撞擊法是指空氣中的微生物氣溶膠粒子在獲得足夠的慣性后脫離氣流，撞擊在固體平面上或液體的一種空氣采樣方法。德森( Andersen) 采樣器是美國學(xué)者Andersen在1958 年研究的一種6 級板式空氣微生物采樣器，它主要由6 個帶有400 個微細圓形孔的金屬撞擊圓盤組成，盤下放置盛有培養(yǎng)基的平板，每個圓盤中的圓孔的孔徑逐級減小，而氣流速度則逐級增大，把氣溶膠粒子逐級撞擊在平板上。安德森采樣器的優(yōu)點包括: ①采集粒譜范圍寬。一般Andersen 采樣器可采到的粒譜范圍在0. 2 ～ 20 μm〔10〕。②采樣效率高。Andersen 采樣器在其適用的范圍內(nèi)，其采樣效率非常高〔11〕，尤其是它適宜采空氣中的感染顆粒，即呼吸道易沉著的粒子。③生物失活率低。④敏感性高。由于Andersen 采樣器采樣流量不大，加上采集到的活性粒子能夠立即進入有利于繁殖的條件，因此采樣器的敏感性很高〔12〕。⑤操作簡便。⑥應(yīng)用范圍廣。Andersen 采樣器不僅可以有效采集到細菌氣溶膠和真菌氣溶膠，在病毒氣溶膠采集和某些毒素采集上〔1〕，Andersen 采樣器也有很好的應(yīng)用效果。陳嵐等進行病毒氣溶膠采集研究，AGI 采樣器和Andersen 采樣器進行比較，發(fā)現(xiàn)AGI 采樣器并未能采集到模式病毒，而Andersen 采樣器可以采集到模式病毒rAdvGFP〔13〕。AGI 采樣器缺點是采樣的手續(xù)復(fù)雜，每次采樣需要較多平板; 采樣過程中微生物氣溶膠顆粒會撞擊在阻擋面大約同一位置，使得培養(yǎng)后菌落重疊，造成最終結(jié)果出現(xiàn)計數(shù)誤差。WL 型采樣器是我國自行研制的一種撞擊式采樣器。其優(yōu)點包括: ①采樣噴嘴是排成一線的18 個圓孔，平板在采樣過程中隨著托盤進行旋轉(zhuǎn)，使微生物氣溶膠顆粒可以均勻分布在平板上。②噴嘴和撞擊面距離恰當，在應(yīng)用范圍內(nèi)其采樣效率高。③采樣裝置可以與主機分離，方便對某特定區(qū)域進行采樣。其缺點是: ①噪聲大。②捕獲范圍小。JWL 型采樣器對1 ～ 5 μm 的氣溶膠顆粒捕獲率很高，但對于6 ～ 20 μm 大顆粒的捕獲率則低于其他類型的采樣器。③部分零件會有停轉(zhuǎn)現(xiàn)象。采樣器的泵容易產(chǎn)生大量塵粒導(dǎo)致轉(zhuǎn)子發(fā)生停轉(zhuǎn)現(xiàn)象〔1〕。此外，還有其它像英國的Casella 裂隙式采樣器、前蘇聯(lián)以及東歐一些國家常用的KpOTOB 采樣器、捷克生產(chǎn)的Aeroskop 采樣器、Bourdillon 裂隙式采樣器、我國的THK 系列和MTM 系列采樣器等都屬于撞擊式原理的樣器。1. 3 沖擊法〔14〕Porton 采樣器是英國生物戰(zhàn)研究中心Porton 制·1116· Chinese Journal of Disinfection 2012; 29( 12)造的一種液體沖擊式采樣器。其優(yōu)點包括: ①適用于高濃度的空氣微生物采樣。在空氣中微生物濃度較高時，使用固體撞擊式采樣器進行采樣會造成采樣表面過載，導(dǎo)致平板表面的菌落無法進行有效的計數(shù)。而Porton 采樣器，由于把微生物氣溶膠采集到液體中，從而大大延伸了采樣器檢測微生物氣溶膠的范圍。②可以采集到脆弱的微生物。由于采樣液有保護作用，能夠保護微生物免受沖擊帶來的損傷，尤其對于那些脆弱的微生物采樣，如: 病毒和立克次氏體的采樣，其效果比固體撞擊式采樣器的好〔1〕。③樣本可以長期保存。④使用方便、價格低廉、易消毒、可以反復(fù)使用。其缺點是: ①不適宜在低溫環(huán)境下的采樣。由于Porton 采樣器使用的采樣液需要其溫度在10℃ ～ 20℃之間，采樣液溫度過低不利于微生物在液體中生長，特別在寒冷地區(qū)，進行時間采樣，其采樣液會有結(jié)冰的現(xiàn)象，從而給采樣帶來困難〔1〕。②不適宜長時間的采樣。③采樣流量小。Porton 采樣器的流量較小，對于低濃度的微生物采樣，往往難以檢測。④由于是玻璃制品，攜帶不方便，同時也不適合現(xiàn)場多次采樣。