空气监测系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种空气监测系统，该系统包括一种捕获空气污染物、特别是生物颗粒、特别是病毒、更特别是SARS

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空气监测系统和方法


[0001]本专利技术总体上涉及空气监测系统和方法，特别地涉及用于对空气中的生物颗粒进行取样和检测的系统和方法。本专利技术还涉及包括所述系统的部件套件和它们在检测空气中的所述生物颗粒中的用途。

技术介绍

[0002]目前，我们对传染病爆发，特别是严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2(SARS
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2)(一种引起COVID
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19的冠状病毒株)的应对主要取决于患者检测，例如通过血液和拭子取样，借助于分子测试，如检测病毒遗传物质的RT
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PCR测试、检测病毒表面上的特定蛋白质的抗原测试和/或寻找病毒抗体的抗体测试。然而，在这样做时，只有在疾病爆发已经发生之后才能检测到该疾病，其后果(取决于疾病的严重程度)可能与大流行一样严重。2019年12月就是这种情况，当时SARS
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2传播并引起了COVID
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19卫生紧急事件爆发，这场大流行影响了超过5150万人，其中在231个国家中有超过130万人死亡。
[0003]因此，期望提供不依赖于患者检测并且能够在潜在爆发实际发生之前就识别出它们的系统和方法，从而起到预防性监测系统的作用。
[0004]由于众所周知的是，生物颗粒可以通过灰尘和水滴散布到空气中，并且(致病性)微生物如藻类、原生动物、酵母菌、霉菌和病毒(包括流感、SARS、结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、口蹄疫疾病等等)已经从空气样品中分离出来并且可以在远距离上传播，本专利技术的专利技术人认为空气监测可以用作用于传染病爆发的早期检测和预警系统。
[0005]最新的2020年研究提供的证据表明，SARS
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2也广泛分布在空气中，并且其空气传播距离可达到4米(Guo Z.，Wang Z.，Zhang S.等人：医院病房中的严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2的气溶胶和表面分布(Aerosol and surface distribution of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2in hospital wards)，中国武汉，2020.Emerg.Infect.Dis.2020；26(7):1583
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1591.DOI:10.3201/eid2607.200885)。
[0006]本领域还已知各种空气或气溶胶取样系统，诸如例如空气直接冲击琼脂或其他固相表面，直接过滤如表面空气系统(SAS)，配备过滤器如聚四氟乙烯(PTFE)、聚碳酸酯(PC)、纤维素或明胶过滤器的取样器、如Anderson冲击器和离心收集如Reuter离心系统(RCS)的取样器。然而，这些取样系统中的大多数不适用于生物颗粒或生物气溶胶的分析(回收、定量和/或识别)，主要是因为当它们在空气中悬浮存在时它们不能可靠地维持它们的存活力或它们的遗传物质。所有这些取样器，特别是基于过滤器方法，实际上对生物颗粒(尤其是病毒)都具有非常大的破坏性。例如，过滤器对生物气溶胶施加强烈的机械应力和干燥，并且需要样品洗脱以进行进一步处理，这极大地影响分析的灵敏度(例如PCR或测序)。此外，冲击器(impactor)或撞击滤尘器(impingers)可能不适用于对像病毒一样小的生物颗粒进行取样，因为它们的收集效率会随着颗粒尺寸的减小而降低。另外，据专利技术人所知，这些系统都没有被证明在冠状病毒(如SARS
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2)的取样和/或检测上是有效和可靠的。
[0007]本领域已知的空气或气溶胶取样系统的另一个限制在于这样的事实，在取样或检测之后，它们不能用于破坏潜在有害的生物颗粒，因此必须作为有害物质进行处理或处置。
[0008]因此，由于用于空气或气溶胶取样和/或收集的现有系统和方法不适用于生物颗粒，并且在处理后可能影响可从中提取的定量和定性数据，因此仍然需要改进的空气监测系统和方法，特别是用于空气中的生物颗粒、特别是病毒、更特别是SARS
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2的取样和/或检测。
[0009]另一项最近的研究(Lednicky J.A.，Lauzardo M.，Fan Z.H.等人：在有COVID
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19患者的病房的空气中的可行的存活SARS
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2(Viable SARS
