CN109238792A - 一种符合人体工程学的微生物空气采样器 - Google Patents

Abstract

一种气体采样装置，具有顶板，顶板具有凹形外壁。该凹形外壁允许使用者容易地将顶板抬离底板而不干扰底板，因为弯曲表面允许外壁和使用者的手指之间有更有效的接触。此外，相对于常规顶板该顶板减轻了大约百分之二十的重量，该特征也使得使用者更容易地将顶板抬离底板。

Description

一种符合人体工程学的微生物空气采样器

本申请是以下申请的分案申请：申请日：2013年6月7日；申请号：201380037128.9；发明名称“一种符合人体工程学的微生物空气采样器”。

技术领域

本发明涉及一种微生物气体采样器。更具体地说，本发明涉及一种用于受控环境中的微生物气体采样器，该微生物气体采样器包括符合人体工程学的具有凹形侧壁的顶板。凹形侧壁使得当试图抓住顶板时具有更有效的接触并且可减少装置的重量。

背景技术

受控环境是指被设计、保持或控制以防止产品被颗粒和微生物污染的区域。受控环境包括，例如，洁净室和洁净罩。洁净室有不同的洁净度等级，通常在100级洁净室(即，每立方英尺空气中大于和等于0.5微米的颗粒不超过100个的室)至10,000级洁净室范围内。

洁净室被用于各种目的，例如用在医药产品和电子产品的制造中，如半导体。通常情况下，洁净室被用于制作极其昂贵和复杂的产品，在任何特定的时间洁净室有价值数百万美元的产品都不是不寻常的。洁净室必须保持高等级的洁净度，否则有巨大经济损失的风险。如果洁净室中正在被研发或制造的产品被污染，该洁净室中的全部产品通常必须被废弃。

微生物空气采样器被用于在受控环境中监测洁净度等级(依据活菌污染)。一个或多个采样器被置于洁净室以收集空中悬浮颗粒物和生物体(或微生物)，例如细菌和真菌。在高流速下运行的采样器允许空气以如此高的流速进入采样器，以至于损失携带微生物的较小颗粒物是常态(即较小颗粒物未保留在培养基中)。而同时，高流速空气采样器的采样时间很短，依赖的仅是该区域的情况的短的“快照”。在28.3LPM(升每分钟)下运行的采样器必须比在322LPM下运行的单元操作更长时间。这样，他们能采集药物充填时间中的更广的范围，并且由于对运行的状况进行更多的“快照”而能呈现出更优良的数据。在28.3LPM下运行的采样器还提供了捕获更小颗粒物的能力，这些小的颗粒物在更高的流速单元中由于动态阻力(或伞形影响)，可能会丢失。

空气采样系统是众所周知的，一种空气采样系统由Veltek Associates公司提供，被称为SMA(无菌微生物仪)微生物空气采样系统。于2010年1月12日提交的公开号为2011/0167931的美国申请和于2010年7月26日提交的专利号为7,940,188的美国申请披露了一种这样的系统，上述申请的全部内容通过引用的方式并入本申请。正如在这些申请中所指出的，该空气采样系统包括连接到真空泵的控制器以控制位于洁净室中的空气采样装置的空气流动。

现有技术的空气采样装置5如图1(a)，(b)所示，由Veltek Associates公司提供。组装的空气采样装置5包括具有孔11的顶板10和底板14。顶板10具有平截面部和外侧部。该平截面部形成顶板10的上表面并且当使用时大致水平延伸。开口贯穿该平截面部。该外侧部向下延伸大致垂直于平截面部。该外侧部具有延伸过顶板10的整个圆周的均匀的单一厚度。顶板10和底板14的外表面平整光滑。底板14的大小和形状被设计成与顶板10大致相同。虽然示出的装置5是圆形，但是其他形状也可被使用。

在操作中，拿开顶板10，将培养皿放置在底板14上，并将顶板10放回到底板14上。真空管与通气口22连接。然后空气通过顶板10中的孔11被吸入，使得空气撞击容纳在培养皿内的试验培养基，该培养皿位于空气采样装置5的顶板10和底板14之间。空气通过通气口22和真空管排出。在检测期结束时，再次将顶板10从底板14上拿开，取出培养皿，并放回顶板10。然后该培养皿可被分析以确定该洁净室的洁净度等级。

整个装置5是金属制的，以便装置5可通过高温，水蒸汽，汽化过氧化氢(VHP)或环氧乙烷(ETO)灭菌。该培养皿具有约3.5英寸的直径。顶板10具有约4.5英寸的外径。十二个孔11位于大约3英寸直径的圆形区域内，并且每个孔11具有约0.5英寸的直径。

