ПРИБОР ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
DEVICE FOR TRAPPING MICROORGANISMS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к гигиене и санитарии, предназначено для определения количественного и качественного состава микроорганизмов воздуха помещений, в которых, по условиям технологии, требуется определенная степень чистоты. Преимущественно может использоваться на предприятиях биологической промышленности, предприятиях по переработке сельскохозяйственной продукции, медицинских учреждениях и животноводческих помещениях с целью своевременного обнаружения микроорганизмов, представляющих опасность для человека и животных.
Уровень техники
Известен прибор для улавливания микроорганизмов из воздуха, в котором установлена вакуумная камера в виде цилиндра, переходящего в конус. Внутренний конус цилиндра соответствует входящему в него полому усеченному конусу, диаметр основания которого равен внутреннему диаметру, а диаметр отверстий усечения меньше диаметра цилиндра. Камеры сообщаются при помощи отверстий. Цилиндр вакуумной камеры жестко соединен с крышкой, а по внутренней поверхности цилиндра расположены противоположно друг другу в различных секущих плоскостях отражатели в виде равновеликих выпуклостей. Такое выполнение прибора повышает интенсивное перемешивание воздуха с жидкостью и его пропускную способность (см. а.с. №341835, М.кл. С12К 1/00, 1972 г.).
Известный прибор не обеспечивает необходимую точность проводимых исследований, так как не исключается возможность удаления из вакуумной камеры микроорганизмов, не задерживающихся в жидкости. Кроме того, возможно попадание микроорганизмов непосредственно в жидкостный поглотитель через входные отверстия аспирационной камеры после взятия пробы воздуха, что не дает достоверных данных о целесообразности проведения профилактических мероприятий.
Известен также прибор для улавливания микроорганизмов, включающий емкость для улавливающей жидкости, жиклер и крышку с отверстием (Киктенко B.C. и др. Бактериальные аэрозоли и методы их исследования в санитарной микробиологии. М., 1968, стр.140-153). Данный прибор сложен в эксплуатации.
Известен прибор для улавливания микроорганизмов, который состоит из емкости, имеющей коническую форму, в нижнюю часть которой заливается улавливающая жидкость, а в верхней части под сеткой устанавливается фильтр и с помощью эластичного вкладыша прижимается крышкой с отверстием. В средней части циклона на уровне поверхности улавливающей жидкости имеется жиклер, расположенный под углом к жидкости. Такое выполнение прибора обеспечивает отделение и задержку микроорганизмов в улавливающей жидкости, на стенках циклона и на фильтре (см. а.с. №941422, М.кл. C12N 1/00, 1982).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту (и принятый авторами за прототип) является прибор для улавливания микроорганизмов, содержащий конусообразную емкость с крышкой, установленный в верхней части емкости фильтр и выполненное под острым углом к вертикальной оси емкости в ее средней части отверстие малого диаметра для поступления воздуха, снабженный съемной насадкой с крышкой и вспомогательным фильтром, установленным в ней при помощи уплотнительного кольца и крышки (см. пат. №2250257, М.кл. С12М 1/00, C12N 1/00, 2005 г.).
Известный прибор не обладает высоким уровнем выделения микроорганизмов из воздуха.
Раскрытие изобретения
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению количества выделенных микроорганизмов из воздуха, дифференциации их по морфологическим свойствам и степени его очистки.
Технический результат достигается с помощью устройства для улавливания микроорганизмов, содержащего конусообразную емкость с крышкой, установленный в верхней части емкости фильтр и выполненное под острым углом к вертикальной оси емкости в ее средней части отверстие малого диаметра для поступления воздуха, съемную насадку с крышкой и вспомогательным фильтром, установленным в ней при помощи уплотнительного кольца и крышки, дополнительно фильтр выполнен в виде блока фильтров, причем фильтры в блоке выполнены съемными, расположены на расстоянии (друг от друга), исключающем возможность их соприкосновения и смешивания различных видов микроорганизмов. Фильтры задерживают аэрозольные частицы благодаря малым размерам своих пор от 1 мкм до 0,005 мкм (микрометров). Размер пор выполняет определенную роль в механизме фильтрации. Однако результаты фильтрации определяются не только размерами пор. Все мельчайшие частицы, находящиеся в воздушной среде, а также бактерии и вирусы, несут на своей поверхности электрический заряд, причем частицы, заряженные сильнее, перемещаются быстрее, чем частицы, несущие малый заряд. Большинство микроорганизмов несут на своей поверхности отрицательный электрический заряд, и благодаря электростатическим свойствам на стенках фильтров происходит адсорбция.
Таким образом, фильтры обеспечивают не только механическую задержку аэрозольных частиц, но и, за счет электростатических сил, их адсорбцию на поверхности, т.е. в сфере действия электрического заряда стенок. При использовании блока фильтров значительно увеличивается удельная (адсорбционная) способность фильтров и, естественно, повышается эффективность улавливания. Расстояние между фильтрами препятствует их соприкосновению и нейтрализации электрических зарядов. Блок фильтров позволяет повысить эффективность улавливания микроорганизмов в воздухе закрытых помещений. В известном устройстве улавливание микроорганизмов осуществляется с использованием инерционного осаждения, седиментации и фильтрации воздуха, а в предлагаемом, в отличие от известного, для улавливания микроорганизмов используется еще и адсорбция (поглощение) биологического аэрозоля фильтрами с использованием электростатических свойств.
