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[b][font=&]【仪器助力,科技冬奥】[/font]科技冬奥助力防疫 记者探访生物气溶胶检测实验室央广网北京1月19日消息(记者黄玉玲)北京2022年冬奥会和冬残奥会不仅是展示奥林匹克精神的重要舞台,也是展现北京国际科技创新中心建设成果的重要平台。截至目前,北京已经在冬奥场景先后测试和使用了200多项技术,涉及信息工程与软件工程、公共安全、高清视频、5G和新能源等领域,适用智慧、绿色、安全、防疫等60多个细分应用场景,已确定赛时应用70余项。其中20余项在技术先进性和应用展示度方面极具代表性。18日,央广网记者走进北京中关村生命科学园生物气溶胶检测实验室,见到了此次服务于冬奥会的气溶胶检测系统,检测灵敏度是常规方法的10倍,测试赛检测成功率达100%。[/b][align=center]实验室人员为记者演示采样检测过程(央广网记者 黄玉玲 摄)[/align]从200拷贝到20拷贝 灵敏度比常规检测高十倍[b][font=&][size=16px][color=#191919]气溶胶是指空气中长时间悬浮的、直径一般在100微米以下的微小颗粒物组成的系统,雾和霾都属于气溶胶。组分中包含病毒、细菌、真菌、花粉、动植物源性蛋白等。而来自生物的气溶胶则被称为“生物气溶胶”。[/color][/size][/font][font=&][size=16px][color=#191919][img]https://p0.itc.cn/q_70/images03/20220119/9da1fc9a06a1440ebb6dbbff96628937.jpeg[/img][/color][/size][/font][font=&][size=16px][color=#191919]清华大学医学院生物医学工程系刘鹏告诉记者,在境外病例输入引发的疫情传播中,通过环境传播如气溶胶和物体表面是非常重要的传播途径。目前在防控境外输入的政策和方法上如境外人员隔离政策、冷链消杀等已经很有成效,但在环境传播尤其是气溶胶监测方面仍然存在一些漏洞。特别是在即将迎来的冬奥会上,保障赛事顺利进行的同时,也要保证首都的安全。因此,典型环境中气溶胶新冠病毒的监测将弥补现有疫情防控策略的不足,在保障冬奥会顺利召开、做好疫情安全保障方面具有重大意义。这套气溶胶监测系统中的一体化高灵敏新冠病毒核酸检测仪,就是由清华大学医学院生物医学工程系刘鹏团队应急开发完成。该系统采用微流控平台结合新型核酸提取与扩增技术,使新冠病毒的检测灵敏度达到20拷贝/毫升,比常规qPCR方法灵敏10倍(常规方法是200拷贝/毫升)。全流程分析时间小于45分钟,实现自动化和全封闭式的新冠检测。2021年4-7月期间,该系统在北京地坛医院进行了超过100例样本的临床测试验证,测试结果显示该系统阳性检出率达到现有实时荧光定量PCR体系检出率的三倍。记者获悉,气溶胶检测系统的另一部分就是气溶胶采集器,是由北京大学环境学院开发完成。该采集器空气流量达到400L/min,颗粒收集切割点为0.58微米,病毒富集效率高,为国内同类产品最高。测试赛检测348例样本 成功率100%[/color][/size][/font][font=&][size=16px][color=#191919][img]https://p8.itc.cn/q_70/images03/20220119/bbb9d893a7de4027b917f9dc28168ddb.jpeg[/img][/color][/size][/font][font=&][size=16px][color=#191919]在此基础上,2021年10月-12月,清华大学刘鹏、王建斌团队在昌平实验室支持下先后在首都体育馆、国家速滑馆、冰立方、五棵松冰上中心、国家体育场5个奥运场馆、主媒体中心、和西苑宾馆、紫玉宾馆等2家签约酒店进行了气溶胶采样和检测工作。