專利名稱：微生物被動收集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種收集病毒的微生物的方法及其裝置，尤其涉及一種微生物被動收集方法及其收集裝置。
背景技術(shù)：
人類呼吸道傳染病主要通過空氣、飛沫、氣溶膠經(jīng)呼吸道傳播。樣本采集一般采用鼻拭子、咽拭子、痰或負壓吸取氣管分泌物，這種采集樣本的方法即便分離到病原，也不能確定其以何種方式排入環(huán)境進而造成新的感染。例如，嚴重急性呼吸道綜合癥(SARS)被認為是由SARS冠狀病毒引起、通過空氣飛沫傳播的傳染?。涣餍胁W(xué)調(diào)查顯示，患者在潛伏期和發(fā)病早期不具傳染性或傳染性弱，發(fā)病后3～5天傳染性極強，但這樣的結(jié)論缺乏直接的病原學(xué)證據(jù)-即不同發(fā)病階段患者呼出的氣體或咳嗽的飛沫中病原體是否存在。而醫(yī)學(xué)專家推測的SARS病人咳嗽引起的感染半徑約1～2米，也無病原學(xué)證據(jù)。再者，為SARS病人采集鼻、咽部分泌物，尤其是負壓吸取氣管分泌物，這種直接的采樣行為是引起醫(yī)務(wù)人員感染的重要原因，在可能的情況下應(yīng)盡量避免。帶有動力、從而形成負壓的空氣樣本采集裝置能有效地富集環(huán)境空氣中的病原，但同時破壞了病原在外環(huán)境中的自然分布狀態(tài)。因而急需發(fā)展一種能對空氣、飛沫及氣溶膠中的病毒等微生物進行被動采樣、富集、同時對采樣者又相對安全的裝置，用于人和實驗動物以及環(huán)境的空氣、飛沫及氣溶膠樣本采集。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠保持病原在外環(huán)境中的自然分布狀態(tài)的微生物被動收集方法及其收集裝置，適合于空氣、飛沫、氣溶膠中病毒等的微生物被動收集。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明所述方法是一種用于收集空氣、飛沫、氣溶膠中病毒等的微生物被動收集方法，將含微生物的空氣、飛沫或氣溶膠與修飾有正電荷基團且硅烷化的玻璃纖維相接觸，硅烷化的且修飾有正電荷基團的玻璃纖維從接觸中捕捉獲得微生物。
本發(fā)明所述裝置是一種用于實施上述方法的收集裝置，由富集管腔和塞子組成，塞子設(shè)在富集管腔的一端，在富集管腔內(nèi)設(shè)有修飾有正電荷基團且硅烷化的玻璃纖維。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明在玻璃纖維上修飾了正電荷基團且使其硅烷化，這使玻璃纖維表面有了氨基，而在玻璃纖維與病毒等微生物的接觸過程中，氨基與病毒等微生物的表面的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而實現(xiàn)收集病毒等微生物。本發(fā)明分別采用三種不同的方法使玻璃纖維硅烷化，并可采用兩種不同的方法對硅烷化的玻璃纖維表面進行修飾，如硅烷化 聚賴氨酸修飾 本發(fā)明提出了能夠?qū)θ梭w排出的氣體、飛沫、氣溶膠以及環(huán)境中的空氣、氣溶膠、塵埃中的病毒等微生物以被動方式進行高效、快速采集和富集的新方法及相應(yīng)的裝置，對人工模擬的甲肝病毒氣溶膠的收集效率在95％以上。該裝置是被動式采樣，無需動力裝置，因而體積小，便于攜帶，使用不受條件限制。該裝置對人體實現(xiàn)無創(chuàng)性樣本采集，患者無任何痛苦，樂于接受；該裝置通過遠端膨大的樣本采集器可嚴密罩于病人口鼻采樣，避免了醫(yī)務(wù)人員直接接觸病人采樣，使醫(yī)務(wù)人員相對安全。