本发明专利技术公开了一种用来检测流体中的病原体与颗粒的方法与装置，其可检测一简单颗粒的颗粒大小与自身荧光。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般关于一种检测空气或水中颗粒的方法与系统，特别是有关于用来检测空气或水中颗粒并且将测得颗粒加以分类(classify)的方法与系统。本发 明在检测与分类过敏原及生物性战争试剂上特别有用，以下将针对此一用途来 ^^明本专利技术，但本专利技术亦可用于其它用途。
技术介绍
涉及释放诸如炭疽杆菌等生物性战争试剂的而对城市进行恐怖攻击活动 是目前备受关注的问题。由于武器化的炭疽杆菌孢子能够进入人体肺部，因此 极危险。对人类而言，炭疽杆菌孢子的致死吸入量LD50(足以杀死5W/。暴露于 该菌中的个人的剂量)估计约2500至50000个孢子，参见T.V. Inglesby等人于 JAMA， vol. 281. page 1735， 1999 (1999年发表于JAMA期刊第281巻第1735 页中)标题为"Anthrax as a Biological Weapon")。其它可能的武器化生物试 剂还有鼠疫杆菌(yersiniapestis，或称plague)、肉毒杆菌(clostridhim botulinum， 或称botulism)与土伦法兰西司杆菌法(francisdla tularcnsis)。有鉴于这些潜在的 威胁，目前需要一种早期警报系统以检测此类攻击活动。在医疗、健康与食品 工业中，使用能检测环境微生物量的实时检测器有利于公共卫生与质量的控制 及管理。例如，非肠胃道药物制造商需要监控其无菌室中的微生物浓度。在这 些应用中，能立即检测环境中的微生物的设备将会是一种有力的工具，并且比 起需要等待数天让微生物生长以进行检测的传统培养皿培养法来说更加有益。颗粒尺寸测量法以及紫外光(UV)诱导荧光检测法己被用来检测空气中的 生物物质。有多项专利描述这些技术可作为检测释放生物武器试剂的恐怖攻击 活动的早期警报器。这些装置是由MT的Lincoln实验室所发展出来的生物试 剂警报感应器(BAWS)、由Ho等人所提出的荧光生物颗粒检测系统(Jim yew-Wah Ho,美国专利案5701012、 5895922与6831279号)、由Minnesota 的TSI所提出的FLAPS与UV-APS装置(Peter P. Hairston与Frederick R. Quant，美国专利案5,999,250号)以及Sikott所发表的荧光传感器(美国专利案 6,885,440号)。T.H. Jeys等人描述一种使用脉冲紫外光激光来诱导荧光的生物传感器 (T.H. Jeys, et al.， Proc. IRIS Active Systems, vol. 1， p.235， 1998)。此传感器能检 测每升空气中五个颗粒的空气悬浮浓度(aerosoi concentration),但其设备昂贵 又易碎。而诸如美万仪器公司(Met One Instrument, Inc, of Grants Pass, Oregon)、 颗粒测量系统公司(Particle Measurement Systems, Inc.， of Boulder, Colorado)以 及泰拉全球股份有限公司(Terra Universal Corp.， of Anaheim, Caiifomia)则制造 了其它数种颗粒计数器。目前己设计出各种传感器来检测空气中的过敏原颗粒，并且当空气样品中 的颗粒数量超过一预定最小数量时对过敏体质的个体提出警告。这些传感器揭 示于授予Hamburger等人的美国专利案5646597、 5969622、 5986555、 6008729、 6087947与7053783号中。这些传感器都涉及引导光束通ii一环境空气样品， 使得一部分的光线被空气中的颗粒散射掉，并且包含一光束阻档器用以让仅有 以一预定角度范围散射的光线通过，该预定角度范围相应于一预定过敏原尺 寸，以及还具有一检测器用以检测该通过的光线。
