
生态系统
、
气候和公共卫生等方面发挥着重要作用
。
传统的离线生物气溶胶监测方法是通过重力
、
惯性
、
过滤与静电将生物气溶胶颗粒收集到收集介质上，然后进行培养
、
观测以获取浓度
、
组成等信息
。
在线监测生物气溶胶主要是核酸检测
、
荧光光谱法，质谱
、
色谱
、
紫外光谱
、
红外光谱
、
拉曼光谱等技术也有应用
。
核酸检测法具有特异性
、
灵敏度高，检测速度快，但技术操作难度大，需要熟练的专业人员，且基因芯片只能一次性使用，成本过高
。
荧光光谱法除具有核酸检测灵敏度高
、
特异性强
、
可痕量分析的优点外，操作比较简便且探测范围大，但不易排除非生物荧光粒子干扰，荧光颗粒种类鉴别存在困难
。
[0003]以上方法本质上均是通过激发光诱导生物荧光原理来对生物气溶胶进行监测，其原理是测量单个粒子在短波长激发光诱导下的本征荧光光强或光谱，根据荧光强度或荧光光谱特征区分生物粒子和非生物粒子
。r/>但是，空气中存在一些干扰粒子，如花粉
、
纸屑
、
植物碎片
、
含多环芳烃的颗粒物以及部分尘埃等，在短波长激发下也可以发出与微生物粒子强度接近且光谱特性不易辨识的本征荧光
。
从原理上就决定了基于激发光诱导本征荧光原理的生物气溶胶监测方法和装备的误报问题
。

技术实现思路

[0004]为了改善上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种生物气溶胶粒子的监测方法
。
[0005]一种生物气溶胶粒子的监测方法，包括：通过检测生物气溶胶样本中含有的金属离子的浓度，从而监测空气中生物气溶胶粒子的浓度；
[0006]所述生物气溶胶样本为含有金属离子的细菌和
/
或真菌生物气溶胶样本
。
[0007]根据本专利技术的实施方案，所述金属离子可以包括以下金属离子中的一种或两种以上：钾离子
、
钙离子
、
钠离子
、
锶离子
、
铁离子
、
镁离子
。
[0008]根据本专利技术的实施方案，所述金属离子的浓度可以通过金属离子检测器测试得到，例如所述金属离子检测器选自下述仪器中的任意一种：火焰光度检测器
、
原子吸收检测器
、
电感耦合等离子检测器
、X
射线荧光检测器
、
激光诱导击穿光谱检测器
。
[0009]根据本专利技术的实施方案，所述生物气溶胶样本可以为气体样本或液体样本
。
例如，所述液体样本为将采集的生物气溶胶样本转化为去离子水溶液后的液体样本
。
[0010]根据本专利技术的实施方案，所述监测方法包括：以洁净空气样本作为空白样本
。
[0011]根据本专利技术的实施方案，所述金属离子的浓度的检测通过光谱解析算法得到
。
[0012]根据本专利技术的一个实施方案，所述生物气溶胶离子的监测方法包括如下步骤：
[0013]步骤
A
，开启金属离子检测器，待基线稳定后将洁净样本通入所述金属离子检测器中，并记录洁净样本
(
即空白样本
)
中
I
种金属离子的浓度信号随时间的变化，待金属离子的
浓度信号稳定后，记录该信号值作为样品背景信号
S
(0
，
I)
＝
∑(S
(0
，
i)
)
；
[0014]步骤
B
，将生物气溶胶样本通入所述金属离子检测器中，所述生物气溶胶样本中所含有的金属离子被检测到，并引起金属离子浓度信号的变化，记录该时刻金属离子
I
的信号值为
S
(t
，
I)
＝
∑(S
(t
，
i)
)
；
[0015]步骤
C
，通过光谱解析算法
F(S
(t
，
I)
‑
S
(0
，
I)
)
计算金属离子
I
浓度的信号的变化值为
S
(
Δ
，
I)
；
[0016]步骤
D
，当
S
(
Δ
，
I)
大于阈值时，
S
(
Δ
，
I)
为监测报警模块的触发信号，表示监测到生物气溶胶样本，且根据
S
(
Δ
，
I)
的值确定生物气溶胶粒子的浓度
。
[0017]根据本专利技术的实施方案，所述光谱解析算法
F(S
(t
，
I)
‑
S
(0
，
I)
)
为利用一种金属离子光谱信号强度或组合利用两种及两种以上金属离子的相对光谱信号强度，来计算生物气溶胶样本特征信号浓度的变化值
S
(
Δ
，
I)
：
[0018]根据本专利技术的一种实施方案，所述光谱解析算法
F(S
(t
，
I)
‑
S
(0
，
I)
)
计算得到
S
(
Δ
，
I)
可以基于下述公式中的任意一种：
[0019]S
(
Δ
，
I)
＝
sqrt(S
(
Δ
，
I1)
)
；
[0020]S
(
Δ
，
I)
＝
sqrt(S
(
Δ
，
I1)
)
×
sqrt(S
(
Δ
，
I2)
)
；
[0021]S
(
Δ
，
I)
＝
sqrt(S
(
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种生物气溶胶粒子的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：通过检测生物气溶胶样本中含有的金属离子的浓度，从而监测空气中生物气溶胶粒子的浓度；所述生物气溶胶样本为含有金属离子的细菌和
/
或真菌生物气溶胶样本
。2.
根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述金属离子包括下述金属离子中的一种或两种以上：钾离子
、
钙离子
、
钠离子
、
锶离子
、
铁离子
、
镁离子
。3.
根据权利要求1或2所述的监测方法，其特征在于，所述金属离子的浓度通过金属离子检测器测试得到；优选地，所述金属离子检测器选自下述仪器中的任意一种：火焰光度检测器
、
原子吸收检测器
、
电感耦合等离子检测器
、X
射线荧光检测器
、
激光诱导击穿光谱检测器
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的监测方法，其特征在于，所述生物气溶胶样本为气体样本或液体样本
。5.
根据权利要求1‑4任一项所述的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：以洁净空气样本作为空白样本
。
优选地，所述金属离子的浓度的检测通过光谱解析算法得到
。6.
根据权利要求1‑5任一项所述的监测方法，其特征在于，所述生物气溶胶离子的监测方法包括如下步骤：步骤
A
，开启金属离子检测器，待基线稳定后将洁净样本通入所述金属离子检测器中，并记录洁净样本
(
即空白样本
)
中
I
种金属离子的浓度信号随时间的变化，待金属离子的浓度信号稳定后，记录该信号值作为样品背景信号
S
(0
，
I)
＝
∑(S
(0
，
i)
)
；步骤
B
，将生物气溶胶样本通入所述金属离子检测器中，所述生物气溶胶样本中所含有的金属离子被检测到，并引起金属离子浓度信号的变化，记录该时刻金属离子
I
的信号值为
S
(t
，
I)
＝
∑(S
(t
，
i)
)
；步骤
C
，通过光谱解析算法
F(S
(t
，
I)
‑
S
(0
，
I)
)
计算金属离子
I
浓度的信号的变化值为
S
(
Δ
，
I)
；步骤
D
，当
S
(
Δ
，
I)
大于阈值时，
S
(
Δ
，
I)
为监测报警模块的触发信号，表示监测到生物气溶胶样本，且根据
S
(
Δ
，
I)
的值确定生物气溶胶粒子的浓度
。7.
根据权利要求5或6所述的监测方法，其特征在于，所述光谱解析算法
F(S
(t
，
I)
‑
S
(0
，
I)
)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春举，张治元，李斌，董明，邱剑峰，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：