[发明专利]通过同时尺寸/荧光测量来进行病原体检测

说明书

技术领域

本发明一般关于一种检测空气或水中颗粒的方法与系统，特别是有关于用 来检测空气或水中颗粒并且将测得颗粒加以分类(classify)的方法与系统。本发 明在检测与分类过敏原及生物性战争试剂上特别有用，以下将针对此一用途来 说明本发明，但本发明亦可用于其它用途。

背景技术

涉及释放诸如炭疽杆菌等生物性战争试剂的而对城市进行恐怖攻击活动 是目前备受关注的问题。由于武器化的炭疽杆菌孢子能够进入人体肺部，因此 极危险。对人类而言，炭疽杆菌孢子的致死吸入量LD50(足以杀死50％暴露于 该菌中的个人的剂量)估计约2500至50000个孢子，参见T.V.Inglesby等人于 JAMA，vol.281.page 1735，1999(1999年发表于JAMA期刊第281卷第1735 页中)标题为“Anthrax as a Biological Weapon”)。其它可能的武器化生物试 剂还有鼠疫杆菌(yersinia pestis，或称plague)、肉毒杆菌(clostridium botulinum， 或称botulism)与土伦法兰西司杆菌法(francisella tularensis)。有鉴于这些潜在的 威胁，目前需要一种早期警报系统以检测此类攻击活动。在医疗、健康与食品 工业中，使用能检测环境微生物量的实时检测器有利于公共卫生与质量的控制 及管理。例如，非肠胃道药物制造商需要监控其无菌室中的微生物浓度。在这 些应用中，能立即检测环境中的微生物的设备将会是一种有力的工具，并且比 起需要等待数天让微生物生长以进行检测的传统培养皿培养法来说更加有益。

颗粒尺寸测量法以及紫外光(UV)诱导荧光检测法已被用来检测空气中的 生物物质。有多项专利描述这些技术可作为检测释放生物武器试剂的恐怖攻击 活动的早期警报器。这些装置是由MIT的Lincoln实验室所发展出来的生物试 剂警报感应器(BAWS)、由Ho等人所提出的荧光生物颗粒检测系统(Jim yew-Wah Ho，美国专利案5701012、5895922与6831279号)、由Minnesota 的TSI所提出的FLAPS与UV-APS装置(Peter P.Hairston与Frederick R.Quant， 美国专利案5,999,250号)以及Silcott所发表的荧光传感器(美国专利案 6,885,440号)。

T.H.Jeys等人描述一种使用脉冲紫外光激光来诱导荧光的生物传感器 (T.H.Jeys，et al.，Proc.IRIS Active Systems，vol.1，p.235，1998)。此传感器能检 测每升空气中五个颗粒的空气悬浮浓度(aerosol concentration)，但其设备昂贵 又易碎。而诸如美万仪器公司(Met One Instrument，Inc，of Grants Pass，Oregon)、 颗粒测量系统公司(Particle Measurement Systems，Inc.，of Boulder，Colorado)以 及泰拉全球股份有限公司(Terra Universal Corp.，of Anaheim，California)则制造 了其它数种颗粒计数器。

目前已设计出各种传感器来检测空气中的过敏原颗粒，并且当空气样品中 的颗粒数量超过一预定最小数量时对过敏体质的个体提出警告。这些传感器揭 示于授予Hamburger等人的美国专利案5646597、5969622、5986555、6008729、 6087947与7053783号中。这些传感器都涉及引导光束通过一环境空气样品， 使得一部分的光线被空气中的颗粒散射掉，并且包含一光束阻档器用以让仅有 以一预定角度范围散射的光线通过，该预定角度范围相应于一预定过敏原尺 寸，以及还具有一检测器用以检测该通过的光线。

发明内容