技术实现思路
为了检测空气或水中的微生物，需要发展出一种有效系统，其能同时测量 颗粒尺寸与微生物自身所产生出来的荧光。本专利技术提供一种检测系统，其能逐 个颗粒地同时测量颗粒尺寸以及检测来自代谢物或其它生物分子的自身荧光。 相较于传统技术，此检测方法具有多种优点。其中一优点是，该系统能提供鉴 别颗粒的测量方法以识别颗粒，而而不是依赖现有技术中用于颗粒识别的统计 模式。该鉴别性测量方法比现有方法更能够明确地指出颗粒特性且较不依赖统 计模式。其亦可减少微生物检测误判的可能性，例如可将尺寸大于微生物的花 粉以及尺寸小于微生物的烟雾颗粒排除在检测范围之外。再者，该系统亦允许 细节分析从每一个单独颗粒上所收集到的数据以鉴定该颗粒，例如来自颗粒的 荧光信号强度与颗粒截面或体积有关，以测定该颗粒的生物状态。本专利技术包含三种主要构件(l)一第一光学系统，用以测量一单独颗粒的 尺寸；(2)—第二光学系统，用以检测来自该单独颗粒的紫外光诱导发光的自身荧光信号；以及(3) —用以将颗粒尺寸与荧光强度指派给一单独颗粒的数据纪录格式(data recording format),以及计算机可读程序代码，用以区分 (differentiating)微生物与非微生物，非微生物即例如惰性灰尘颗粒。本专利技术的光学组件具有两种光学子组件(a)—光学机构(optical setup)以测 量颗粒尺寸，举例而言，本专利技术一较佳实施例中以新的方式来使用公知且常用 的米氏散射检测机构(Mie scattering detection scheme),使该系统能够高度精准 地测量空气中尺寸介于0.5微米至20微米之间的颗粒。由于不同种类的微生 物具有不同的颗粒尺寸范围，因此能够细微区分颗粒尺寸的能力是很重要的， 其能用以判定微生物的种类；(b)测量颗粒尺寸的同时， 一光学设备用来测定 来自该待测颗粒的荧光强度，举例来说，本专利技术较佳实施例中使用一椭圆镜， 其设置用来收集从该已测量尺寸之同一颗粒所发出的荧光。附图说明可从上述详细叙述配合附图说明来了解本专利技术的进一步特征与优点，附图 如下图1显示数种空气中的惰性颗粒与微生物颗粒的颗粒尺寸范围；图2(a)为同时测定颗粒尺寸与荧光所得测量值的直方图，显示不含微生物 的空气的颗粒分布情形；图2(b)显示对含有贝克氏酵母菌粉末的空气同时测量颗粒尺寸与荧光所 得测量值的直方图3为掺杂了7微米的荧光染料后同时测量颗粒尺寸与荧光的测量值的直 方图4为根据本专利技术的光学系统的示意图，其可执行同时测量颗粒尺寸与荧 光的方法;以及图5为图4的光学系统的方块图。具体实施例方式图4显示一光学系统的示意图，其可用于根据本专利技术第一示范实施例的流 体颗粒检测系统。此系统的第一示范实施例被设计例如用来检测恐怖份子或他 人释放在空气或水中的生物试剂，但亦可用来检测空气或水中自然存在、意外、8不慎或蓄意释出的霉菌或细菌等有害颗粒浓度等一般用途，或者应用于诸如食 品与药物制造工厂及无菌室等工业应用用途。"流体悬浮颗粒(fluid bome particles)" —词在此处指空气悬浮颗粒与水中 悬浮颗粒两种。"病原体(pathogen)" —词在此指任何空气或水中悬浮颗粒、生物试剂或 有毒物质，如果这些颗粒在空气或水中存在足够数量，则可能伤害或甚至杀死 暴露于这些颗粒中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种区分一流体中的生物颗粒与惰性颗粒的方法，其包含同时测量颗粒尺寸以及检测来自该颗粒的自身荧光。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里斯科特莫里斯，江建平，迈克尔莫雷尔，
申请(专利权)人：百维吉伦特系统有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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