先进个体鼻腔采样器（PNS）的研发及其在生物气溶胶暴露评估中的突破性应用

本刊推荐：本研究聚焦于开发一种新型个体鼻腔采样器（PNS），通过结合电纺纳米纤维技术制备混合滤膜（HF），实现对生物气溶胶（如病毒颗粒）的高效捕获（效率达60–90%）及低气流阻力（≈200 Pa）。该设备无需外接泵，直接利用人体呼吸气流运行，为精准评估个体暴露于空气传播病原体（如SARS-CoV-2）提供了创新解决方案，对公共卫生及职业健康监测具有重要意义。

　　

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Process to Develop a Hybrid Filter (HF) for PNS

PNS的核心在于设计一款小巧、贴合鼻腔的高效低阻滤膜。本研究基于先前开发的鼻腔滤膜（Han et al., 2018）进一步优化，通过以下步骤推进：1）筛选低阻力多孔材料作为基底；2）在基底上静电纺丝永久极化材料（如PVDF）制备纳米纤维涂层以提升捕获效率；3）通过迭代测试与优化，最终获得性能优异的混合滤膜（HF）。

Collection efficiency and pressure drop of base substrates

六种测试基底（见表1）在5 L/min和10 L/min流量下对不同粒径颗粒（10 nm–～6 μm）的捕获效率如图4所示，各粒径范围（<0.1 μm、0.1–1 μm、1–2.5 μm、>2.5 μm）的平均效率见表2。所有基底均呈现典型的U型过滤曲线。在最易穿透粒径（MPPS）≈0.25 μm、5 L/min流量下，捕获效率显著提升……

CONCLUSIONS

本研究成功设计、制备并测试了用于个体鼻腔采样器（PNS）的混合滤膜（HF），其在5 L/min和10 L/min流量下对MPPS粒径颗粒的捕获效率达60–70%，压力降远低于NIOSH指南限值（330 Pa）。对病毒模型Phi6颗粒的回收率在5 L/min时接近100%，10 L/min时达80%。这些性能指标表明HF具备在实际应用中精准监测生物气溶胶暴露的潜力。