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呼吸道黏液气溶胶化能力动态检测平台

呼吸道黏液；气溶胶化能力；流变特性；动态界面追踪

作为室内传染性生物气溶胶的关键前体物，呼吸道黏液流变特性直接影响病原体的环境存活率与传播效率，而诸多呼吸道病原体（如流感病毒/SARS-CoV-2）的气溶胶化能力高度依赖黏液体系的流变特性（如表面张力与粘弹性），现有商用仪器难以实现生理环境下的动态界面特性精准测量。本研究开发了集成温湿控（37±0.5℃, RH90±5%）与气溶胶暴露接口的综合分析系统，创新性地结合：① 基于Canny-Kmeans的动态液滴界面全自动识别（较手动标注效率显著提升）；② Young-Laplace方程与傅里叶频域分析的协同解算算法，可量化表面张力γ与界面粘弹特性，频率响应0.1-10Hz，尤其适用于含生物大分子的黏液体系；③ 模块化硬件架构，可拓展兼容气溶胶生成与流变分析。基于标准流变流体的验证表明，本系统与DCAT21全自动表面张力仪（DataPhysics, Germany）及OCA25视频光学接触角测量仪（DataPhysics, Germany）的测量值趋势一致（n=3），为呼吸道病原体载体气溶胶化能力的流变特性研究提供了首个动态界面追踪平台。