RU2803859C1

RU2803859C1 - Budnikov's pollen collector for diagnostics of aeroallergens

Info

Publication number: RU2803859C1
Application number: RU2022131513A
Authority: RU
Inventors: Элла Витальевна Чурюкина; Ольга Петровна Уханова; Владимир Иванович Будников; Павел Владимирович Будников; Татьяна Михайловна Минкина; Елена Анатольевна Голошубова; Екатерина Алексеевна Портняга; Виктория Александровна Попова; Олеся Зиновьевна Пузикова; Анжела Владимировна Московкина
Original assignee: Элла Витальевна Чурюкина; Ольга Петровна Уханова; Владимир Иванович Будников
Filing date: 2022-12-01
Publication date: 2023-09-21

Abstract

FIELD: pollen and spore capture.

SUBSTANCE: invention is related to devices for obtaining samples for research, in particular, microparticles and micro traces from a carrier object of plant and animal origin, and can be used in palynology, biology, ecology, medicine for spore and pollen analysis, forensic and environmental examinations. The pollen collector contains a body with an electric motor, a sealed cover and a clock mechanism. The body of the pollen collector consists of the upper and the lower parts, connected by a swivel mechanism on bearings with the possibility of rotation relative to each other. At the same time, the upper part contains a sealed cover with a visor, a valve and a valve retainer, a rigidly fixed weather vane and a vertically placed air collector, in the form of a drum with a vertical slot for air intake, in which a weekly clock mechanism is built into the housing, which is simultaneously a vertical drum with a speed rotation of its axis on the drum holder 2 mm/hour, a jet for the output of incoming air through the lower platform of the air collector. A transparent tape with a sticky layer is attached to the surface around the drum to collect pollen. The lower part contains an electric motor with a vacuum pump for drawing air into the air collector slot, an impeller, a casing, a latch inserted into the rotary mechanism, and a rounded visor attached to the upper part to protect against rain moisture.

EFFECT: increased efficiency and reliability of the design.

1 cl, 11 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к устройствам для получения образцов для исследования, в частности микрочастиц и микроследов с объекта-носителя растительного и животного происхождения, и может использоваться в палинологии, биологии, экологии, медицине для спорового и пыльцевого анализа, криминалистической и экологической экспертиз. The claimed invention relates to devices for obtaining samples for research, in particular microparticles and microtraces from a carrier object of plant and animal origin, and can be used in palynology, biology, ecology, medicine for spore and pollen analysis, forensic and environmental examinations.

В последние годы повсеместно отмечается увеличение доли пациентов, страдающих аллергическими заболеваниями, вызванными пыльцой растений. Аэропалинологический мониторинг атмосферного воздуха позволяет определить состав аэроаллергенов и их роль в формировании пыльцевой аллергии.In recent years, there has been an increase in the proportion of patients suffering from allergic diseases caused by pollen. Aeropalynological monitoring of atmospheric air allows us to determine the composition of aeroallergens and their role in the formation of pollen allergies.

Контроль качественного и количественного состава пыльцевого дождя, особенности сезонной и суточной динамики пыления отдельных таксонов, роль пыльцевых зерен в формировании пыльцевой аллергии - это неполный перечень, который в настоящее время активно исследуются. Решение этих задач связано в том числе с проблемой мониторинга аэропалинологического состояния атмосферы и развитием сети аэропалинологических станций в РФ.Control of the qualitative and quantitative composition of pollen rain, features of the seasonal and daily dynamics of pollination of individual taxa, the role of pollen grains in the formation of pollen allergies - this is an incomplete list that is currently being actively studied. The solution to these problems is associated, among other things, with the problem of monitoring the aeropalynological state of the atmosphere and the development of a network of aeropalynological stations in the Russian Federation.

В России служба аэропалинологического мониторинга существует с 1992 г. в некоторых городах с периодическими пробелами в работе из-за экономической, политической или штатной ситуации. На Юге России с 2019 г. существуют три волюметрические станции в г. Ставрополе, г. Краснодаре и в г. Ростове-на-Дону. Данные, получаемые с этих станций, установленных одновременно с тремя станциями г. Москва, г. Рязань и г. Санкт-Петербург стали частью единого всероссийского проекта [О.П. Уханова, М.А. Богданова, И.В. Желтова, А.А. Юдин, Ф.А. Щербинин / Аэропалинологический мониторинг пыльцы сорных трав и плесневых грибов / РМЖ. МО. - 2020. - с. 48-51, Е. Severova, D. Britsky, Е. Churyukina, E.Goloshubova, V. Karaseva, N. Milchenko, A. Moroz, I. Pavlyuchenko, Y. Selezneva, O. Ukhanova, I. Zheltova. Monitoring of ambrosia pollen in Southern and Central Russia// 7-th European symposium on aerobiology 2020 p. 17]. Ha сайте Allergotop публиковались данные о составе аэроаллергенов шести городов России, климато-географические особенности которых вносят коррективы в специфику состава воздушной среды.In Russia, aeropalynological monitoring service has existed since 1992 in some cities with periodic gaps in work due to the economic, political or staffing situation. In the south of Russia, since 2019, there have been three volumetric stations in Stavropol, Krasnodar and Rostov-on-Don. Data received from these stations, installed simultaneously with three stations in Moscow, Ryazan and St. Petersburg, became part of a single all-Russian project [O.P. Ukhanova, M.A. Bogdanova, I.V. Zheltova, A.A. Yudin, F.A. Shcherbinin / Aeropalynological monitoring of weed pollen and mold fungi / RMJ. MO. - 2020. - p. 48-51, E. Severova, D. Britsky, E. Churyukina, E. Goloshubova, V. Karaseva, N. Milchenko, A. Moroz, I. Pavlyuchenko, Y. Selezneva, O. Ukhanova, I. Zheltova. Monitoring of ambrosia pollen in Southern and Central Russia // 7th European symposium on aerobiology 2020 p. 17]. The Allergotop website published data on the composition of aeroallergens in six Russian cities, the climatic and geographical features of which make adjustments to the specific composition of the air environment.