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2in the air of a hospital room with COVID
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19patients).Int.J.Infect.Dis.2020；100:476
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482.DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.09.025)表明实际上患有COVID
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19的呼吸道征象的患者如何产生气溶胶，这些气溶胶充当病毒的传播源，从而再次显示对空气质量的高度重视。因此，还期望提供这样的系统和方法，其不仅适合于对空气中的生物颗粒进行取样和检测，也适合在环境中的空气再循环之前灭活和/或消化和/或破坏它们。
[0010]术语汇编
[0011]除非另有说明，否则在本说明书的上下文中使用的术语必须如与本专利技术相关的领域的技术人员通常理解的那样进行解释。
[0012]在本说明书的上下文中，术语“生物颗粒”、“生物气溶胶”和“初次生物气溶胶颗粒”(PBAP)可互换使用以描述源自生物有机体(包括微生物和生物材料细菌的碎片)的固体空气传播颗粒。因此，这些术语可以是指生物来源的任何空气传播复合物，诸如例如任何完整的空气传播细胞、它们的空气传播组分部分和/或离解的空气传播遗传物质，包括细菌细胞和孢子、病毒、花粉、真菌、藻类、腐质(detritus)、过敏原、原生动物、寄生虫和一般微生物，以及生物来源的其他颗粒和/或细胞碎片(包含核酸、蛋白质和毒素)。
[0013]因此，根据本说明书，在提及本专利技术的任何一个实施方案时，术语“生物颗粒”、“生物气溶胶”或“PBAP”也可以解释为表示以下中的一种或多种：细菌细胞和孢子、病毒、花粉、真菌、藻类、腐质、过敏原、原生动物、寄生虫和/或包括核酸、蛋白质和毒素的细胞碎片，其中所述病毒优选地是冠状病毒、β
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冠状病毒、SARS
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2；甲型流感病毒(FLU A)、甲型流感病毒H1亚型(Flu A
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H1或Flu A
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H1pdm09或猪流感病毒)、甲型流感病毒H3亚型(Flu A
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H3)；乙型流感病毒(FLU B)；呼吸道合胞病毒A型(RSV A)或B型(RSV B)；腺病毒(ADV)；肠道病毒(HEV)；副流感病毒1、2、3或4(PV1、PV2、PV3、PV4)和/或偏肺病本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测和/或监测空气中生物颗粒的存在的方法，所述方法包括以下步骤：
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提供一种设备，包括：
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收集装置，被配置为在其内接收液体；
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生物载体过滤器，被配置为容纳生物质添加剂并且包括空气通道，所述生物质添加剂被配置为经由生物氧化消化通过所述空气通道的空气中的污染物；
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管道系统，被配置为将所述液体从所述收集装置输送到所述生物载体过滤器，由此为所述生物质添加剂提供足以消化所述污染物的水分；
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一个或多个空气入口，用于允许污染的空气进入所述设备中；和一个或多个空气出口，用于排放经净化的空气；
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收集来自所述设备的所述收集装置的液体的样品；和
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测试所述液体的样品中一种或多种生物颗粒的存在。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述设备的所述收集装置包括被配置为在其内接收液体的第一箱和被配置为在其内接收从所述空气捕获的冷凝液体的第二箱，并且其中所述方法包括：
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收集来自所述第一箱的液体的样品和/或来自所述第二箱的冷凝液体的样品；和
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测试所述液体的样品和/或所述冷凝液体的样品中生物颗粒的存在。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述设备的所述第一箱和所述第二箱流体连通，并且其中所述方法包括：
