【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境检测
,具体涉及一种生物气溶胶光学检测系统,可监测环境大气中细菌、病毒等生物粒子的浓度及其变化。本专利技术还涉及使用上述光学检测系统的生物气溶胶检测方法。
技术介绍
传染性病菌或病毒等微生物都是以气溶胶粒子状态存在于大气中,当大气中传染性病菌或病毒的浓度超过某一阈值时,将对人类和动植物的健康造成威胁,因此大气中气溶胶粒子的检测成为环境检测的重要一环。生物气溶胶的微生物粒子中所含的有机分子或分子团,如氨基酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)、核黄素等物质在特定波长,尤其是紫外波段激发光激发下会产生本征荧光,通过测量待测样本中各种微生物粒子的本征荧光,可以得到生物粒子的特性,以此可以区分生物气溶胶和非生物气溶胶;更进一步地,结合其他特征如气溶胶粒子的形状可以得到生物气溶胶粒子的更多信息。基于光学测量的生物气溶胶检测技术具有快速、无损、灵敏等优点,成为目前的研究主流之一。目前,微生物气溶胶的光学检测方法,按检测样本的数量可分为单粒子荧光检测方法和多粒子荧光检测方法。单个生物气溶胶粒子的荧光强度很弱,需要专用的单气溶胶粒子产生气路与微弱光信号检测系统,此方法虽然测量的精度高、准确率高,但装置组成复杂、成本高且技术难度相对较高。为此,可通过对多气溶胶粒子样本进行荧光检测以提高灵敏度。中国专利技术专利ZL201010177954.1公开了一种使用多气溶胶粒子荧光检测方法的双通道实时生物气溶胶监测装置,通过撞击式富集采样及荧光检测的方法可以监测空气中是否有生物气溶胶,但该技术方案还存在如下缺点:1.紫外光 ...
【技术保护点】
一种生物气溶胶光学检测系统,包括富集单元(2)和荧光检测单元(3),所述荧光检测单元(3)包括富集板(305);所述富集单元(2)将气溶胶粒子收集到所述富集板(305)上形成多气溶胶粒子的待测样品,荧光检测单元(3)对所述待测样品进行荧光检测;其特征在于:所述检测系统还包括粒子计数单元(1)和结果判定单元(4);所述粒子计数单元(1)连接富集单元(2),气溶胶粒子在粒子计数单元(1)中计数后进入富集单元(2);所述结果判定单元(4)分别与粒子计数单元(1)和荧光检测单元(3)信号连接;所述荧光检测单元(3)还包括分光路设置的激发单元和荧光收集单元,其中:所述激发单元包括紫外激光器(301)和激发光聚焦镜(303),所述紫外激光器(301)发出的激发光经激发光聚焦镜(303)后斜入射至所述富集板(305)上的待测样品区域;所述荧光收集单元包括准直透镜(307)、分色单元、第一聚焦透镜(310)、第二聚焦透镜(311)、第一光电倍增管(312)和第二光电倍增管(313);所述分色单元可将入射光分束为高波段和低波段的两束出射光,所述高波段和低波段为预先选定的生物气溶胶本征荧光波长范围中的两段 ...
【技术特征摘要】
1.一种生物气溶胶光学检测系统,包括富集单元(2)和荧光检测单元(3),所述荧光检测单元(3)包括富集板(305);所述富集单元(2)将气溶胶粒子收集到所述富集板(305)上形成多气溶胶粒子的待测样品,荧光检测单元(3)对所述待测样品进行荧光检测;其特征在于:
所述检测系统还包括粒子计数单元(1)和结果判定单元(4);所述粒子计数单元(1)连接富集单元(2),气溶胶粒子在粒子计数单元(1)中计数后进入富集单元(2);所述结果判定单元(4)分别与粒子计数单元(1)和荧光检测单元(3)信号连接;
所述荧光检测单元(3)还包括分光路设置的激发单元和荧光收集单元,其中:
所述激发单元包括紫外激光器(301)和激发光聚焦镜(303),所述紫外激光器(301)发出的激发光经激发光聚焦镜(303)后斜入射至所述富集板(305)上的待测样品区域;
所述荧光收集单元包括准直透镜(307)、分色单元、第一聚焦透镜(310)、第二聚焦透镜(311)、第一光电倍增管(312)和第二光电倍增管(313);所述分色单元可将入射光分束为高波段和低波段的两束出射光,所述高波段和低波段为预先选定的生物气溶胶本征荧光波长范围中的两段,高波段波长大于低波段;所述待测样品发出的荧光依次经过准直透镜(307)和分色单元后分束为高、低波段的两路荧光,低波段的荧光经第一聚焦透镜(310)入射第一光电倍增管(312),高波段的荧光经第二聚焦透镜(311)入射第二光电倍增管(313),检测信号输出至结果判定单元(4)。
2.根据权利要求1所述的生物气溶胶光学检测系统,其特征在于:所述分色单元为镜面法线方向和准直透镜(307)光轴成一夹角的分色镜(309),准直透镜(307)出射的荧光在所述分色镜(309)经反射和透射分束为两路荧光。
3.根据权利要求1所述的生物气溶胶光学检测系统,其特征在于:所述荧光收集单元还包括球面镜(306),所述球面镜(306)光轴、准直透镜(307)光轴和富集板(305)法线共面,球面镜(306)和准直透镜(307)分别位于富集板(305)法线两侧,球面镜(306)的球心和准直透镜(307)的焦点均位于富集板(305)上的待测样品区域。
4.根据权利要求1所述的生物气溶胶光学检测系统,其特征在于:所述紫外激光器(301)为紫外半导体激光器。
5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:张佩,鲁晨阳,杨巍,朱永康,王光辉,张凯思,刘华,黄惠杰,
申请(专利权)人:南京先进激光技术研究院,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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