В настоящее время не существует универсальных ловушек-пыльцеуловителей, пригодных для исследования всех типов биологических частиц. Каждая область исследований (палинология, микология, вирусология и т.п.) требует своих методов отбора образцов, последующей обработки и идентификации материала. Существует несколько типов ловушек, используемых в аэропалинологии: гравиметрический пыльцеуловитель Дюрама, который долгое время был основным прибором для сбора аэрозолей, пыльцеуловитель Таубера и волюметрические пыльцеуловители фирмы «Буркард» и «Ланзони» [Принципы и методы аэропалинологических исследований. Под ред Н.Р. Мейер-Меликян, Е.Э. Северовой. М.: 1999 - 48 с., Erdman's Handbook of Palynology Ed.: S. Nilsson, J. Praglowski. - 2-nd edition. Copenhagen: Munksgaard, 1992 - 580 р.]. Поток воздуха в них создается принудительно, за счет работы воздушной помпы.Currently, there are no universal pollen traps suitable for studying all types of biological particles. Each field of research (palynology, mycology, virology, etc.) requires its own methods of sampling, subsequent processing and identification of material. There are several types of traps used in aeropalynology: the gravimetric Duram pollen trap, which has long been the main instrument for collecting aerosols, the Tauber pollen trap, and volumetric pollen traps from Burkard and Lanzoni [Principles and methods of aeropalynological research. Edited by N.R. Meyer-Melikyan, E.E. Severova. M.: 1999 - 48 pp., Erdman's Handbook of Palynology Ed.: S. Nilsson, J. Praglowski. - 2nd edition. Copenhagen: Munksgaard, 1992 - 580 rub.]. The air flow in them is created forcibly, due to the operation of the air pump.

В РФ и странах СНГ производство ловушек не налажено, поэтому проблема аэропалинологического мониторинга остается актуальной. Используемые в настоящее время приборы по типу классической конструкции Херста фирм «Burkard» (Англия) и «Lanzoni» (Италия) приняты большинством европейских аэропалинологических станций, но они дорогие и не достаточно надежные. Дополнительными недостатками этих приборов являются: высокая стоимость комплектующих к ним, большой вес, отсутствие адаптации к перепадам напряжения в электросети и недоступность использования ленты «Melinex-tape» в настоящее время в России.In the Russian Federation and CIS countries, the production of traps has not been established, so the problem of aeropalynological monitoring remains relevant. Currently used instruments of the classical Hurst design from the companies Burkard (England) and Lanzoni (Italy) are accepted by most European aerial palynological stations, but they are expensive and not reliable enough. Additional disadvantages of these devices are: the high cost of their components, heavy weight, lack of adaptation to voltage changes in the electrical network and the unavailability of using Melinex-tape at present in Russia.

Для проведения аэропалинологического мониторинга чаще всего используют волюметрическую ловушку Буркарда, позволяющую регистрировать частицы от 5 до 100 мкм. Скорость всасываемого воздуха составляет 10 л/мин, или 14,4 м 3/сут, что соответствует примерно интенсивности дыхания взрослого человека. Устройство содержит: корпус ловушки из пластика; флюгер, ориентирующий всасывающее отверстие в соответствии с направлением ветра; крышку, которая закрепляется герметически и весь поток воздуха идет через входное отверстие. Прокачка воздуха осуществляется вентилятором. Внутри расположен барабан, на поверхность которого прикреплена прозрачная лента с липким слоем. Барабан вращается с постоянной скоростью. Известно, что средний объем воздуха, потребляемого при дыхании, составляет 10 л/мин, и волюметрический пыльцеуловитель должен быть отрегулирован и приведен к этой величине. Часовой механизм, вмонтированный в ловушку, имеет ход со скоростью 1 оборот в неделю так, чтобы один замер составлял 7 сут. сбора пыльцы, при сборке использован стандартный часовой механизм МЧН (механизм часовой недельный), применяемый в термографах и барографах с недельным циклом наблюдений. Скорость вращения 1,75 мм/час. [Принципы и методы аэропалинологических исследований / под ред. Н.Р. Мейер-Меликян, Е.Э. Северовой. М.: Медицина, 1999.].To carry out aeropalynological monitoring, a volumetric Burkard trap is most often used, which allows recording particles from 5 to 100 microns. The rate of intake air is 10 l/min, or 14.4 m3/day, which approximately corresponds to the breathing rate of an adult. The device contains: a trap body made of plastic; a weather vane that orients the suction opening in accordance with the wind direction; a cover that is sealed tightly and the entire air flow goes through the inlet. Air is pumped by a fan. Inside there is a drum, on the surface of which a transparent tape with an adhesive layer is attached. The drum rotates at a constant speed. It is known that the average volume of air consumed during breathing is 10 l/min, and the volumetric pollen trap must be adjusted to this value. The clock mechanism built into the trap moves at a speed of 1 revolution per week so that one measurement lasts 7 days. pollen collection, the assembly used a standard clock mechanism MCHN (weekly clock mechanism), used in thermographs and barographs with a weekly observation cycle. Rotation speed 1.75 mm/hour. [Principles and methods of aeropalynological research / ed. N.R. Meyer-Melikyan, E.E. Severova. M.: Medicine, 1999].

Гравиметрический пыльцеуловитель Дюрама не нашел широкого применения из-за высокой погрешности полученных данных концентрации пыльцы в атмосферном воздухе, на которые оказывали влияние турбулентность потока воздуха, метеорологических условий. Снимать результаты исследований необходимо ежесуточно. В результате отмечалось неравномерное размещение пыльцы, разночтение данных из-за наличия большого количества поллютантов («мусора») в препарате.The Duram gravimetric pollen collector has not found wide application due to the high error of the obtained data on pollen concentration in the atmospheric air, which was influenced by the turbulence of the air flow and meteorological conditions. It is necessary to record research results daily. As a result, there was an uneven distribution of pollen and discrepancies in the data due to the presence of a large number of pollutants (“garbage”) in the preparation.

