[发明专利]一种呼出气溶胶微生物快速检测方法

说明书

本发明公开了一种呼出气溶胶微生物快速检测方法。在有辐照的收集载体上沉积人体呼出气溶胶中的颗粒物；设置辐照种类和参数；进行连续辐照，并扫描探测获得三维荧光光谱；提取等高线特征谱，特征提取和建模处理实现对人体呼出气中气溶胶的微生物的检测。本发明在二维荧光光谱上增加了连续辐照处理维度，通过快速扫描包含病原体表面蛋白构象变化的荧光信息，获得三维荧光光谱，利用微生物在辐照处理中表现出的特异性进行微生物检测，能够现场快速提取检测。

技术领域

本发明涉及了属于呼出气体检测技术领域的一种成分检测方法，尤其涉及一种基于连续辐照三维荧光的呼出气溶胶微生物快速检测方法。

背景技术

呼吸道传染病通过呼出气溶胶（Exhaled Breath Aerosol，EBA）传播，成为全球关注的焦点。现有研究指出气溶胶是呼吸道传染病原体的主流传播形式。患者呼吸、说话、咳嗽和打喷嚏等行为都会产生气溶胶，人类暴露在该气溶胶中，就可能被感染。现场检测人体呼出气体中的病原体，是消除现行监测滞后性的首选方案。

目前，大部分呼出气溶胶微生物鉴定方法为离线检测方式，如：微生物培养法、分子微生物学方法、免疫检测法。然而传统的实验室离线检测方法面临检测周期长、无法现场应用、核酸提取复杂、依赖台式设备、传感器易失效等缺点。因此离线检测难以对突发的致病气溶胶暴露事件做出原位、精准、快速的识别。对于在线监测方法，早在 1994 年美国陆军就用激光诱导荧光识别微生物战剂：搭建的荧光激光雷达系统可探测到 0.6~3.0 km 高空上的微生物气溶胶。

目前，荧光微生物气溶胶传感器（WIBS）在微生物气溶胶的分布特性的研究中得到了应用。有关研究发现城市中的气溶胶有微生物荧光粒子存在且荧光粒子浓度与碳粒子浓度正相关。还有学者用紫外激光诱导雷达检测系统探测了炭疽芽孢杆菌微生物制剂。

综上，荧光光谱技术有检测灵敏度高、特异性强、操作简便的优点，但现有微生物气溶胶荧光鉴别得到的仅为强度信息，无法实现现场精准识别呼出气溶胶中微生物成分与浓度。仅靠常规荧光技术很难在强干扰中检测呼出气溶胶中微生物的成分与浓度，也无法现场精准识别呼出气溶胶微生物种类与浓度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出了一种基于连续辐照三维荧光的呼出气溶胶微生物快速检测方法，解决了常规荧光技术很难在强干扰、浓度低等条件下检测呼出气溶胶中微生物的成分与浓度的技术问题，以及解决了无法在现场能够即时精准识别呼出气溶胶微生物种类与浓度的技术问题。

本发明的技术方案如下：

S1、在有辐照的收集载体上沉积人体呼出气溶胶颗粒物；

S2、设置辐照处理的种类以及辐照参数；

S3：所述的收集载体上还设置有温控装置，打开温控装置保持收集载体上温度恒定。具体控制温度在0 ~ 36 ℃范围。

S4、通过辐射源对收集载体上的气溶胶颗粒物进行连续辐照，并扫描探测气溶胶颗粒物上微生物的病原体表面蛋白构象被辐照全过程的荧光光谱，获得三维荧光光谱；

所述的三维荧光光谱中，荧光强度是和波长和辐照强度相关的。

S5、分析三维荧光光谱提取等高线特征谱作为荧光指纹，进行特征提取和建模；

S6、根据建立的模型和提取的特征进行处理实现对人体呼出气溶胶中微生物的检测。

所述S6具体为，根据建立的模型对提取的特征进行处理获得人体呼出气的微生物的种类与含量。

所述的三维荧光光谱是在间断辐射处理过程中连续间断探测摄取得到的。

所得的三维荧光光谱中包含了气溶胶中微生物颗粒受辐射中产生的变量，再经过光谱处理和建模分析，利用微生物在辐照处理中表现出的特异性，分析出人体呼吸气的气溶胶中微生物的种类和浓度信息。