Detection and characterization of biological and other organic-carbon aerosol particles in atmosphere using fluorescence

Abstract

a b s t r a c tThis paper offers a brief review on the detection and characterization of biological and other organic-carbon (OC) aerosol particles in atmosphere using laser-induced-fluorescence (LIF) signatures. It focuses on single individual particles or aggregates in the micron and supermicron size range when they are successively drawn through the interrogation volume of a point detection system. Related technologies for these systems that have been developed in last two decades are also discussed. These results should provide a complementary view for studying atmospheric aerosol particles, particularly bioaerosol and OC aerosol particles from other analytical technologies.Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/).

Identification of single microbial particles using electro-dynamic balance assisted laser-induced breakdown and fluorescence spectroscopy

“…Previously it has been reported that real-time LIF analysis enables classification of bioaerosols from other aerosols in atmosphere (Gabey et al 2010;Huffman et al 2010;Pan 2015). Our results show that combined LIF and LIBS analysis is promising tool for online classification of atmospheric bioaerosols.…”

“…Fluorescence spectra or fluorescence band (single or multiple) intensity measurement can be utilized to discriminate bioaerosols from other aerosols (P€ ohlker et al 2012;Pan 2015). Fluorescence-based online bioaerosol instruments, such as BioScout, WIBS, and UV-APS, have been used in various environments, but it is really challenging to classify different types of bioaerosols with these instruments (Gabey et al 2010;Huffman et al 2010;Saari et al 2014).…”

Application of chemometrics for analysis of bioaerosols by flow-optical method

“…Для быстрого обнаружения и идентификации патогенных биологических частиц респирабельной (задерживаемой в органах дыхания человека) фракции 1-10 мкм может быть применен проточно-оптический метод (ПОМ) анализа, использующий измерения флюоресценции и рассеяния света от от-дельных частиц аэрозоля [6][7][8]. В ПОМ отбор пробы и освещение частиц происходит в потоке воздуха, что позволяет анализировать до 10 4 отдельных частиц аэрозоля в секунду и выдавать результат анализа за время, не превышающее нескольких минут.…”

“…Задача осложняется тем, что био-аэрозольный фон атмосферы -динамичная система, флуоресцентные свойства которой могут меняться в естественных условиях при воздействии солнечного света, температуры, влажности и других факторов [8]. Таким образом, задача правильной идентификации патогенных частиц в составе аэрозоля с помощью ПОМ требует повышения селективности метода.…”

“…Таким образом, задача правильной идентификации патогенных частиц в составе аэрозоля с помощью ПОМ требует повышения селективности метода. В существующих устройствах ПОМ для повышения селективности включают в оптическую систему дополнительные источники излучения и (или) фотоде-текторы [2,7,8]. Например, применяют дополнительный источник возбуждения в области длин волн 330-380 нм, что позволяет, помимо спектра флуоресценции триптофана, регистрировать спектры флуо-ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ХЕМОМЕТРИКИ ДЛЯ АНАЛИЗА БИОАЭРОЗОЛЕЙ … Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2016, том 16, № 1 32 ресценции NADH и флавинов в границах спектрального диапазона 400-600 нм [7].…”