Пыльцеуловитель Таубера более удобна, позволяет собирать пыльцу длительный промежуток времени (до месяца), однако, чистоту полученных данных нарушает прорастание микромицетов и наличие большого количества загрязнителей [Erdman's Handbook of Palynology Ed.: S. Nilsson, J. Praglowski. - 2-nd edition. Copenhagen: Munksgaard, 1992 - 580 p.].The Tauber pollen collector is more convenient, it allows you to collect pollen for a long period of time (up to a month), however, the purity of the data obtained is disrupted by the germination of micromycetes and the presence of a large number of pollutants [Erdman's Handbook of Palynology Ed.: S. Nilsson, J. Praglowski. - 2nd edition. Copenhagen: Munksgaard, 1992 - 580 p.].

Из существующего уровня техники известно устройство для сбора пыльцы с растений для аллергодиагностических проб, характеризующееся тем, что выполнено из прозрачного стекла и включает колбу-пыльцесборник, корпус высотой 10 и диаметром 4,5 см для создания разреженного пространства при всасывании воздуха пылесосом, при этом колба-пыльцесборник и корпус имеют на своих поверхностях пары противоположно расположенных ушек и соединяются между собой посредством накидывающихся на ушки резиновых колец, корпус имеет расположенную сбоку - сверху входную трубку для собираемой пыльцы и соосно расположенные: встроенную внутрь на 4,5-5,0 см в корпус трубку воздуховода для ограничения прямого прохождения воздуха с пыльцой в пылесос, который выполнен с возможностью подключения наружным концом к пылесосу, и притертую к горловине колбы-пыльцесборника входную трубку [патент РФ на ПМ №156 387 Опубликовано: 10.11.2015].From the existing level of technology, a device for collecting pollen from plants for allergy diagnostic tests is known, characterized in that it is made of transparent glass and includes a pollen collector flask, a body 10 cm high and 4.5 cm in diameter to create a rarefied space when sucking air with a vacuum cleaner, while the flask - the pollen collector and the body have pairs of oppositely located ears on their surfaces and are connected to each other by means of rubber rings that fit over the ears, the body has an inlet tube for collected pollen located on the side - on top and coaxially located: built inside at 4.5-5.0 cm in housing, an air duct tube to limit the direct passage of air with pollen into the vacuum cleaner, which is designed to be connected at the outer end to the vacuum cleaner, and an inlet tube ground to the neck of the pollen collector flask [RF patent for PM No. 156 387 Published: 11/10/2015].

Недостатком данной конструкции является ненадежность с использованием стеклянного пылесборника.The disadvantage of this design is the unreliability of using a glass dust collector.

Прототипом заявляемой изобретения нами выбран волюметрический пыльцеуловитель «Ланзони».We have chosen the Lanzoni volumetric pollen catcher as the prototype of the claimed invention.

Указанные в прототипе недостатки устраняются в заявляемом изобретении.The disadvantages indicated in the prototype are eliminated in the claimed invention.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является разработка эффективного пыльцеуловителя, который прост в изготовлении, не содержит импортных деталей, но при этом обеспечивает высокое качество исследований.The problem to be solved by the claimed invention is the development of an effective pollen collector, which is easy to manufacture, does not contain imported parts, but at the same time ensures high quality research.

Данная задача решается за счет того, что корпус пыльцеуловителя состоит из верхней и нижней частей, соединенных поворотным механизмом на подшипниках с возможностью вращения относительно друг друга, при этом верхний корпус имеет герметичную крышку с козырьком и жестко закрепленный флюгер, и содержит вертикально расположенный воздухосборник, в виде барабана, имеющего узкую щель, в котором размещен механизм часовой недельный, встроенный в пластиковый корпус, одновременно являющийся вертикальным барабаном со скоростью вращения 2 мм/час, на поверхность которого помещена прозрачная лента с липким слоем для сбора пыльцы; нижний корпус содержит электромотор с вакуумным насосом, крыльчатку, кожух, и фиксатор, вставленный в поворотный механизм.This problem is solved due to the fact that the pollen collector body consists of upper and lower parts connected by a rotating mechanism on bearings with the possibility of rotation relative to each other, while the upper body has a sealed lid with a visor and a rigidly fixed weather vane, and contains a vertically located air collector, in in the form of a drum with a narrow slot in which a weekly clock mechanism is placed, built into a plastic case, which is also a vertical drum with a rotation speed of 2 mm/hour, on the surface of which a transparent tape with an adhesive layer is placed to collect pollen; the lower housing contains an electric motor with a vacuum pump, an impeller, a casing, and a latch inserted into the rotating mechanism.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является простота и надежность в использовании устройства за счет меньшего веса конструкции, профилактики перепадов напряжения в электросети; экономическая доступность устройства за счет более низкой стоимости отечественных расходных материалов; повышение чистоты и качества получаемых слайдов за счет равномерного распределения пыльцы и микромицев, без загрязнителей и воды, что достигается увеличением размеров козырька и флюгера.The technical result provided by the given set of features is the simplicity and reliability of using the device due to the lower weight of the structure, the prevention of voltage surges in the electrical network; economic accessibility of the device due to the lower cost of domestic consumables; increasing the purity and quality of the resulting slides due to the uniform distribution of pollen and micromites, without pollutants and water, which is achieved by increasing the size of the visor and weather vane.

Одной из задач налаживания импортозамещения явилась разработка и апробирование опытной модели пыльцеуловителя для анализа аэрозолей в местных условиях - устройства для сбора пыльцы растений и микромицетов с последующим созданием календаря цветения растений и спороношения плесневых грибов. Календари необходимы для оценки климатической и экологической ситуации в регионе, разработки профилактических мероприятий по борьбе с аллергическими заболеваниями у населения, а также для криминалистической экспертизы.One of the tasks of establishing import substitution was the development and testing of an experimental model of a pollen collector for analyzing aerosols in local conditions - a device for collecting plant pollen and micromycetes with the subsequent creation of a calendar of plant flowering and sporulation of molds. Calendars are necessary for assessing the climatic and environmental situation in the region, developing preventive measures to combat allergic diseases among the population, as well as for forensic examination.

Разработка пыльцеуловителя для диагностики аэроаллергенов включала следующие этапы:The development of a pollen trap for diagnosing aeroallergens included the following steps:

1. выбор оптимальных параметров конструкции;1. selection of optimal design parameters;

2. составление технической документация для выполнения опытной модели пыльцеуловителя;2. preparation of technical documentation for the implementation of a pilot model of a pollen trap;

3. конструирование и построение опытного экземпляра ловушки;3. design and construction of a prototype trap;

4. проведение апробирования и градуировки прибора (анализ пыльцы).4. testing and calibration of the device (pollen analysis).