新型液體沖擊式采樣器是近年來隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的一批新型采樣器，這類采樣器往往呈現(xiàn)兩個特點: 一是結(jié)合多種方法進行設(shè)計。如Klaus等發(fā)明的三孔旋渦式的bio － sample 液體沖擊采樣，其聯(lián)合了離心和沖擊兩種方法，有效地解決液體沖擊式采樣器的粒子氣化問題，提高采樣效率和降低采樣過程中生物活性的損傷。該采樣器對0. 5μm 以上的顆粒收集效率達到90%，并且可以進行長時間的采樣〔15〕。二是把精密的控制系統(tǒng)應(yīng)用到采樣器。如美國Lawrence Livermore 國家實驗室發(fā)明的MW2 緊湊型氣溶膠采樣器，該采樣器中擁精密除霧器和液面控制系統(tǒng)，從而可以保證采樣液在大流量長時間采樣過程中無任何損失。該采樣器對1. 5 μm 的單分散聚苯乙烯乳膠粒子( PBL) 的采集效率達到100%〔16〕。除了上述的采樣器，另外還有Shipe 采樣器和多級沖擊式采樣器等。1. 4 離心法〔1〕這類采樣器主要有德國制造的RCS 型采樣器和我國制造的LWC － Ⅰ型采樣器。其優(yōu)點主要是結(jié)構(gòu)簡單、體制小、重量輕、噪音小、使用方便和形狀如電筒便于攜帶等。其缺點是: ①對于5μm 以下的微生物氣溶膠的采樣效率低。②一部分微生物氣溶膠會撞擊在抽氣葉輪的葉片上，導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)誤差。③采樣器部分零件的滅菌存在問題〔1〕。1. 5 氣旋法氣旋法是指利用氣流在旋風(fēng)機的圓柱或圓錐部分高速氣旋時的慣性，使氣流中的微生物粒子分離出來，然后被旋風(fēng)體內(nèi)壁上的循環(huán)沖洗采樣液所收集的一種空氣采樣方法。①Bio － Guardian 采樣器，其對1 μm 的枯草桿菌芽孢的生物收集效率大于70%〔17〕; ②Spin － Con 型全玻璃旋風(fēng)采樣器，其能夠很好地應(yīng)用于低濃度病毒氣溶膠的采集〔17〕; ③大流量旋風(fēng)采樣器，其對1. 7 ～ 9. 8 μm 的、接近單分散的萎縮芽孢桿菌孢子簇的物理收集效率為98%〔18〕。這類采樣器的優(yōu)點包括: ①操作簡單。②尺寸緊湊。③耗能低。④可連續(xù)采樣。其缺點是:①容易發(fā)生再攜帶損失。該類采樣器容易發(fā)生粒子被氣流重新帶走，出現(xiàn)再攜帶現(xiàn)象，導(dǎo)致采樣出現(xiàn)誤差。②微生物氣溶膠粒子的活性損失大〔1〕。除了上述的采樣器，氣旋法采集器還有高效濕壁旋風(fēng)采樣器和SASS2000 型空氣收集器等。1. 6 靜電法靜電法是指利用高壓靜電場，使空氣中的微生物粒子帶上一定量的電荷后，被帶相反電荷的采集面所吸附，從而將空氣中微生物采集下來的一種空氣采樣方法。LVS /10K 大容量空氣微生物采樣器是Litton Systems Inc 制造的一種空氣采樣器。其優(yōu)點包括: ①對小粒子的捕獲率高。采樣器對30 nm～ 2. 5 μm 的粒子收集率大于90%〔19〕。②采集空氣標本容量大。其缺點是: ①采樣時會產(chǎn)生臭氧，對采集到的微生物活性有影響〔1〕。②空氣濕度較大時( ≥85%) ，采樣時容易漏電。③結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易維護和消毒。除上述采樣器，還有人在靜電空氣采樣器的基礎(chǔ)上研制了一種在采樣面上帶有疏水薄膜的新型微生物氣溶膠采樣器〔20〕我國學(xué)者自行研制的使用液體采集液的靜電采樣器〔21〕。1. 7 其他方法其他方法是近年來新出現(xiàn)的空氣采樣法，如: ①溫差迫降法，根據(jù)該方法制造的采樣器主要是基于粒子的電泳原理，使空氣中的微生物粒子沉著在采樣面上。但是該方法采樣流量小，采樣時間短并且需要運用冷水進行冷卻，操作不方便，從而使得該方法仍然處于實驗階段，還未在現(xiàn)場采樣中使用〔22〕。②生物采樣法，運用敏感的動物來進行空氣微生物的采樣。