Owing to the recent global spread of the new coronavirus SARS-CoV-2, the development of technology to effectively detect viruses in crowded public places is urgently needed. In this study, a three-stage high-volume bioaerosol sampler was developed for the size-selective sampling of bioaerosols through the suction of air at a high flow rate of 1000 L/min. In stage 1, an omnidirectional inlet cyclone separator that can draw air from all directions was applied to collect bioaerosols larger than 10 μm in the collection fluid. In stage 2, an axial flow cyclone separator was used to collect bioaerosols sized between 2.5 and 10 μm in the collection fluid. In stage 3, bioaerosols smaller than 2.5 μm were collected on a filter and extracted in a solution through an elution process using a sodium phosphate buffer. To simulate the suspension of bioparticles including viruses that are attached to other particles in the atmosphere, the aerosol samples were prepared by coagulating aerosolized bacteriophages with Arizona test dust. Then, the coagulated particles were collected for 30 min using the developed bioaerosol sampler, and the samples collected in each stage were analyzed via polymerase chain reaction (PCR) method. The PCR analysis results confirmed that the high-volume bioaerosol sampler enables size-selective bioaerosol sampling even at a high airflow rate of 1000 L/min. The developed high-volume bioaerosol sampler will be useful in detecting viruses through PCR analysis because it can collect bioaerosols within a specific size range.

由于近期新型冠状病毒SARS-CoV-2在全球蔓延，迫切需要开发在拥挤的公共场所有效检测病毒的技术。在这项研究中，开发了一种三级高容量生物气溶胶采样器，用于通过以 1000 L/min 的高流速吸入空气来对生物气溶胶进行尺寸选择性采样。在第 1 阶段，应用可以从各个方向吸入空气的全向入口旋风分离器来收集收集液中大于 10 μm 的生物气溶胶。在第 2 阶段，使用轴流旋风分离器收集收集液中尺寸在 2.5 和 10 μm 之间的生物气溶胶。在第 3 阶段，小于 2.5 μm 的生物气溶胶被收集在过滤器上，并通过使用磷酸钠缓冲液的洗脱过程在溶液中提取。为了模拟生物颗粒（包括附着在大气中其他颗粒上的病毒）的悬浮液，气溶胶样品是通过将雾化噬菌体与亚利桑那测试粉尘凝结来制备的。然后，使用开发的生物气溶胶采样器收集凝固颗粒 30 分钟，并通过聚合酶链反应 (PCR) 方法分析每个阶段收集的样品。PCR 分析结果证实，即使在 1000 L/min 的高气流速率下，大容量生物气溶胶采样器也能实现尺寸选择性生物气溶胶采样。开发的大容量生物气溶胶采样器将有助于通过 PCR 分析检测病毒，因为它可以收集特定尺寸范围内的生物气溶胶。气溶胶样品是通过将雾化噬菌体与亚利桑那试验粉尘凝结而制备的。然后，使用开发的生物气溶胶采样器收集凝固颗粒 30 分钟，并通过聚合酶链反应 (PCR) 方法分析每个阶段收集的样品。PCR 分析结果证实，即使在 1000 L/min 的高气流速率下，大容量生物气溶胶采样器也能实现尺寸选择性生物气溶胶采样。开发的大容量生物气溶胶采样器将有助于通过 PCR 分析检测病毒，因为它可以收集特定尺寸范围内的生物气溶胶。气溶胶样品是通过将雾化噬菌体与亚利桑那试验粉尘凝结而制备的。然后，使用开发的生物气溶胶采样器收集凝固颗粒 30 分钟，并通过聚合酶链反应 (PCR) 方法分析每个阶段收集的样品。PCR 分析结果证实，即使在 1000 L/min 的高气流速率下，大容量生物气溶胶采样器也能实现尺寸选择性生物气溶胶采样。开发的大容量生物气溶胶采样器将有助于通过 PCR 分析检测病毒，因为它可以收集特定尺寸范围内的生物气溶胶。并通过聚合酶链反应（PCR）方法对每个阶段收集的样品进行分析。PCR 分析结果证实，即使在 1000 L/min 的高气流速率下，大容量生物气溶胶采样器也能实现尺寸选择性生物气溶胶采样。开发的大容量生物气溶胶采样器将有助于通过 PCR 分析检测病毒，因为它可以收集特定尺寸范围内的生物气溶胶。并通过聚合酶链反应（PCR）方法对每个阶段收集的样品进行分析。PCR 分析结果证实，即使在 1000 L/min 的高气流速率下，大容量生物气溶胶采样器也能实现尺寸选择性生物气溶胶采样。开发的大容量生物气溶胶采样器将有助于通过 PCR 分析检测病毒，因为它可以收集特定尺寸范围内的生物气溶胶。