Оптимальные требуемые параметры, которые мы учитывали при конструировании пыльцеуловителя: обеспечить скорость всасывания воздуха в устройстве от 9 до 10 литров в минуту, что составляет 0,6 куб. м/час или 14,4 куб. м/сутки. Данная скорость соответствует примерной интенсивности дыхания взрослого здорового человека. Заявляемый пыльцеуловитель должен быть отрегулирован и приведен к этой величине с помощью волюметра еженедельно.The optimal required parameters that we took into account when designing the pollen trap: ensure the air suction speed in the device is from 9 to 10 liters per minute, which is 0.6 cubic meters. m/hour or 14.4 cubic meters. m/day. This speed corresponds to the approximate breathing intensity of an adult healthy person. The proposed pollen trap must be adjusted and brought to this value using a volumetric meter weekly.

- исключить влияние турбулентного потока воздушных масс за счет использования вертикально расположенного воздухосборника.- eliminate the influence of turbulent air mass flow through the use of a vertically located air collector.

- обеспечить целостность конструкции, которая усиливает синхронность работы, увеличивает износостойкость и точность проводимых исследований, за счет того, что часовой механизм (МЧН) находится внутри барабана, на поверхность которого прикреплена прозрачная лента с липким слоем (при отсутствии ленты Melinex-tape подойдет обычный скотч шириной 20 мм или ПЭЛ шириной 20 мм). Таким образом, мы обеспечиваем надежную работу комплекса МНЧ в сочетании с барабаном и барабанодержателем. Механизм недельный часовой (МНЧ): скорость вращения барабана 2 мм/час, что составляет 48 мм/сутки, что соответствует международным требованиям к работе волюметрических устройств типа Херста.- ensure the integrity of the structure, which enhances the synchronicity of work, increases the wear resistance and accuracy of the research, due to the fact that the clock mechanism (MCM) is located inside the drum, on the surface of which a transparent tape with an adhesive layer is attached (in the absence of Melinex-tape, ordinary tape will do 20 mm wide or PEL 20 mm wide). Thus, we ensure reliable operation of the MLF complex in combination with the drum and drum holder. Weekly clock mechanism (WMC): drum rotation speed is 2 mm/hour, which is 48 mm/day, which meets international requirements for the operation of volumetric devices of the Hurst type.

- электромотор обеспечивает постоянный поток воздуха в устройстве за счет вакуумного насоса и доступен для использования большинства напряжений и частот. Он представляет собой однофазный асинхронной электродвигатель на 3000 оборотов и мощностью 100 Вт, с его помощью создается нужный поток воздуха со скоростью 9-10 л/мин. Уникальность электромотора предлагаемого устройства состоит в том, что в случае неисправности, его можно заменить на идентичный.- the electric motor provides a constant flow of air in the device due to the vacuum pump and is available for use with most voltages and frequencies. It is a single-phase asynchronous electric motor with a speed of 3000 rpm and a power of 100 W; with its help, the required air flow is created at a speed of 9-10 l/min. The uniqueness of the electric motor of the proposed device is that in the event of a malfunction, it can be replaced with an identical one.

- поворотный механизм на подшипниках с флюгером позволяет ориентировать воздухосборник по направлению ветра при малейшем изменении направления, предотвращая турбулентный поток воздуха через щель на улавливающую поверхность ленты. Подшипники позволяют двигаться воздухосборнику быстро и бесшумно.- a rotating mechanism on bearings with a weather vane allows you to orient the air collector in the direction of the wind at the slightest change in direction, preventing turbulent air flow through the slot onto the catching surface of the tape. Bearings allow the air collector to move quickly and silently.

- корпус из алюминия или нержавеющей стали, содержащий крышку, козырек, флюгер, опорные ножки - является каркасом устройства, выполняющим функцию защиты и оптимизирует качество получаемой исследуемой пробы.- a housing made of aluminum or stainless steel, containing a lid, visor, weather vane, support legs - is the frame of the device, performing the function of protection and optimizing the quality of the resulting test sample.

- реле контроля напряжения Digitop VP-10 AS позволяет отсечь скачки напряжения электросети (не показано). Рекомендуемый переменный ток в сети 220 В.- Digitop VP-10 AS voltage control relay allows you to cut off power surges (not shown). Recommended alternating current in the network is 220 V.

Заявляемое устройство иллюстрируется следующими фигурами:The claimed device is illustrated by the following figures:

Фиг.1. Крышка.Fig.1. Lid.

Фиг. 2. Вид верхнего корпуса с воздухозаборником положение А.Fig. 2. View of the upper housing with air intake, position A.

Фиг. 3 Верхний и нижний корпусы устройства.Fig. 3 Upper and lower housings of the device.

Фиг. 4. Козырек.Fig. 4. Visor.

Фиг. 5. Нижний корпус в разрезе.Fig. 5. Sectional view of the lower body.

Фиг. 6. Флюгер.Fig. 6. Weather vane.

Фиг. 7. Поворотный механизм положение А.Fig. 7. Rotary mechanism position A.

Фиг. 8. Поворотный механизм положение Б.Fig. 8. Rotary mechanism position B.

Фиг. 9. Поворотный механизм положение В.Fig. 9. Rotary mechanism position B.

Фиг. 10. Опора и подпятник 3 шт. Fig. 10. Support and thrust bearing 3 pcs.

Фиг. 11. Недельный часовой механизм, вид сверху (фото экспериментального образца заявляемого устройства).Fig. 11. Weekly clock mechanism, top view (photo of an experimental sample of the proposed device).

Подробное описание устройства и примеры его практического выполненияDetailed description of the device and examples of its practical implementation

Пыльцеуловитель для диагностики аэроаллергенов состоит из двух основных корпусов: верхнего и нижнего, соединенных поворотным механизмом. Верхний корпус состоит из: козырька, крышки, воздухозаборника.The pollen collector for diagnosing aeroallergens consists of two main bodies: upper and lower, connected by a rotating mechanism. The upper body consists of: a visor, a cover, an air intake.