但是動物的呼吸量較小，需要長時間暴露，從而導(dǎo)致需要使用較多的動物，攜帶不方便。其次使用動物進行采樣，會涉及倫理道德問題，因此該方法很難推廣使用〔22〕。③虛擬濃縮法，將大流量空氣中的粒子濃縮到小流量中并聯(lián)合使用其他采樣器達到提高采樣效率目的〔23〕。但是該方法所用的采樣中國消毒學(xué)雜志2012 年第29 卷第12 期 ·1117·器結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，需要與其他采樣器聯(lián)合使用，導(dǎo)致采樣花費的成本較高，有待進一步進行優(yōu)化。空氣微生物采樣器最基本的要求是保證采集到的微生物的活性，并能盡快地使之生長，免受外界不利因素的損傷。不同類型的采樣器各有利弊，采樣時應(yīng)該根據(jù)不同的特點和目的，考慮采樣器的靈敏性、效率、可重復(fù)性和使用方便等，歸根到底，就是觀察采樣器是否有利于生物的存活和便于分析，是否便于區(qū)分粒子大小等各個方面的因素來進行合適的選擇。2 檢測技術(shù)近年來，出現(xiàn)了各種不同針對空氣微生物氣溶膠的檢測技術(shù)，歸納起來主要包括: 微生物培養(yǎng)技術(shù)、分子生物檢測技術(shù)和其他技術(shù)。2. 1 微生物培養(yǎng)微生物培養(yǎng)技術(shù)是應(yīng)用最早同時也是最基本的微生物氣溶膠檢測技術(shù)其原理是把空氣微生物采樣器( 固體撞擊式采樣器) 采集回來的樣本( 平板)在一定條件( 時間、溫度) 培養(yǎng)后進行菌落計數(shù)，或把采樣器( 液體沖擊式采樣器) 采集回來的樣本經(jīng)過適當稀釋后再進行菌落計數(shù)，從而了解空氣微生物氣溶膠的濃度。微生物培養(yǎng)技術(shù)不僅可以進行菌落的計數(shù)，利用選擇性培養(yǎng)基還可以區(qū)分微生物氣溶膠的種類和范圍。由于微生物培養(yǎng)技術(shù)檢測的周期長，如: 細菌計數(shù)1 ～ 2 d，真菌計數(shù)3 ～ 5 d，還有某些特殊的細菌( 結(jié)核分子桿菌) 則需要更長的時間，而對于某些病毒則難以進行培養(yǎng)等，從而限制了該技術(shù)的發(fā)展。2. 2 分子生物檢測近年來，研究人員在空氣微生物氣溶膠檢測中引進了分子生物學(xué)技術(shù)，尤其是PCR 檢測技術(shù)最為突出也最為廣泛使用。PCR 技術(shù)檢測微生物氣溶膠的原理是通過對空氣采樣器( 液體沖擊式采樣器或過濾式采樣器) 采集的樣本進行DNA 提取、PCR擴增檢測。此外，研究人員在PCR 技術(shù)的基礎(chǔ)上對其進行完善，發(fā)展出新的PCR 技術(shù)，如梯度PCR、實時熒光定量PCR 技術(shù)( QPCR) 、多重實時熒光Taqman探針逆轉(zhuǎn)錄PCR 技術(shù)和不加探針使用新型熒光染料( SYBR Green) 的熒光PCR 技術(shù)，在微生物氣溶膠檢測上都得到很好的應(yīng)用。如: 有國外學(xué)者運用QPCR 技術(shù)來檢測真菌氣溶膠，證明QPCR 技術(shù)可以快速定量空氣中某種微生物氣溶膠的濃度〔24〕。另外又有學(xué)者設(shè)計出檢測環(huán)境真菌的引物和探針，更加完善了用于檢測真菌氣溶膠的QPCR 技術(shù)〔25〕。應(yīng)用PCR 檢測技術(shù)檢測空氣微生物氣溶膠有靈敏、快速的特點，但自身也存在缺點，主要是: ①PCR 檢測技術(shù)分析的樣本都是PCR 的終產(chǎn)物，而不是樣本中的本底濃度，無法對最初的空氣微生物氣溶膠進行定量，不能對污染程度進行評價。②由于PCR 檢測技術(shù)不依賴生物的存活，因而檢測結(jié)果不能說明空氣中微生物的活性。2. 3 其他技術(shù)近年來還發(fā)展出借用其他試驗儀器、設(shè)備和方法而進行微生物氣溶膠檢測，尤其是針對病毒氣溶膠的檢測技術(shù)。①電子顯微鏡。針對病毒氣溶膠的檢測，電子顯微鏡的作用尤為突出。