1.本发明涉及微生物检测技术领域，特别是涉及一种空气采样瓶、空气采样系统及空气采样方法。


背景技术：

2.人和动植物体以及土壤中的微生物能通过飞沫或尘埃等散布于空气中，使空气中含有一定种类和数量的微生物。空气中理论上一般没有病原微生物的存在，但在医院、兽医院以及畜禽厩舍附近的空气中，常悬浮有病原微生物的气溶胶，健康人或动物往往因吸入而感染。被病原微生物污染的空气，常可成为污染的来源或媒介，引起传染病流行。因此，进行空气微生物检测对于传染病预防与控制以及环境的卫生学监督与保护具有重要的意义。
3.空气采样瓶是进行空气微生物检测过程中的一种重要工具，种类繁多，其中，冲击式空气采样瓶是利用喷射气流的方式将空气中的微生物粒子采集于采样液体中。采样过程中，在空气采样瓶中加入采样液后，启动抽气动力，空气就从空气采样瓶入口处进入，空气中的微生物粒子冲击到空气采样瓶的采样液中，由于液体的粘附性，将微生物粒子捕获。
4.常用的冲击式空气采样瓶结构简单，采集的空气微生物样品一般不能直接用于检测，而是需要将空气微生物样品，即采样液，进行额外的培养或富集、核酸提取等操作后才能够得到可检测的微生物样品，操作繁琐，所需仪器设备多、耗时长，且容易在后续操作中引入非采样细菌污染，不利于对空气微生物的快速检测。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种空气采样瓶、空气采样系统及空气采样方法，以解决上述现有技术存在的问题，本发明集空气微生物采样与核酸提取于一体，通过洗脱磁珠上的核酸得到的洗脱液可直接用于检测，加快空气微生物的检测进程。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供了一种空气采样瓶，包括瓶体和支架，所述支架设置在所述瓶体的外侧并与所述瓶体连接，所述支架上设置有电磁铁，所述瓶体的上端设置有进气口、抽气口、裂解液进口、洗脱液进口、洗涤液进口和洗脱液出口，所述进气口用于采集空气微生物样品，所述抽气口用于抽取所述瓶体内的空气，所述裂解液进口用于通入裂解液和磁珠，磁珠能够被所述电磁铁吸引，所述洗脱液进口用于通入洗脱液，所述洗涤液进口通入洗涤液，所述洗脱液出口用于排出洗脱液，所述瓶体的下端开设有废液出口，所述废液出口用于排出废液和磁珠。
7.优选地，所述支架包括支架本体，所述支架本体的上端设置有固定环，所述固定环套设在所述瓶体上端瓶颈的外侧，所述支架本体上设置有环形电磁铁，所述支架本体的底部设置有固定块，所述固定块上设置有通过孔，所述废液出口设置有废液排出管，所述废液排出管穿过所述通过孔。
8.优选地，所述瓶体的瓶底呈倒锥形，所述废液出口位于所述瓶体的瓶底的中心处。
9.优选地，所述空气采样瓶还包括进气管、抽气管、裂解液进管、洗脱液进管、洗涤液进管和洗脱液出管，所述进气管的一端为所述进气口，所述进气管的另一端伸入所述瓶体中，所述抽气管的一端为所述抽气口，所述抽气管的另一端伸入所述瓶体中且位于所述瓶体的液面以上，所述裂解液进管的一端为所述裂解液进口，所述裂解液进管的另一端伸入所述瓶体中，所述洗脱液进管的一端为所述洗脱液进口，所述洗脱液进管的另一端伸入所述瓶体中，所述洗涤液进管的一端为所述洗涤液进口，所述洗涤液进管的另一端伸入所述瓶体中，所述洗脱液出管的一端为所述洗脱液出口，所述洗脱液出管的另一端伸入所述瓶体中且位于所述瓶体的底部。