Крышка состоит из: ручки - 1, упорной шайбы - 2, задвижки - 3, втулки - 4, фланец 1-5, собственно крышки - 6, опоры задвижки - 7, фиксатора задвижки - 8.The lid consists of: handle - 1, thrust washer - 2, valve - 3, bushing - 4, flange 1-5, the lid itself - 6, valve support - 7, valve retainer - 8.

Верхний корпус содержит: площадку для МЧН - 9, стойку для площадки МЧН - 10, корпус - 11, МЧН - 12, жиклер - 13, фланец 2-14, фланец 1-15, подшипники - 16, поворотный механизм - 17, вал - 18, нижний корпус - 19, фланец 3 - 20, гайка - 21.The upper body contains: platform for MChN - 9, stand for platform MChN - 10, housing - 11, MChN - 12, jet - 13, flange 2-14, flange 1-15, bearings - 16, rotating mechanism - 17, shaft - 18, lower body - 19, flange 3 - 20, nut - 21.

Нижний корпус включает: фиксатор - 22, корпус нижний - 23, стойку площадки для мотора - 24, крыльчатку - 25, опора - 26, кожух - 27, площадку для мотора - 28, мотор - 29. Козырек - 30 имеет округлую форму диаметром 30,5 см (фиг. 4) и крепится к верхнему корпусу. Он обеспечивает защиту от попадания влаги в дождливую погоду.The lower housing includes: clamp - 22, lower housing - 23, platform stand for the motor - 24, impeller - 25, support - 26, casing - 27, platform for the motor - 28, motor - 29. The visor - 30 has a round shape with a diameter of 30 .5 cm (Fig. 4) and is attached to the upper body. It provides protection against moisture ingress in rainy weather.

Флюгер - 31 прикрепляется с помощью сварных швов к верхнему корпусу. Вращение ловушки происходит постоянно за счет поворотного механизма 17 на подшипниках 16. Фиксатор 22 вставляется в поворотный механизм 17, для перезарядки ловушки и профилактики ушиба флюгером.Weather vane - 31 is attached using welds to the upper body. The trap rotates constantly due to the rotating mechanism 17 on bearings 16. The latch 22 is inserted into the rotating mechanism 17 to reload the trap and prevent injury from the weather vane.

Пыльцеуловитель для диагностики аэроаллергенов плотно фиксируется к крыше здания на специально подготовленной ровной, металлической площадке с помощью трех металлических ножек на подпятниках- 32 под углом 120°.The pollen collector for diagnosing aeroallergens is tightly fixed to the roof of the building on a specially prepared flat metal platform using three metal legs on thrust bearings - 32 at an angle of 120°.

Устройство снабжено механизмом часовым недельным - 12 (МЧН), который выполняет три функции: непосредственно часовой механизм, встроенный в пластиковый корпус, одновременно являющийся барабаном, вокруг которого помещена прозрачная лента. МЧН перемещается вокруг своей оси на барабанодержателе со скоростью 2 мм в час, воздух поступает через узкую щель в металлическом корпусе воздухосборника, который окружает МЧН.The device is equipped with a weekly clock mechanism - 12 (MCN), which performs three functions: the clock mechanism itself, built into a plastic case, which is also a drum, around which a transparent tape is placed. The MCN moves around its axis on the drum holder at a speed of 2 mm per hour; air enters through a narrow slot in the metal body of the air collector, which surrounds the MCN.

С помощью вакуумного насоса воздух затягивается в вертикально расположенную щель воздухосборника корпуса при постоянной скорости 10 литров в минуту. Таким образом, на улавливающую поверхность липкой ленты поступает этот объем воздуха, который содержит пыльцевые зерна и микромицеты. Через жиклер 13 поступающий воздух выходит через нижнюю площадку воздухоотборника. Рекомендуется иметь 2 МЧН с защитным транспортным корпусом (коробом), для удобства смены ленты, профилактики попадания загрязнителей и повреждения липкого слоя ленты.Using a vacuum pump, air is drawn into the vertically located slot of the housing air collector at a constant speed of 10 liters per minute. Thus, this volume of air, which contains pollen grains and micromycetes, enters the catching surface of the adhesive tape. Through jet 13, the incoming air exits through the lower platform of the air intake. It is recommended to have 2 MCNs with a protective transport case (box) for the convenience of changing the tape, preventing the ingress of contaminants and damage to the adhesive layer of the tape.

Подготовка ленты. С учетом достаточно жаркого лета на Юге России рекомендуется смешивать вазелин и парафин (18 г и 2 г), разогревать на водяной бане и наносить на поверхность ленты, чтобы обеспечить прилипание пыльцы и микромицетов.Preparing the tape. Taking into account the rather hot summer in the South of Russia, it is recommended to mix Vaseline and paraffin (18 g and 2 g), heat it in a water bath and apply to the surface of the tape to ensure the adhesion of pollen and micromycetes.

Подготовка слайдов. Лента снимается с барабана - 33 каждые 7 суток в одно и то же время. С ее помощью можно ретроспективно провести расчеты концентрации пыльцы и микромицетов в атмосферном воздухе за прошедшие 7 суток. Лента нарезается на 7 слайдов, каждый размером 48 мм. Фиксация ленты на шлифованное с краю покровное стекло толщиной 2 мм производится с помощью разогретого глицеринового желе. Идентификацию пыльцевых зерен обеспечивает фуксиновое окрашивание. Анализ слайда происходит с помощью подсчета 12 вертикальных линий шириной 0,5 мм и высотой 14 мм. Подсчет концентрации проводится по формуле:Preparing slides. The tape is removed from the drum - 33 every 7 days at the same time. With its help, you can retrospectively calculate the concentration of pollen and micromycetes in the atmospheric air over the past 7 days. The tape is cut into 7 slides, each measuring 48 mm. The tape is fixed to a 2 mm thick cover glass ground on the edge using heated glycerin jelly. Identification of pollen grains is ensured by magenta staining. The slide is analyzed by counting 12 vertical lines 0.5 mm wide and 14 mm high. Concentration is calculated using the formula:

V ан=S ан × V общ / S общV an=S an × V total / S total

F=1/V анF=1/V an

S общ - общая площадь препарата = 627 кв/ммStot - total area of the preparation = 627 sq/mm

S ан - проанализированная площадьS an - analyzed area

V общ - общий суточный объем воздуха = 14,4 куб.мV total - total daily air volume = 14.4 cubic meters

V ан - проанализированный объем воздухаV an - analyzed volume of air

Полученные данные концентрации используются для построения регионального календаря пыления растений и спороношения плесневых грибов [Э.В. Чурюкина, О.П. Уханова, Е.А. Голошубова. Российский Аллергологический Журнал. 2020. Т. 17. №4. С. 57-65].The obtained concentration data are used to construct a regional calendar of plant dusting and sporulation of molds [E.V. Churyukina, O.P. Ukhanova, E.A. Goloshubova. Russian Allergological Journal. 2020. T. 17. No. 4. P. 57-65].