Технический результат изобретения обеспечен за счет раздельного выделения микроорганизмов в соответствие с их размерами.
Краткое описание чертежей
На чертеже приведен продольный разрез устройства для улавливания микроорганизмов:
Осуществление изобретения
Устройство для улавливания микроорганизмов состоит из конусообразной емкости 1, в нижнюю часть которой заливают улавливающую жидкость 2, а в верхней части под сеткой 3 устанавливают блок 4 фильтров, и с помощью эластичного уплотнительного кольца 5, который прижимается крышкой 6, верхняя часть крышки 6 выполнена в форме штуцера, в средней части конусообразной емкости 1 выполнено отверстие малого диаметра 7 под острым углом, например 45° к вертикальной оси конусообразной емкости 1, к конусообразной емкости 1 в средней ее части напротив отверстия 7 при помощи резьбового соединения присоединяется съемная насадка 8, оснащенная вспомогательным фильтром 9, который фиксируется в дополнительной съемной насадке 8 с помощью эластичного уплотнительного кольца 10 и крышки 11.
Прибор функционирует следующим образом. Для проведения исследований конусообразная емкость 1 заполняется улавливающей жидкостью 2 до уровня отверстия 7. Блок 4 фильтров устанавливают в верхней части емкости 1 с помощью сетки 3, уплотнительного резинового кольца 5, который прижимается к корпусу емкости 1 крышкой 6. Электроаспиратор подсоединяют к крышке 6 с помощью гибкого резинового шланга (не показан). Включение электроаспиратора (не показан) в режиме 3 л/мин создает разрежение воздуха в емкости 1, что обеспечивает поступление в конусообразную емкость 1 исследуемого воздуха через отверстие 7. Благодаря тому что отверстие 7 имеет малый диаметр, скорость воздушного потока в соответствии с уравнением Бернулли о неразрывности среды значительно увеличивается по сравнению со скоростью движения воздуха на отдельных участках траектории движения воздуха. Увеличенная скорость воздушного потока и направление этого потока, задаваемое положением оси отверстия 7, создают условия, при которых с поверхности улавливающей жидкости 2 происходит отделение аэрозольных частиц, к которым прилипают пылевые части и микроорганизмы, находящиеся во всасываемом воздухе. Микроорганизмы, не отделившиеся от воздуха, осаждаются на стенках конусообразной емкости 1 и на нижних поверхностях фильтров (блока 4 фильтров). Во время прохождения воздуха через блок фильтров 4 происходит адсорбция микроорганизмов за счет электростатических сил.
После пропускания через прибор определенного количества воздуха, что соответствует заданному времени работы электроаспиратора, к конусообразной емкости 1 с помощью резьбового соединения прикрепляется съемная насадка 8, оснащенная вспомогательным фильтром 9, который фиксируется в съемной насадке 8 с помощью уплотнительного резинового кольца 10 и крышки 11. Прибор переворачивают, вследствие чего внутренняя поверхность конусообразной емкости 1 омывается улавливающей жидкостью 2. После чего производят фильтрацию улавливающей жидкости 2 через блок 4 фильтров путем откачивания улавливающей жидкости 2 электроаспиратором. В результате фильтрации улавливающей жидкости 2 микрофлора концентрируется на поверхностях фильтров блока 4 фильтров. Благодаря наличию съемной насадки 8, оснащенной вспомогательным фильтром 9, появляется возможность выполнения процессов фильтрации улавливающей жидкости 2 и концентрирования микроорганизмов, в соответствии с их размерами, на рабочих поверхностях фильтров блока 4 фильтров без использования стерильного бокса во внелабораторных условиях, так как вспомогательный фильтр 9 выполняет функцию преграды для микроорганизмов, содержащихся в воздухе, поступающем в конусообразную емкость 1 в течение времени проведения процесса фильтрации улавливающей жидкости 2 через блок 4 фильтров. Затем крышка 6 откручивается, блок 4 фильтров с соблюдением правил асептики извлекается из прибора и окрашивается. Дальнейший подсчет микроорганизмов производится с помощью микроскопа и окулярной сетки (не показано) в лабораторных условиях.
Улавливатель микроорганизмов функционирует более эффективно потому, что устройство снабжено блоком фильтров, благодаря этому осуществляется более качественное улавливание аэрозольных частиц.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- устройство обеспечивает улавливание всех фракций бактериального и вирусного аэрозоля в зависимости от характеристик используемых фильтров;
- устройство обладает повышенной эффективностью улавливания микроорганизмов, так как позволяет осуществлять поэтапную фильтрацию воздуха: на входе через жидкость и на выходе через блок фильтров;
- предлагаемый улавливатель легко стерилизуется всеми общепринятыми способами;
- данный прибор дешев и прост в изготовлении и эксплуатации.