测试赛期间共采集和检测了348例标本,检测成功率100%。该检测系统在冬奥测试赛中进行了广泛应用和验证,并针对赛时防疫条件进行了相应优化,贴合冬奥比赛场景的要求。并且,通过测试赛的实操演练,该产品已经形成了完整的闭环管理情形下的气溶胶新冠病毒监测操作规范,得到冬奥场馆防疫部门的认可。记者了解到,此项目经过科技冬奥的层层遴选,已被确定为科技冬奥的项目之一。按照计划,项目组将在冬奥会多个场馆布置气溶胶采集器,在多个临时设置的检测站,为冬奥会提供全面气溶胶新冠病毒检测保障。[/color][/size][/font][/b]
各位,空气中除了颗粒物、SO2、NOx、CO和O3,还存在有机物、气溶胶等。对最后一种的监测还未大面积展开。据称灰霾监测是有这项指标的。讨论一下,列举在线监测气溶胶的技术和主要产品、厂商。我抛砖先:美国(sunset lab inc)大气气溶胶元素碳与有机碳仪使用的热光法是美国环保总署(us epa )下属的国家职业安全保健研究所(national institute of occupational safety and health, niosh) 推荐方法(tot热透光法),也是目前唯一的由国家机构推荐的用于气溶胶有机碳/ 总碳(organic carbon/elemental carbon, 即oc/ec) 的分析方法。
气溶胶(Aerosol)是固体或液体微粒悬浮于气体介质中所形成的系统,气溶胶粒子的大小是决定气溶胶行为的最重要参数。粒子的沉降、扩散、蒸发、凝并、对光的散射等等都与粒子大小有关。我们日常所见到的雾、霾、灰尘等都属于气溶胶,气溶胶除了对我们的生活造成不便之外,还可被广泛应用于各种科学研究中,包括过滤材料对气体中粒子的过滤效率的检测,有害气溶胶对人体危害程度的研究等等,由于粒径大小对于气溶胶的行为影响最为关键,因此,在使用气溶胶过程中,对于粒径大小的检测尤为重要,本研究通过使用Winner311XP型激光粒度仪,在开放空间内(避免气溶胶相互凝并)直接检测,读取气溶胶粒径,为后续的研究工作提供了准确的数据支持。 目前,在使用气溶胶检测空气过滤材料过滤效率的相关标准中,最常用到的是邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或与之类似的油性介质(如DOS、DEHP、玉米油等),在一定的压力和特制喷嘴作用下,通入压缩空气,在液体内部产生气泡,气泡上升至液体表面时破裂产生大量气溶胶,将气溶胶通入过滤材料上表面,并在风力作用下穿过过滤材料,对比过滤材料上表面和下表面的气溶胶浓度,即可计算得出过滤效率。除此之外,经常用到的气溶胶介质还有NaCl,将NaCl盐溶液在压力作用下产生气溶胶,并经干燥、除静电后作为检测用气溶胶进行测试。 青岛众瑞智能仪器有限公司专业研发、生产气溶胶发生仪器,用于高效过滤器、口罩等过滤材料的检测,在研制过程中,产生的气溶胶粒径作为最重要的指标之一,一直无法有效确认,由于相关标准规定测试气溶胶的粒径大多为0.3μm~1.0μm之间,属于亚微米级别,国外仪器价格昂贵,国内产品又难以检测亚微米气溶胶粒径,经过反复比较测试,济南微钠颗粒股份有限公司研制的Winner311XP型激光粒度仪检测范围可覆盖 0.1μm~100μm范围,有效检测亚微米级别的气溶胶粒径。现将检测结果报告如下。1仪器与方法1.1仪器与材料:ZR-1300型气溶胶发生器(青岛众瑞智能,油性气溶胶发生器);Winner311XP型激光粒度仪(济南微钠颗粒仪器0.1μm~100μm);PAO-4(聚α烯烃);2%NaCl水溶液。