Техника безопасности: во время обслуживания пыльцеуловителя необходимо отключить электропитание из сети 220 В. При замене барабана, необходимо зафиксировать с помощью фиксатора поворотный механизм между верхней и нижней площадкой ловушки, чтобы флюгер случайно не ударил аэропалинолога.Safety precautions: when servicing the pollen trap, it is necessary to turn off the power supply from the 220 V network. When replacing the drum, it is necessary to fix the rotating mechanism between the upper and lower platforms of the trap using a latch so that the weather vane does not accidentally hit the aeropalynologist.

Для определения эффективности прибора использовали несколько параметров сопоставимых с работой аналога - волюметрического пыльцеуловителя «Ланзони» (Италия), установленного в Ставрополе 01.04.2022 по настоящее время и прототипа - пыльцеуловителя «Буркарда» (Англия) в Ростове-на-Дону. Данные пыльцеуловители были установлены и обслуживались одновременно. Замеры пыльцы и микромицетов производились в одно и то же время, каждый понедельник в 10:00, одним и тем же специалистом аэропалинологом Желтовой И.В. (Удостоверение «Палинология» ПК МГУ №013814 г. Москва, от 08.11.2017 г.) в г. Ставрополь и Голошубовой Е.А. (Удостоверение «Палинология» ПК МГУ №023080 г. Москва от 26.12.2019 г.) в г. Ростов-на-Дону. Оценку слайдов проводили на световом биологическом микроскопе «Микромед» (количество пыльцевых зерен и спор определяется путем считывания 3 продольных полос (каждая 1/3 мм в диаметре) с помощью объектива (×40) и окуляра, объектива (×40) и окулярной линзы (×10), что эквивалентно 1 м³ воздуха). (Комментарий: пыльцу сравнивать нельзя, так как в разных регионах и разное время года уровень пыльцы и плесени разный, зависит от направления ветра и влажности, поэтому эта фраза про 85 зерен пыльцы удалена).To determine the effectiveness of the device, several parameters were used comparable to the work of an analogue - the volumetric pollen collector "Lanzoni" (Italy), installed in Stavropol 04/01/2022 to the present and the prototype - the pollen collector "Burkard" (England) in Rostov-on-Don. These pollen collectors were installed and serviced at the same time. Measurements of pollen and micromycetes were carried out at the same time, every Monday at 10:00, by the same specialist aeropalynologist I.V. Zheltova. (Certificate “Palynology” PC MSU No. 013814, Moscow, dated November 8, 2017) in Stavropol and Goloshubova E.A. (Certificate “Palynology” PC MSU No. 023080, Moscow dated December 26, 2019) in Rostov-on-Don. The slides were assessed using a light biological microscope "Micromed" (the number of pollen grains and spores is determined by reading 3 longitudinal stripes (each 1/3 mm in diameter) using an objective (×40) and an eyepiece, an objective (×40) and an ocular lens ( ×10), which is equivalent to 1 m ³ of air). (Comment: pollen cannot be compared, since in different regions and at different times of year the level of pollen and mold is different, depending on wind direction and humidity, so this phrase about 85 grains of pollen has been removed).

Рабочая площадь сифона со стандартной лопаткой: 0,89 м² через радиус 53 см. Пропускная способность: 10 л/мин (0,35 см³). Скорость вращения МЧН при записи за 7 суток: 1 оборот за 7 суток, 48 мм/сутки или 2 мм/час. Размер щели: 2 мм × 14 мм. Лента: прозрачная лента Melinex-tape 20 мл, или скотч 20 мм, или ПЭЛ (полиэфирная лавсановая лента) 20 мм. Вес: нетто - 16 кг. Требования к питанию: сеть 220 В переменного тока. Пыльцеуловитель устанавливается на ровной площадке. К площадке рекомендуется провести влагозащитный кабель с переменным током 220 В. Благодаря адаптированному реле контроля напряжения Digitop VP-10 AS достигается отсутствие перебоев в работе электромотора.Working area of the siphon with a standard blade: 0.89 m ² over a radius of 53 cm. Throughput: 10 l/min (0.35 cm ³ ). The speed of rotation of the MCN when recording for 7 days: 1 revolution per 7 days, 48 mm/day or 2 mm/hour. Slit size: 2mm × 14mm. Tape: transparent Melinex-tape 20 ml, or adhesive tape 20 mm, or PEL (polyester mylar tape) 20 mm. Weight: net - 16 kg. Power requirements: 220 V AC network. The pollen collector is installed on a level area. It is recommended to install a moisture-proof cable with alternating current 220 V to the site. Thanks to the adapted voltage control relay Digitop VP-10 AS, no interruptions in the operation of the electric motor are achieved.

Европейское сообщество аэропалинологов рекомендует устанавливать пыльцеуловитель на высоту от 3 до 12 метров над уровнем Земли. Это наиболее оптимальная высота сбора проб атмосферного воздуха с размером частиц от 5 до 100 мкм, примерной скоростью движения 5,5-6 м/сек или 20 км/час.The European Society of Aeropalynologists recommends installing the pollen trap at a height of 3 to 12 meters above ground level. This is the most optimal height for collecting atmospheric air samples with particle sizes from 5 to 100 microns, and an approximate movement speed of 5.5-6 m/sec or 20 km/h.