10.本发明还提供了一种空气采样系统，包括裂解液存储瓶、洗脱液存储瓶、洗涤液存储瓶、废液瓶、样品管、真空泵和所述空气采样瓶；所述裂解液存储瓶用于存储裂解液，所述裂解液存储瓶与所述空气采样瓶的所述裂解液进口通过第一管路连通，所述第一管路上设置有磁珠存储结构，所述磁珠存储结构用于存储磁珠；所述洗脱液存储瓶用于存储洗脱液，所述洗脱液存储瓶与所述空气采样瓶的所述洗脱液进口通过第二管路连通；所述洗涤液存储瓶用于存储洗涤液，所述洗涤液存储瓶与所述空气采样瓶的所述洗涤液进口通过第三管路连通；所述废液瓶用于存储废液，所述废液瓶与所述空气采样瓶的所述废液出口通过第四管路连通；所述样品管用于存储待检测的样品，所述样品管与所述空气采样瓶的所述洗脱液出口通过第五管路连通；所述真空泵与所述空气采样瓶的所述抽气口通过第六管路连通。
11.优选地，所述真空泵与所述样品管通过第七管路连通，所述第七管路上设置有阀门。
12.优选地，所述第一管路上、所述第二管路上、所述第三管路上、所述第四管路上和所述第六管路上均设置有阀门。
13.优选地，所述磁珠存储结构包括存储结构本体和转盘，所述转盘与所述存储结构本体转动连接，所述转盘上开设有至少一个凹槽，所述存储结构本体上设置有磁珠存储腔，所述磁珠存储腔用于存储磁珠，所述磁珠存储腔开设有出口，当所述转盘转动至所述凹槽与所述出口连通时，所述磁珠存储腔内的磁珠能够进入所述凹槽中，当所述转盘继续转动至所述凹槽与所述第一管路连通时，磁珠进入所述第一管路中。
14.本发明还提供了一种采用所述空气采样系统的空气采样方法，包括以下步骤：步骤一，磁珠储存结构将磁珠加入到第一管路中；步骤二，打开第六管路上的阀门和第一管路上的阀门，启动真空泵，将裂解液存储瓶中的裂解液吸入到空气采样瓶中，在裂解液从裂解液存储瓶流入到空气采样瓶的过程中，第一管路中的磁珠随裂解液流入到空气采样瓶中；步骤三，关闭第一管路上的阀门，打开进气管上的阀门，进行空气采样，采样过程中空气微生物样品在裂解液作用下裂解，核酸释放并吸附到磁珠上；步骤四，采样完成后，关闭真空泵，关闭第六管路上的阀门，电磁铁通电，磁珠被吸附到空气采样瓶的侧壁；步骤五，打开废液排出管上的阀门，裂解液流入废液瓶；步骤六，关闭进气管上的阀门和废液排出管上的阀门，电磁铁断电，打开第六管路上的阀门和第三管路上的阀门，启动真空泵，将洗涤液从洗涤液存储瓶吸入到空气采样瓶
中，对核酸进行洗涤；步骤七，关闭真空泵，关闭第六管路上的阀门和第三管路上的阀门，电磁铁通电，磁珠被吸附到空气采样瓶的侧壁；步骤八，打开进气管上的阀门和废液排出管上的阀门，洗涤液流入废液瓶；步骤九，关闭进气管上的阀门和废液排出管上的阀门，电磁铁断电，打开第六管路上的阀门和第二管路上的阀门，启动真空泵，将洗脱液从洗脱液存储瓶吸入到空气采样瓶中，将核酸从磁珠上洗脱下来；步骤十，关闭真空泵，关闭第六管路上的阀门和第二管路上的阀门，电磁铁通电，磁珠被吸附到空气采样瓶的侧壁；步骤十一，打开第七管路上的阀门和进气管上的阀门，启动真空泵，将含有空气微生物核酸样品的洗脱液吸入样品管中，样品管中的空气微生物核酸样品可用于对空气微生物的检测；步骤十二，关闭第七管路上的阀门和进气管上的阀门，电磁铁断电，打开第二管路上的阀门，洗脱液被真空泵吸入空气采样瓶，对空气采样瓶进行冲洗，同时使磁珠悬浮在洗脱液中；步骤十三，关闭真空泵，关闭第二管路上的阀门，打开进气管上的阀门和废液排出管上的阀门，磁珠随冲洗液流入废液瓶中；步骤十四，关闭进气管上的阀门和废液排出管上的阀门，第二管路上的阀门打开，启动真空泵，洗脱液被真空泵吸入空气采样瓶，对空气采样瓶再次进行冲洗；步骤十五，关闭真空泵，关闭第二管路上的阀门，打开进气管上的阀门和废液排出管上的阀门，将冲洗的洗脱液流入废液瓶中，关闭进气管上的阀门和废液排出管上的阀门。