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收集所述液体的样品和所述冷凝液体的样品的混合物；和
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测试所述混合物中生物颗粒的存在。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述测试通过使所述液体的样品进行一种或多种测试和/或分析和/或测定来进行，所述一种或多种测试和/或分析和/或测定优选地选自由以下各项组成的组：分子测试、PCR、RT
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PCR或RT
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PCR多重测试、DNA/RNA测序、抗原测试、抗体测试、酶联免疫吸附测定(ELISA)、化学发光免疫测定(CIA)、侧向层析测定、免疫层析测定、特别是免疫层析测试盒、侧向层析测试盒及其组合，优选地选自免疫层析测试盒和/或RT
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PCR多重测定。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
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发信号通知一种或多种生物颗粒的存在，优选地其中所述发信号通知通过为所述设备提供光学传感器来进行，所述光学传感器与所述测试通信连接并且被配置为检测和辨别所述测试的结果，更优选地其中所述发信号通知还包括将所述结果显示在专用仪表板软件和/或利用附在所述传感器上的接入点将所述结果传输到基于云端的服务器和/或利用所述软件分析所述结果，任选地提供所述分析的输出。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述生物颗粒选自由以下各项组成的组：细菌细胞和孢子、病毒、花粉、真菌、藻类、腐质、过敏原、原生动物、寄生虫和/或包含核酸、蛋白质和毒素的细胞碎片，优选病毒，更优选地选自由以下各项组成的组中的病毒：冠状病毒、特别是β
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冠状病毒，更特别是SARS
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2；甲型流感病毒、甲型流感病毒H1亚型、甲型流感病毒H3亚型；乙型流感病毒；呼吸道合胞病毒A型或B型；腺病毒；肠道病毒；副流感病毒1、2、3或4和/或偏肺病毒，更优选SARS
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CoV
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2。
7.部件套件，包括如前述权利要求中任一项所定义的设备和测试，其中所述测试优选是抗原测试盒、免疫层析测试盒或侧向层析盒，更优选IgA和/或IgM和/或IgG测试盒，更优选冠状病毒、β
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冠状病毒、SARS
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CoV
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2；甲型流感病毒、甲型流感病毒H1亚型、甲型流感病毒H3亚型；乙型流感病毒；呼吸道合胞病毒A型或B型；腺病毒；肠道病毒；副流感病毒1、2、3或4和/或偏肺病毒IgA和/或IgG和/或IgM测试盒，并且其中所述测试是针对所述设备的一个或多个收集装置的液体的样品进行的。8.根据权利要求7所述的部件套件，其中所述设备的生物质添加剂是非致病性、非基因修饰的微生物聚生体添加剂，所述微生物聚生体添加剂包含需氧和厌氧物种、真菌和酵母，优选地选自由以下各项组成的组：芽孢杆菌属sp(spp)、乳杆菌属spp、放线菌属spp、变形杆菌属spp、蓝藻菌属spp、异常球菌属spp、Clorobacteriacee、Spirochaetalea和/或其混合物，任选地与助剂成分掺混，所述助剂成分优选地选自由以下各项组成的组：石英、无烟煤、碳酸盐、硅酸盐、金属离子和盐、蛋白质提取物、酶、氨基酸、天然提取物及其混合物。9.如前述权利要求中任一项所定义的设备或者根据权利要求7或8所述的部件套件的用途，其用于通过测试如前述权利要求中任一项所定义的设备的一个或多个收集装置的液体来检测和/或监测空气中生物颗粒的存在，其中所述生物颗粒优选地选自由以下各项组成的组：细菌细胞和孢子、病毒、花粉、真菌、藻类、腐质、过敏原、原生动物、寄生虫和/或包含核酸、蛋白质和毒素的细胞碎片，并且其中所述病毒优选地是冠状病毒、β
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冠状病毒、SARS
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2；甲型流感病毒、甲型流感病毒H1亚型、甲型流感病毒H3亚型；乙型流感病毒；呼吸道合胞病毒A型或B型；腺病毒；肠道病毒；副流感病毒1、2、3或4和/或偏肺病毒。10.如前述权利要求中任一项所定义的设备或者根据权利要求7或8所述的部件套件用于净化空气中的一种或多种病毒的用途，其中所述病毒优选地是冠状病毒...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊丽莎白，
申请(专利权)人：优尔斯生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：