В зависимости от целей научного исследования можно разместить Пыльцеуловитель Будникова для диагностики аэроаллергенов на экологически неблагополучной производственной территории, на урбанизированной территории в определенной точке города или в полевых условиях.Depending on the goals of the scientific research, the Budnikov Pollen Collector can be placed for diagnosing aeroallergens in an environmentally unfavorable industrial area, in an urbanized area at a certain point in the city, or in the field.

Нами подготовлен и испытан экспериментальный образец пыльцеуловителя для диагностики аэроаллергенов:We have prepared and tested an experimental sample of a pollen trap for diagnosing aeroallergens:

Общая высота Устройства - 94 см. Рабочая площадь сифона со стандартной лопаткой: 0,89 м² через радиус 53 см. Пропускная способность -10 л/мин (0,35 см³). Скорость вращения МЧН при записи за 7 суток: 1 оборот за 7 суток, 48 мм/сутки или 2 мм/час. Размер щели - 2 мм × 14 мм. Лента: прозрачная лента Melinex-tape 20 мл, или скотч 20 мм, или ПЭЛ (полиэфирная лавсановая лента) 20 мм. Вес: нетто - 16 кг. Требования к питанию - сеть 220 В переменного тока.The total height of the Device is 94 cm. The working area of the siphon with a standard blade: 0.89 m ² across a radius of 53 cm. Throughput - 10 l/min (0.35 cm ³ ). The speed of rotation of the MCN when recording for 7 days: 1 revolution per 7 days, 48 mm/day or 2 mm/hour. The slot size is 2 mm × 14 mm. Tape: transparent Melinex-tape 20 ml, or adhesive tape 20 mm, or PEL (polyester mylar tape) 20 mm. Weight: net - 16 kg. Power requirements - 220 V AC.

Испытания экспериментального образца пыльцеуловителя для диагностики аэроаллергенов с 01.04.2022 по настоящее время продемонстрировали:Tests of an experimental sample of a pollen trap for diagnosing aeroallergens from 04/01/2022 to the present have demonstrated:

1. Более удобный монтаж заявляемого пыльцеуловителя на площадке за счет меньшего веса конструкции.1. More convenient installation of the proposed pollen collector on the site due to the lower weight of the structure.

2. Уникальность барабана в предлагаемой модели заключается в едином комплексе: часового механизма, встроенного вращающегося барабанодержателя и фиксированной прозрачной ленты (полиэфирная лавсановая лента 0,3 мм × 20 мм).2. The uniqueness of the drum in the proposed model lies in a single complex: a clock mechanism, a built-in rotating drum holder and a fixed transparent tape (polyester Mylar tape 0.3 mm × 20 mm).

3. Удобство и экономию при использовании прозрачной ленты (ПЭЛ) шириной 20 мм с наносимой клейкой основой (вазелин, глицерин, парафин).3. Convenience and savings when using transparent tape (PEL) 20 mm wide with an applied adhesive base (vaseline, glycerin, paraffin).

4. Надежность, безопасность и отсутствие перебоев в работе мотора благодаря адаптированному и установленному реле контроля напряжения Digitop VP-10 AS.4. Reliability, safety and no interruptions in the operation of the motor thanks to the adapted and installed voltage control relay Digitop VP-10 AS.

5. Идентичное с аналогом пыльцеуловителем «Ланзони», равномерное распределение пыльцевых зерен на прозрачной ленте шириной 20 мм, без пробелов и наслоений, на одинаковом расстоянии от края ленты, не превышая внутреннюю границу наложения 0,1 мм. При этом, более надежная, с меньшим весом конструкция.5. Identical to the analogue Lanzoni pollen catcher, uniform distribution of pollen grains on a transparent tape 20 mm wide, without gaps or layers, at the same distance from the edge of the tape, not exceeding the internal overlap limit of 0.1 mm. At the same time, a more reliable, lighter design.

6. Оптимальную скорость движения барабана - ровно 48 мм/сутки, что соответствует международным стандартам работы волюметрических пыльцеуловителей. Замеры можно снимать 1 раз в неделю, что эквивалентно 7 суткам ретроспективного исследования.6. The optimal speed of the drum movement is exactly 48 mm/day, which corresponds to international standards for the operation of volumetric pollen collectors. Measurements can be taken once a week, which is equivalent to 7 days of retrospective research.

7. Вертикально расположенная щель воздухосборника устройства для приема потока атмосферного воздуха с микрочастицами размером 14 мм × 2 мм, позволяет направлять этот поток на барабан с регулируемого минимального расстояния от 0,4 мм до максимального 0,7 мм между щелью воздухоотборника и липкой лентой, что обеспечивает прямое попадание частиц на ленту, без потерь и загрязнений. Погрешность в 0,3 мм допускается при нанесении более толстого слоя липкой основы на ленту для пыльцы в жаркую погоду. Регулирование расстояния между щелью воздухоотборника и барабаном осуществляется с помощью пазов на барабанодержателе. Рекомендуемое расстояние 0,5 мм. На ловушке «Ланзони» барабанодержатель фиксируется отдельно и не регулируется.7. The vertically located slot of the air collector of the device for receiving a flow of atmospheric air with microparticles measuring 14 mm × 2 mm allows you to direct this flow to the drum from an adjustable minimum distance from 0.4 mm to a maximum of 0.7 mm between the air sample slot and the adhesive tape, which ensures direct impact of particles on the tape, without loss or contamination. An error of 0.3mm is allowed when applying a thicker layer of adhesive backing to the pollen tape in hot weather. The distance between the air sample slot and the drum is adjusted using grooves on the drum holder. Recommended distance 0.5 mm. On the Lanzoni trap, the drum holder is fixed separately and is not adjustable.

8. Преимуществом устройства является работа барабана на недельном часовом механизме (МЧН) со встроенным барабанодержателем. Часовой механизм встроен в барабан и заряжается на 7,5 суток. Таким образом обеспечивается непрерывное синхронное движение барабана со скоростью 2 мм/час в течение 7,5 суток (фото 1).8. The advantage of the device is that the drum operates on a weekly clock mechanism (MCM) with a built-in drum holder. The clock mechanism is built into the drum and charges for 7.5 days. This ensures continuous synchronous movement of the drum at a speed of 2 mm/hour for 7.5 days (photo 1).