使用該裝置采集環(huán)境樣本時，不破壞環(huán)境的自然狀態(tài)，可以客觀地分析病原自人體排出的方式、播散的范圍；連續(xù)采樣，還可了解疾病不同時期的傳染性。該裝置可放置在不同高度、不同位置、不同方向，并可分時段對環(huán)境中的氣體或氣溶膠采樣，結(jié)合病原學(xué)檢測結(jié)果，可以判斷病原的來源、成因以及對環(huán)境進行監(jiān)測，從而為傳染病的病原學(xué)、流行病學(xué)及控制預(yù)防提供數(shù)據(jù)與證據(jù)。該裝置采樣后，卸下樣本采集器，收集管裝入密封袋可直接送往實驗室。根據(jù)需要，在收集管腔內(nèi)進行病毒等微生物的原位檢測，可防止實驗室污染，保證實驗人員的安全；采用堿性緩沖液通過富集管腔，將玻璃纖維上吸附的病毒顆粒等微生物洗脫下來，洗脫液不僅可用于病原微生物的抗原檢測或基因檢測，還可用于病原的分離培養(yǎng)。玻璃纖維表面涂布的保濕劑使富集管腔內(nèi)始終保持濕潤小環(huán)境，故采集的樣本無需另加保存液。該裝置由于成本低廉，填充材料表面攜帶正電荷的化學(xué)修飾方法簡便，因而富集管和填充材料即可一次性使用，也可在使用后經(jīng)酸、堿洗脫后復(fù)性，重復(fù)使用。該裝置可以與各種病原體檢測方法和化學(xué)檢測器集成，形成集病原微生物(包括病毒)采樣、富集和檢測一體化的裝置。
在玻璃纖維上附著甘油磷酸鹽緩沖溶液等非堿性保濕劑，既保持玻璃纖維的溫度，亦保持其黏附性，并保持從空氣中收集的病毒等帶負電荷的玻璃纖維接觸機會，從而可以牢固的結(jié)合在一起。


圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明樣本采集器。
具體實施例方式
實施例1一種用于收集空氣、飛沫、氣溶膠中病毒等的微生物被動收集方法，將含微生物的空氣、飛沫或氣溶膠與修飾有正電荷基團且硅烷化的玻璃纖維相接觸，硅烷化的且修飾有正電荷基團的玻璃纖維從接觸中捕捉獲得微生物，在本實施例中，在修飾有正電荷基團且硅烷化的玻璃纖維上附著非堿性保濕劑，該非堿性保濕劑可以采用中性或酸性的10％～40％甘油或者磷酸鹽緩沖溶液，也可為80％～60％濃度的甘油磷酸鹽緩沖溶液，該磷酸鹽緩沖液的磷酸鹽含量為0.15-0.001M，pH6.4-7.8，本實施例可以采用以下三種方法來具體制備修飾有正電荷基團且硅烷化的玻璃纖維①先將玻璃纖維放入由0.5-2份過氧化氫和2份濃硫酸組成的溶液中，浸泡0.3-2小時，用去離子水沖洗凈，用去離子水煮沸5-30分鐘，取出，在氮氣流下干燥；然后將玻璃纖維浸入含有1％氨基丙基三甲氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane)的95％丙酮/水溶液5-30分鐘，取出，用丙酮和去離子水依次洗凈，置120℃烘干，得硅烷化玻璃纖維；最后在玻璃纖維表面修飾上正電荷基團；②先將玻璃纖維放入由0.5-2份過氧化氫和2份濃硫酸組成的溶液中，浸泡0.5-2小時，用去離子水沖洗凈，用去離子水煮沸5-30分鐘，取出，在氮氣流下干燥；然后將玻璃纖維浸入0.5-2份二氯二甲基硅烷與49份氯仿的混合物中2-15分鐘，取出，用無水乙醇或純水沖洗，置180℃下烘烤1-3小時或60℃烤18小時，得硅烷化玻璃纖維；最后在玻璃纖維表面修飾上正電荷基團；③先將玻璃纖維放入由0.5-2份過氧化氫和2份濃硫酸組成的溶液中，浸泡0.5-2小時，用去離子水沖洗凈，用去離子水煮沸5-30分鐘，取出，在氮氣流下干燥；然后將玻璃纖維浸入0.5-2份硅油與五十份乙醚的混合物中，浸泡5-10分種，取出，置160～180℃烤1-3小時，得硅烷化玻璃纖維；最后在玻璃纖維表面修飾上正電荷基團，本實施例可以采用以下兩種方法在硅烷化的玻璃纖維表面修飾正電荷基團①將硅烷化的玻璃纖維浸入含1-5％聚賴氨酸的磷酸鹽緩沖液中反應(yīng)1-3小時，取出，依次用磷酸鹽緩沖液和去離子水沖洗，吹干，使正電荷基團修飾在玻璃纖維表面上，上述磷酸鹽緩沖液的磷酸鹽含量為0.15-0.001M，pH6.4-7.8；②將硅烷化的玻璃纖維浸入含1.0-6.0％組氨酸的磷酸鹽緩沖液中反應(yīng)1-3小時，取出，依次用磷酸鹽緩沖液和去離子水沖洗干凈，吹干，使正電荷基團修飾在玻璃纖維表面上，上述磷酸鹽緩沖液的磷酸鹽含量為0.15-0.001M，pH6.4-7.8。