15.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明集空气微生物采样与核酸提取于一体，直接以裂解液作为采样液对空气微生物进行采集，采集空气微生物样品的同时对空气微生物进行裂解，并利用磁珠对微生物裂解释放的核酸进行吸附，实现对微生物核酸的富集，通过洗脱磁珠上的核酸得到的洗脱液可直接用于检测，加快空气微生物的检测进程；此外，本采样系统所需仪器设备少，且可通过中央控制器实现全自动运行，操作简便、成本低。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明的空气采样瓶示意图；图2为本发明的瓶体示意图；图3为本发明的进气管、抽气管、裂解液进管、洗脱液进管、洗涤液进管和洗脱液出管示意图；图4为本发明的支架主视图；图5为本发明的支架俯视图；
图6为本发明的空气采样系统示意图；图7为本发明的磁珠存储结构示意图；图8为本发明的磁珠存储结构工作过程示意图；其中：100-空气采样瓶，200-空气采样系统，1-瓶体，2-支架，3-电磁铁，4-进气口，5-抽气口，6-裂解液进口，7-洗脱液进口，8-洗涤液进口，9-洗脱液出口，10-废液出口，11-支架本体，12-固定环，13-固定块，14-通过孔，15-废液排出管，16-进气管，17-抽气管，18-裂解液进管，19-洗脱液进管，20-洗涤液进管，21-洗脱液出管，22-裂解液存储瓶，23-洗脱液存储瓶，24-洗涤液存储瓶，25-废液瓶，26-样品管，27-真空泵，28-第一管路，29-第二管路，30-第三管路，31-第四管路，32-第五管路，33-第六管路，34-第七管路，35-阀门，36-磁珠存储结构，37-存储结构本体，38-转盘，39-磁珠存储腔，40-凹槽，41-磁珠，42-瓶塞，43-瓶颈。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.本发明的目的是提供一种空气采样瓶、空气采样系统及空气采样方法，以解决上述现有技术存在的问题，本发明集空气微生物采样与核酸提取于一体，通过洗脱磁珠上的核酸得到的洗脱液可直接用于检测，加快空气微生物的检测进程。
20.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
21.实施例一如图1-图5所示：本实施例提供了一种空气采样瓶100，包括瓶体1和支架2，支架2设置在瓶体1的外侧并与瓶体1连接，支架2上设置有电磁铁3，瓶体1的上端设置有进气口4、抽气口5、裂解液进口6、洗脱液进口7、洗涤液进口8和洗脱液出口9，进气口4用于采集空气微生物样品，抽气口5用于抽取瓶体1内的空气，使瓶体1中形成负压，裂解液进口6用于通入裂解液和磁珠41，磁珠41能对空气微生物的核酸进行吸附，磁珠41可在裂解液进入空气采样瓶100时随裂解液一起进入到空气采样瓶100中，磁珠41能够被通电后的电磁铁3吸引，洗脱液进口7用于通入洗脱液，洗涤液进口8通入洗涤液，洗脱液将磁珠41上的核酸洗脱后，洗脱液可由洗脱液出口9导出，洗脱液可直接被用于检测，瓶体1的下端开设有废液出口10，废液出口10用于排出废液和磁珠41。
22.本实施例中，支架2包括支架本体11，支架本体11的上端设置有固定环12，固定环12套设在瓶颈43的外侧，固定环12的直径大于瓶颈43的直径且小于瓶体1的直径，从而将支架2的上端固定在瓶颈43处，支架本体11上设置有环形电磁铁3，当电磁铁3通电时，该电磁铁3带有磁性，能够吸引磁珠41，当电磁铁3断电时，该电磁铁3失去磁性。支架本体11的底部设置有固定块13，固定块13上设置有通过孔14，废液出口10设置有废液排出管15，废液排出管15穿过通过孔14，废液排出管15上设置有阀门35，可用于控制瓶体1中的废液和磁珠41的排出。