9. Более широкий козырек (30,5 см) устройства ограничивает попадание влаги в воздухоотборник через щель воздухосборника, тем самым исключая последующее образование конденсата на его деталях и ленте. Данное преимущество существенно по сравнению с пыльцеуловителем «Ланзони». Предотвращение образования конденсата на ленте очень важно, для профилактики смывания пыльцы и микромицетов.9. The wider visor (30.5 cm) of the device limits the entry of moisture into the air intake through the air intake slot, thereby eliminating the subsequent formation of condensation on its parts and tape. This advantage is significant compared to the Lanzoni pollen collector. Preventing the formation of condensation on the tape is very important to prevent pollen and micromycetes from being washed away.

10. Более широкий флюгер устройства точно направляет щель воздухоотборника для отбора воздуха с ветренной стороны, снижая амплитуду вращения пыльцеуловителя.10. The wider vane of the device precisely directs the air intake slit to take air from the windy side, reducing the amplitude of rotation of the pollen trap.

11. Клейкая смесь наносится на ленту перед каждым запуском устройства в работу с целью обеспечения надежной фиксации пыльцы на слайд.11. The adhesive mixture is applied to the tape before each start-up of the device in order to ensure reliable fixation of the pollen on the slide.

Конструкция пыльцеуловителя является простой и воспроизводимой.The design of the pollen trap is simple and reproducible.

Таким образом, нами создана техническая модель пыльцеуловителя волюметрического типа из более доступных и легких материалов, отечественного производства. Одна из представленных ниже моделей уже существует, и успешно работает в г. Кисловодске Ставропольского края с 01.04.2022 г. Качество полученных данных аэропалинологического мониторинга на волюметрическом пыльцеуловителе Будникова эквивалентны данным, полученным с ловушки «Ланзони» и «Буркард», установленной в г. Ставрополь. Вторая модель готовится к установке в г. Ростов-на-Дону для продолжения научной работы.Thus, we have created a technical model of a volumetric-type pollen collector from more affordable and lightweight materials, domestically produced. One of the models presented below already exists and has been successfully operating in the city of Kislovodsk, Stavropol Territory, since 04/01/2022. The quality of the obtained aeropalynological monitoring data on the Budnikov volumetric pollen trap is equivalent to the data obtained from the Lanzoni and Burkard trap installed in the city. Stavropol. The second model is being prepared for installation in Rostov-on-Don to continue scientific work.

Математическая обработка данных, построение графиков и диаграмм выполнены в программе MS Excel 2019. Для учета возможных ошибок, как аппаратных, так и субъективных, применен метод «скользящее среднее» к данным за период пыления (к «длинным» наблюдениям продолжительностью 7 дней). Календарь пыления построен с использованием пакета программ AeRobiology (http://rstudiopubs-static.s3.amazonaws.com/487049_df18e86409664a2bb89f2b6c62f8feb0.html).Mathematical processing of data, construction of graphs and diagrams were performed in MS Excel 2019. To take into account possible errors, both hardware and subjective, the “moving average” method was applied to data for the dusting period (to “long” observations lasting 7 days). The dust calendar was constructed using the AeRobiology software package (http://rstudiopubs-static.s3.amazonaws.com/487049_df18e86409664a2bb89f2b6c62f8feb0.html).

Преимущества пыльцеуловителя для диагностики аэроаллергенов.Advantages of a pollen trap for diagnosing aeroallergens.

Заявляемое изобретение позволяет:The claimed invention allows:

1. Проводить непрерывный отбор проб атмосферного воздуха в еженедельном, ретроспективном режиме в любых климатических условиях;1. Conduct continuous sampling of atmospheric air on a weekly, retrospective basis in any climatic conditions;

2. Обеспечить чистоту и качество слайдов за счет равномерного распределения пыльцы и микромицев, без загрязнителей и воды;2. Ensure the cleanliness and quality of slides due to the uniform distribution of pollen and micromites, without contaminants and water;

3. Обеспечить износостойкость устройства за счет меньшего веса металла, профилактики перепадов напряжения в электросети, увеличения размеров козырька и флюгера;3. Ensure wear resistance of the device due to lower metal weight, prevention of voltage surges in the electrical network, increasing the size of the visor and weather vane;

4. Обеспечить экономическую доступность устройства за счет более низкой стоимости расходных материалов (металла, комплексного часового механизма, прозрачной ленты и др.4. Ensure the economic accessibility of the device due to the lower cost of consumables (metal, complex clock mechanism, transparent tape, etc.

Заявленное устройство - пыльцеуловитель для диагностики аэроаллергенов - является простым и надежным в использовании для сбора пыльцы с различных ветроопыляемых растений. Он удобен в использовании, не требует больших материальных затрат на изготовление, имеет меньший вес, что облегчает его обслуживание и делает возможным его широкое внедрение в практику в отечественной аэропалинологии.The claimed device - a pollen collector for diagnosing aeroallergens - is simple and reliable to use for collecting pollen from various wind-pollinated plants. It is convenient to use, does not require large material costs for production, has less weight, which facilitates its maintenance and makes it possible to widely introduce it into practice in domestic aeropalynology.

Claims

A pollen collector for diagnosing aeroallergens, containing a housing with an electric motor, a sealed lid and a clock mechanism, characterized in that the pollen collector housing consists of upper and lower parts connected by a rotating mechanism on bearings with the possibility of rotation relative to each other, while the upper part contains a sealed lid with a visor , a valve and a valve retainer, a rigidly fixed weather vane and a vertically placed air collector, in the form of a drum with a vertical slot for air intake, which houses a weekly clock mechanism, built into the body, which is also a vertical drum with a rotation speed of its axis on the drum holder of 2 mm/hour , a jet for removing incoming air through the lower platform of the air collector, a transparent tape with an adhesive layer for collecting pollen is attached to the surface around the drum; the lower part contains an electric motor with a vacuum pump for drawing air into the slot of the air collector, an impeller, a casing, a latch inserted into the rotating mechanism, and a round-shaped visor attached to the upper part to protect against rain moisture.