然而，顶板10的侧面是光滑的并且顶板10较重，具体地说，为1磅4.2盎司。因此，顶板10难以被在洁净室内戴着手套的人抓住。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于在空气中采集活细胞的装置。本发明的另一个目的是提供一种具有改进设计的微生物空气采样器，这种改进设计既减轻顶板的重量又允许在抓住顶板时有更有效的接触。

因此，顶板的外圆周是凹形侧壁的空气采样装置被提供。因为使用者在洁净室内通常需要一直戴着手套，所以该凹形侧壁特别有用。该凹形侧壁使得顶板容易被抬离底板而不干扰底板，因为该凹形侧壁使得使用者的手指和顶板的侧壁之间的接触更有效。

此外，该凹形侧壁减轻了装置大约百分之二十的重量。减轻的顶板重量也使得使用者更容易地将顶板抬离底板。

参考以下描述并结合附图，本发明的这些目的和其它目的，以及本发明的很多预期优势将更加显而易见。

附图说明

图1(a)是依照现有技术的空气采样装置的立体图。

图1(b)是依照现有技术的空气采样装置的横截面图。

图2是依照本发明示范性实施例的空气采样装置顶板的顶部立体图；以及

图3是图2所示的空气采样装置的横截面侧视图，展示了装置内空气的运动。

具体实施方式

在描述如附图所示的本发明的优选实施方式的过程中，为清楚起见特定的术语将被使用。然而，本发明不是旨在限于被选定的特定术语，应当理解，每个特定术语包括以类似的方式操作以实现类似目的的所有技术等同物。为了说明的目的对本发明的优选实施例进行了描述，应当理解，本发明可以以未在图中具体示出的其它形式来体现。

空气采样装置50的顶板100如图2所示。顶板100具有上表面112。十二个孔116在上表面112中形成。顶板100具有平截面部130和至少一个外侧部140。平截面部130形成顶板100的上表面并且当使用时大致水平延伸。开口116贯穿平截面部130。外侧部或侧壁140向下延伸大致垂直于平截面130。侧壁140是凹形的或向内弯曲的并界定了顶板100的整个外圆周。凹形外侧壁140使顶板100容易被抓住，以便使用者可以容易地相对底板150来拿开或放回顶板100。

为了说明的目的，底板150也如图3所示。真空通气口160位于底板的侧面并与通气孔162连通。通气孔162延伸穿过底板150，从通气口160到中央井158。真空通气口160连接到真空管用以从采样器50中抽出空气。

图3中最佳地展示了采样器50的操作，其中箭头一般表示空气流经装置50时的行进方向。将灭菌后的空气采样装置50放入洁净室，拿开顶板100。将培养皿52插在底板150上，并放回顶板100。然后在预定的时间段内通过空气流。空气通过通气口160由真空管162抽出采样装置50中。

一旦空气进入该顶板中的孔112，空气撞击培养皿52中的捕获材料，然后绕培养皿52的侧面向上行进，通过培养皿52下方的细长槽164进入中央井158，然后被吸入通气孔162并从真空通气口160被排除。一旦预定时间段(其可以是10-60分钟或更长时间)结束，空气流被关闭。然后顶板100被拿起，培养皿52被移出用于检测。采样器50可以被灭菌，如果需要，放入新的培养皿52。

因此，通气口160与通道162流动连通，通道162与井158流动连通。并且，井158与细长槽164流动连通，细长槽164与顶板100中的空气进入孔112流动连通。具有已示出的底板150的装置的结构和操作在公开号为2011/0167931的申请中更充分地描述，该申请通过引用的方式并入本申请。然而应当指出，除已示出的这一个以外，任何适当的底板150都可以被提供，并且底板150不必具有中央井158和通气孔162以及槽164。

如图3所示，侧壁140界定了侧壁内表面170和侧壁外表面172。内表面170界定了上板140的内径。内表面170是直的，不向内突出，这样是为了不干扰培养皿52。因此，内壁170不需要被置于远离培养皿52的位置。直的内壁170也提供了在培养皿52和内壁170之间的具有均匀尺寸(即宽度)的直的空气管道，以便于空气可以绕培养皿52均匀流动到出口160。

侧壁140的外表面172是弯曲的，因此侧壁140具有不同的厚度。侧壁140在顶部和底部更厚，在向内弯曲的中间部分更薄。外表面172是弯曲的以符合人类工程学并与使用者戴手套的手的形状相配合。弯曲的外表面172的顶部具有围绕顶板100整个圆周延伸的弯曲的上唇部142。上唇部142从外壁140的中间部分向外突出。当顶板100被抬起时上唇部142抵靠使用者的手指，从而使得抬起和操纵顶板100更容易。上唇部142在位于平截面部130的上表面与侧壁140之间的端部143是圆形的或有斜面的。通过去除任何锐角，圆形端部143增强了顶板100的安全性并增加了使用者的舒适性。弯曲的外壁表面172的额外益处是通过触摸使用者知道其操纵的是顶板100(而不是底板150)。因此，例如，使用者可以从装置50的底部上滑他/她的手指直到手指抵靠上唇部142。

