利用力敏阵列薄膜改善表面擦拭采样

詹妮弗·R·韦克滕，*尼古拉斯·W·M·里奇亚和格雷格·吉勒娜

作者隶属关系

摘要

由人工操作人员进行的表面擦拭取样广泛应用于环境监测，目前存在很大的可变性。与取样效率有关的两个因素，即作用力和面积覆盖率，以前在擦拭取样过程中无法进行测量。本研究首次使用力敏电阻（FSR）阵列薄膜来测量这些因素，并为操作员培训提供反馈，以降低操作员之间的可变性。一个20人的志愿者在一个10厘米×10厘米的模板区域内进行擦拭取样，要求使用“坚固”的力量。人群的作用力范围为3牛顿（306克力）至14牛顿，每个实验的操作人员内部变异性平均为20%的RSD。通过单因素方差分析（ANOVA）（p值=1.6×10−7），确定了操作员之间在统计学上的显著差异。为人群确定了7.4 N（SD=2.9 N）的平均力，并根据FSR的反馈对超出平均值的操作员进行了培训，获得了6.8 N（SD=1.8 N）的平均力。通过6天后的测试证明了训练的持续性，平均力为6.8 N（SD=0.8 N）。可以使用力中心（COF）数据从FSR直接测量采样路径。根据设计的填充10 cm×10 cm区域的路径评估操作员，覆盖率为98%。通过培训，操作员仅使用纸面模板上标记的指南来定义采样路径，就实现了高达96%的覆盖率。在干燥条件下对荧光微球进行采样和擦拭效率评价。在先前测量的人群受力范围内，收集效率从10%到50%不等，每增加1 N力，收集效率大约增加4%。将取样后颗粒在表面的残留位置与COFs进行了比较。收集后，高百分比的颗粒（高达45%）重新沉积到表面，这表明取样模式的设计应尽量减少取样路径的长度，同时仍能提供最大的面积