實施例2一種用于實施上述方法的收集裝置，由富集管腔a和塞子d組成，塞子d設(shè)在富集管腔a的一端，在富集管腔a內(nèi)設(shè)有修飾有正電荷基團且硅烷化的玻璃纖維，在富集管腔a的另一端連接有樣本采集器c，在修飾有正電荷基團且硅烷化的玻璃纖維的表面設(shè)有非堿性保濕劑層，在本實施例中，塞子為可拆卸的陶瓷砂芯塞，透氣，能保持富集管腔a與大氣連通。
本發(fā)明的被動式采樣方法為(1)由被收集樣本的人或動物對連接富集管的樣本采集器用力呼氣或咳嗽，或由能產(chǎn)生正壓的物體對準樣本采集器吹氣或產(chǎn)生氣溶膠，或?qū)⑹占芊胖糜谌我猸h(huán)境中，被動收集環(huán)境中的自然氣流；(2)于富集管腔內(nèi)加入中性或酸性緩沖液，洗去玻璃纖維表面附著的保濕劑，保留吸附有病毒顆粒子等微生物的玻璃纖維。如果在富集管腔內(nèi)直接加入標記抗體，則對玻璃纖維上吸附的病毒顆粒等微生物進行原位檢測；或用堿性緩沖洗脫液通過富集管腔，將玻璃纖維上吸附的病毒顆粒等微生物洗脫下來，并儲存于容器中，用于病原微生物的抗原檢測或基因檢測或病原分離培養(yǎng)。采樣后的玻璃纖維經(jīng)酸、堿洗脫后可復(fù)性，可重復(fù)使用。
權(quán)利要求
1.一種用于收集空氣、飛沫、氣溶膠中病毒等的微生物被動收集裝置，由富集管腔(a)和塞子(d)組成，塞子(d)設(shè)在富集管腔(a)的一端，其特征在于在富集管腔(a)內(nèi)設(shè)有修飾有正電荷基團且硅烷化的玻璃纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的收集裝置，其特征在于在富集管腔(a)的另一端連接有樣本采集器(c)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的收集裝置，其特征在于在修飾有正電荷基團且硅烷化的玻璃纖維的表面設(shè)有非堿性保濕劑層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于收集空氣、飛沫、氣溶膠中病毒等的微生物被動收集裝置，由富集管腔和塞子組成，塞子設(shè)在富集管腔的一端，在富集管腔內(nèi)設(shè)有修飾有正電荷基團且硅烷化的玻璃纖維。本發(fā)明在玻璃纖維上修飾了正電荷基團且使其硅烷化，這使玻璃纖維表面有了氨基，而在玻璃纖維與病毒等微生物的接觸過程中，氨基與病毒等微生物的表面的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而實現(xiàn)收集病毒等微生物。本發(fā)明對人體實現(xiàn)無創(chuàng)性樣本采集，患者無任何痛苦，樂于接受；該裝置通過遠端膨大的樣本采集器可嚴密罩于病人口鼻采樣，避免了醫(yī)務(wù)人員直接接觸病人采樣，使醫(yī)務(wù)人員相對安全。
文檔編號C12M1/26GK1740313SQ20051009367
公開日2006年3月1日 申請日期2004年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者唐祖明, 陸祖宏 申請人:東南大學(xué)