http://club.chem17.com/Services/ForumAttachment.ashx?AttachmentID=20040图一 Winner311XP(青岛众瑞实验室)1.2测试方法:1.2.1 PAO气溶胶粒径检测方法a)打开Winner311XP开机预热,使用标准粒子进行校准;b)将 1LPAO-4油注入 ZR-1300型气溶胶发生器油箱中,接通电源,打开气溶胶发生器开关,调节喷雾压力到合适范围,输出 PAO气溶胶;c)将气溶胶输入到 Winner311XP检测光路通道中,待稳定后,开始采集读数;d)采集读数结束后,形成检测报告。1.2.2 NaCl气溶胶粒径检测方法a)打开 Winner311XP开机预热,使用标准粒子进行校准;b)配制 2%NaCl水溶液,加入到 ZR-1300型气溶胶发生器油箱中,接通电源,打开气溶胶发生器开关,调节喷雾压力到合适范围,输出含水 NaCl气溶胶;c)将含水 NaCl气溶胶通入干燥器中,加热干燥,形成的干燥气溶胶通过除静电装置后,输出测试用 NaCl气溶胶;d)将 NaCl气溶胶输入到 Winner311XP检测光路通道中,待稳定后,开始采集读数;e)采集读数结束后,形成检测报告。2检测结果2.1 PAO气溶胶粒径检测结果 在同一测试条件(包括喷雾压力、喷嘴数量)下,多次反复测试 PAO-4气溶胶粒径,得出检测数据基本一致,Winner311XP仪器测试稳定性好,结果保持了较高的一致性,PAO气溶胶检测结果如图二所示;2.2 NaCl气溶胶粒径检测结果 NaCl气溶胶的检测结果随实验条件变化影响较大,包括盐溶液浓度、喷雾压力等都对粒径的大小有一定影响,可根据标准中对粒径的要求,通过改变实验条件,逐步探寻最佳的喷雾参数,为仪器研发提供很好的数据支持, NaCl气溶胶检测结果如下图所示。http://club.chem17.com/Services/ForumAttachment.ashx?AttachmentID=20039图一PAO气溶胶检测结果 图二NaCl气溶胶检测结果3.Winner311XP在气溶胶检测方面的应用分析 Winner311XP作为一款专业检测气溶胶粒径的高精度分析仪器,检测范围0.1μm~100μm,覆盖了整个常见气溶胶粒径范围,可广泛应用于环境监测、洁净环境检测、科学研究等领域。 环境监测方面,目前全国各地环境监测站普遍将 PM10(空气动力学粒径小于 10μm)及 PM2.5(空气动力学粒径小于 2.5μm)颗粒物检测作为重点,每小时向公众报告检测数据,PM10和PM2.5的粒径选择是通过标准切割器完成的,各种不同流量(包括小流量 16.7L/min、中流量 100L/min、大流量 1.05m /min)的切割器,质量良莠不齐,经过切割的颗粒物粒径是否符合标准规定有待检测,使用Winner311XP可有效解决这个问题,之前国内仅有少量几家国家级检测机构具备测试切割器准确性的能力,如果各地环境监测机构均实现对切割器的切割准确性检测,对于提高我们国家的 PM10、PM2.5检测数据准确性有很大作用。洁净环境检测方面,在高效过滤器检测、药厂洁净厂房检测、生物安全柜等洁净设备检测的应用上,过去对于使用的气溶胶粒径无明确要求,有的采用ISO标准,有的采用美国标准,还有的国内标准允许使用大气自然尘作为气溶胶来源,这些都无法保证检测数据的准确性,随着新的检测标准的推行,对气溶胶粒径提出了明确的要求,这样在检测过程中,检测单位必须要使气溶胶的粒径符合标准的规定,Winner311XP可以很好的满足高效过滤器检测过程中常用的亚微米级别的气溶胶粒径检测需要。 在科学研究方面,生物气溶胶、粉尘气溶胶等特定物质形成的气溶胶特性研究方面,由于粒径是影响其特性的最关键指标,粒径大小的准确测定对于研究其空气动力学特性、对人体的危害程度等都具有非常重要的作用。4结论 Winner311XP激光粒度仪在我们的仪器研制过程中,为产品性能提升、输出气溶胶粒径控制等关键技术突破提供了准确的数据支持,仪器运行稳定、检测数据准确度高、重复性好,产品品质值得信赖。