在空氣采樣器獲得樣本后，通過電子顯微鏡可以觀察到病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，再結(jié)合病毒的核酸和蛋白等生物特性，從而可以對采集樣病毒進行相關(guān)鑒別。②流通式血球計數(shù)儀。該儀器是近年來出現(xiàn)的一種先進的微生物氣溶膠檢測設(shè)備。通過熒光染料對液體沖擊式采樣器采集的微生氣溶膠進行染色，利用流通式血球計數(shù)儀進行計數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，流通式血球計數(shù)儀的靈敏度比一般熒光顯微鏡的高50% ～100%，受到其它物質(zhì)干擾而出現(xiàn)的誤差率比其他儀器的低。③生物傳感器。近年來我國學(xué)者利用細胞免疫學(xué)反應(yīng)引發(fā)的熒光、電化學(xué)反應(yīng)和電位變化，自行研制生物傳感器來接收這些特殊的反應(yīng)和變化，實現(xiàn)對病毒氣溶膠的檢測〔26〕。由于生物傳感器不需要添加任何額外的試劑，因此在現(xiàn)場檢測特別是緊急狀態(tài)下( 反恐) ，發(fā)揮著獨到的作用。上述檢測儀器雖然具有快速、準確、靈敏和高效的特點，但是由于這類器價十分昂貴，從而只是在有條件的地區(qū)使用，尚未廣泛推廣使用。對于空氣微生物氣溶膠的檢測，目前大部分地區(qū)和實驗室還是停留在最基本的微生物培養(yǎng)技術(shù)。因此，微生物氣溶膠的檢測技術(shù)需要從低端、昂貴、粗略、使用繁瑣向高端、低廉、精確、使用方便方向發(fā)展。3 空氣消毒方法空氣傳播是傳染性疾病主要傳播途徑之一，空氣的消毒成了控制呼吸道傳染病流行的有效方法，特別近年來人們對空氣質(zhì)量問題越來越關(guān)注，從而使得空氣消毒更加受到關(guān)注，并且研究出各種空氣消毒的手段，歸結(jié)起來主要是: 物理消毒法、化學(xué)消毒法和其他消毒方法。3. 1 物理消毒法3. 1. 1 紫外線消毒法紫外線照射消毒是我國應(yīng)用最為廣泛的消毒手段之一，一直用于物體表面和室內(nèi)空氣的消毒。但其效果往往會受到微生物的種類、顆粒物大小、溫度、相對濕度、紫外線照射強度和·1118· Chinese Journal ofDisinfection 2012; 29( 12)空氣流速等因素的影響〔27〕; 另外當細菌重復(fù)長時間暴露于254 nm 紫外線，可導(dǎo)致細菌變異，抗紫外線能力增強〔28〕; 此外，由于紫外線只能直射，且穿透力較弱，易受到物體遮擋。3. 1. 2 等離子體消毒法等離子體消毒主要靠電離過程中產(chǎn)生的活性氧原子、分子和自由基等活性氧化物質(zhì)，破壞微生物的細胞膜表面蛋白成分，從而達到殺菌的作用，還起到凈化空氣的作用。張華山等研究發(fā)現(xiàn)，低溫等離子體發(fā)生器對甲醛、硫化氫凈化效果最好，凈化率為100%; 對氨、二甲苯、甲醇效果次之，凈化率為90%; 其對細菌的殺滅率為98. 9%〔29〕。除了上述的兩種消毒方法，物理消毒法還有利用靜電使得空氣中顆粒物帶電荷，從而把顆粒物吸附在一起的靜電吸附; 利用大型的循環(huán)空氣通風(fēng)設(shè)備對空氣中的生物或非生物顆粒進行三級過濾的空氣凈化器; 利用離子殺滅空氣中存在的細菌的空氣離子消毒等。3. 2 化學(xué)消毒法本文主要簡述臭氧消毒法，其他相關(guān)化學(xué)消毒法不在此贅述。由于臭氧具有消毒無死角、消毒時間長和消毒后無殘留等優(yōu)點，其一直被應(yīng)用在消毒學(xué)領(lǐng)域。特別在空氣消毒方面，臭氧的消毒效果比紫外線消毒好。臭氧聯(lián)合其他消毒劑或消毒設(shè)備一起進行空氣消毒，能夠取得很好的消毒效果。臭氧協(xié)同過氧化氫對血站采血室空氣進行消毒，其殺滅率為94. 3%，比單獨使用臭氧的87%和單獨使用過氧化氫的88% 高〔30〕。臭氧與紫外線聯(lián)合作用，僅需要1 min 即可有效滅活懸液內(nèi)脊髓灰質(zhì)炎病毒，比單獨運用臭氧的7 min 和單獨紫外線的5 min 的時間短〔31〕。但是濃度高的臭氧會對人體組織和器官造成損害，引起肺水腫和哮喘等。因此，臭氧的消毒需要在無人的情況下進行。