23.本实施例中，瓶体1的瓶底呈倒锥形，废液出口10位于瓶体1的瓶底的中心处，即瓶体1的瓶底由中心向四周向上倾斜一定角度（中心低，四周高），以便于瓶体1中的液体从废液出口10流出，减少液体在瓶体1中的残留。
24.本实施例中，空气采样瓶100还包括进气管16、抽气管17、裂解液进管18、洗脱液进管19、洗涤液进管20和洗脱液出管21，进气管16、抽气管17、裂解液进管18、洗脱液进管19、洗涤液进管20和洗脱液出管21通过瓶体1瓶口处的瓶塞42固定，进气管16的一端为进气口4，进气管16的另一端伸入瓶体1中，抽气管17的一端为抽气口5，抽气管17的另一端伸入瓶体1中且位于瓶体1的液面以上，裂解液进管18的一端为裂解液进口6，裂解液进管18的另一端伸入瓶体1中，洗脱液进管19的一端为洗脱液进口7，洗脱液进管19的另一端伸入瓶体1中，洗涤液进管20的一端为洗涤液进口8，洗涤液进管20的另一端伸入瓶体1中，洗脱液出管21的一端为洗脱液出口9，洗脱液出管21的另一端伸入瓶体1中且位于瓶体1的底部。
25.本实施例的空气采样瓶100包含了空气微生物样品采集与核酸提取所需结构，利用该空气采样瓶100，可完成对空气微生物样品的采集与核酸提取，操作简单，得到的核酸提取液可直接用于检测，避免繁琐操作引入的杂菌污染，方便快捷。
26.实施例二如图6-图8所示，本实施例提供了一种空气采样系统200，包括裂解液存储瓶22、洗脱液存储瓶23、洗涤液存储瓶24、废液瓶25、样品管26、真空泵27和实施例一的空气采样瓶100；裂解液存储瓶22用于存储裂解液，裂解液存储瓶22与空气采样瓶100的裂解液进口6通过第一管路28连通，第一管路28上设置有磁珠存储结构36，磁珠存储结构36用于存储磁珠41；洗脱液存储瓶23用于存储洗脱液，洗脱液存储瓶23与空气采样瓶100的洗脱液进口7通过第二管路29连通；洗涤液存储瓶24用于存储洗涤液，洗涤液存储瓶24与空气采样瓶100的洗涤液进口8通过第三管路30连通；废液瓶25用于存储废液，废液瓶25与空气采样瓶100的废液出口10通过第四管路31连通，第四管路31上设置有阀门35；样品管26用于存储待检测的样品，样品管26与空气采样瓶100的洗脱液出口9通过第五管路32连通；真空泵27与空气采样瓶100的抽气口5通过第六管路33连通。
27.本实施例中，真空泵27与样品管26通过第七管路34连通，第七管路34上设置有阀门35。第一管路28上、第二管路29上、第三管路30上和第六管路33上均设置有阀门35。阀门35防止空气微生物进入裂解液存储瓶22、洗脱液存储瓶23、洗涤液存储瓶24和真空泵27中。
28.本实施例中，磁珠存储结构36包括存储结构本体37和转盘38，转盘38与存储结构本体37转动连接，转盘38上开设有至少一个凹槽40，本实施例包括两个对称设置的凹槽40，两个凹槽40大小和形状相同，可将磁珠存储结构36中的磁珠41定量转移到第一管路28中，存储结构本体37上设置有磁珠存储腔39，磁珠存储腔39用于存储磁珠41，磁珠存储腔39开设有出口，当转盘38转动至凹槽40与出口连通时，磁珠存储腔39内的磁珠41能够进入凹槽40中，当转盘38继续转动至凹槽40与第一管路28连通时，磁珠41进入第一管路28中。
29.具体地，图8是磁珠储存结构36的工作流程示意图，默认状态下，转盘38的两个凹槽40处于竖直方向上，工作时，转盘38会按照图8中的顺序进行旋转（图中转盘38的旋转方向为顺时针，亦可进行逆时针旋转，达到的效果一致），随着转盘38的旋转，凹槽40中的磁珠41被转移出磁珠41储存腔，当转盘38的凹槽40重新处于竖直方向时，被转移出的磁珠41掉入到第一管路28中。其中，由于凹槽40的体积大小是固定的，从而保证了每次所转移的磁珠
41的体积一致。
30.本实施例的空气采样系统200集微生物采集与核酸提取于一体，裂解液存储瓶22、洗脱液存储瓶23、洗涤液存储瓶24以及磁珠储存结构36中分别盛放有裂解液、洗脱液、洗涤液以及磁珠41，除空气采样瓶100外，其他的储存瓶以及储存腔室默认与大气连通，连通的位置可设置滤膜，防止空气微生物进入相应的瓶子、腔室中，系统中的阀门35默认为关闭状态。
31.本实施例的空气采样工作系统包含中央控制器，各阀门35、真空泵27以及磁珠储存结构36均与中央控制器相连，中央控制器可自动控制各个阀门35、真空泵27的开启与关闭以及磁珠储存结构36的运行，从而实现本系统的全自动化操作。中央控制器的控制过程为现有技术。
32.实施例三本实施例提供了一种采用实施例二的空气采样系统200进行空气采样的方法，包括以下步骤：步骤一，磁珠储存结构36将磁珠41加入到第一管路28中；步骤二，打开第六管路33上的阀门35和第一管路28上的阀门35，启动真空泵27，将裂解液存储瓶22中的裂解液吸入到空气采样瓶100中，在裂解液从裂解液存储瓶22流入到空气采样瓶100的过程中，第一管路28中的磁珠41随裂解液流入到空气采样瓶100中；步骤三，关闭第一管路28上的阀门35，打开进气管16上的阀门35，进行空气采样，采样过程中空气微生物样品在裂解液作用下裂解，核酸释放并吸附到磁珠41上；步骤四，采样完成后，关闭真空泵27，关闭第六管路33上的阀门35，电磁铁3通电，磁珠41被吸附到空气采样瓶100的侧壁；步骤五，打开废液排出管15上的阀门35，裂解液流入废液瓶25；步骤六，关闭进气管16上的阀门35和废液排出管15上的阀门35，电磁铁3断电，打开第六管路33上的阀门35和第三管路30上的阀门35，启动真空泵27，将洗涤液从洗涤液存储瓶24吸入到空气采样瓶100中，对核酸进行洗涤；步骤七，关闭真空泵27，关闭第六管路33上的阀门35和第三管路30上的阀门35，电磁铁3通电，磁珠41被吸附到空气采样瓶100的侧壁；步骤八，打开进气管16上的阀门35和废液排出管15上的阀门35，洗涤液流入废液瓶25；步骤九，关闭进气管16上的阀门35和废液排出管15上的阀门35，电磁铁3断电，打开第六管路33上的阀门35和第二管路29上的阀门35，启动真空泵27，将洗脱液从洗脱液存储瓶23吸入到空气采样瓶100中，将核酸从磁珠41上洗脱下来；步骤十，关闭真空泵27，关闭第六管路33上的阀门35和第二管路29上的阀门35，电磁铁3通电，磁珠41被吸附到空气采样瓶100的侧壁；步骤十一，打开第七管路34上的阀门35和进气管16上的阀门35，启动真空泵27，将含有空气微生物核酸样品的洗脱液吸入样品管26中，样品管26中的空气微生物核酸样品可用于对空气微生物的检测；步骤十二，关闭第七管路34上的阀门35和进气管16上的阀门35，电磁铁3断电，打开第二管路29上的阀门35，洗脱液被真空泵27吸入空气采样瓶100，对空气采样瓶100进行
冲洗，同时使磁珠41悬浮在洗脱液中；步骤十三，关闭真空泵27，关闭第二管路29上的阀门35，打开进气管16上的阀门35和废液排出管15上的阀门35，磁珠41随冲洗液流入废液瓶25中；步骤十四，关闭进气管16上的阀门35和废液排出管15上的阀门35，第二管路29上的阀门35打开，启动真空泵27，洗脱液被真空泵27吸入空气采样瓶100，对空气采样瓶100再次进行冲洗；步骤十五，关闭真空泵27，关闭第二管路29上的阀门35，打开进气管16上的阀门35和废液排出管15上的阀门35，将冲洗的洗脱液流入废液瓶25中，关闭进气管16上的阀门35和废液排出管15上的阀门35。
33.本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。