弯曲的外壁表面172的底部形成相对尖锐的下唇部144。这提供了具有平脚部146的侧壁140，平脚部146与底板150的上表面相配合并形成密封。顶板100与底板150在侧壁140处相接处的平脚部146的外圆周大小被设计和被配置成与底板150大致相同。顶板100的侧壁140的脚部具有4.5英寸的外径。十二个孔116位于大约3英寸直径的圆形区域内，并且每个孔116具有约0.5英寸的直径。凹形侧壁140的顶部和底部厚度为约0.25英寸。

由于使用者在洁净室内通常需要一直戴着手套(除了外套、头套和靴子)，顶板100述凹形外侧壁140特别有用。另外，整个装置50由金属制成，以便装置50可通过高温，水蒸汽，汽化过氧化氢(VHP)或环氧乙烷(ETO)灭菌。因此，顶板100(和底板)相对较重，这使得其难以被戴手套的手移动。通过提供向内凹的外侧壁140，本发明使得顶板100容易被抬离底板150而不干扰底板150。

弯曲的侧壁140也大幅度减轻了顶板100的重量。顶板100的重量是1磅1盎司，这大约减轻了如图1所示的重量为1磅4.2盎司的顶板10的重量的20％(18.82％)。曲率半径为约0.337英寸。

弯曲的外表面172优选完全围绕顶板100均匀弯曲。然而，外表面172不必完全弯曲而是仅部分弯曲。例如，侧壁140在顶板140的两个相对的部分弯曲。或者，侧壁140在其不同的部分可不同地弯曲。并且，弯曲不必既有上唇部142又有下唇部144。例如，可仅有上唇部142。

上述描述和附图应当被考虑作为仅对本发明原理的说明。本发明可能被配置以各种形状和大小并不旨在受较佳实施方式的局限。本发明的诸多应用对于本领域技术人员而言是容易想到的。因此，不希望本发明限于所公开的具体实施例或所示出和描述的具体结构和操作。当然，所有适当的修改和等同物可被诉诸落入本发明的范围之内。

Claims (24)

1.一种气体采样装置，包括：

顶板，所述顶板具有顶截面部和向下弯转的侧壁，所述侧壁具有内表面和外表面，其中所述内表面是直的并垂直于所述顶截面部，整个所述外表面向内凹陷，其中所述顶板在所述侧壁和所述顶截面部之间具有圆形的唇部，其中所述侧壁在圆形的唇部对面具有尖锐的唇部，其中所述外表面分别终止于所述圆形的唇部和所述尖锐的唇部，所述圆形的唇部的直径和所述尖锐的唇部的直径相同；以及

底板，所述底板具有顶表面和接收部，所述接收部在所述顶表面处用于接收器皿，所述底板的所述顶表面与所述顶板的所述侧壁相配合，

其中所述顶板是可分离的，并通过使用者的手指抵靠所述顶板的所述圆形的唇部而从所述底板抬起。

2.如权利要求1所述的气体采样装置，其中所述顶板是金属。

3.如权利要求1所述的气体采样装置，其中所述顶板是不可压缩的。

4.如权利要求1所述的气体采样装置，其中所述顶板的所述侧壁是无螺纹轴。

5.如权利要求1所述的气体采样装置，其中所述顶板的重量大于1磅。

6.如权利要求1所述的气体采样装置，其中所述顶板的外径为4.5英寸。

7.如权利要求1所述的气体采样装置，其中所述顶板的向下弯转的侧壁的外表面向内凹陷，所述外表面的曲率半径为0.337英寸。

8.如权利要求1所述的气体采样装置，其中所述顶板的外径与所述顶板的向下弯转的侧壁的外表面的曲率半径之比为13-14比1。

9.如权利要求1所述的气体采样装置，其中所述顶板的所述圆形的唇部是弯曲的并且从所述侧壁向外突出。

10.如权利要求1所述的气体采样装置，其中所述顶板具有宽度，所述侧壁具有高度，使得所述顶板的宽度长大致大于所述侧壁的高度长，从而限定了宽的握持部。

11.一种用于受控环境的气体采样装置，包括：

顶板，所述顶板被设置为用于受控环境，所述顶板具有顶截面部和具有内表面和外表面的向下弯转的侧壁，其中所述内表面是直的并垂直于所述顶截面部，整个所述外表面向内凹陷，其中所述顶板在所述侧壁和所述顶截面部之间具有圆形的唇部，其中所述侧壁在圆形的唇部对面具有尖锐的唇部，其中所述外表面分别终止于所述圆形的唇部和所述尖锐的唇部，所述圆形的唇部的直径和所述尖锐的唇部的直径相同；以及

底板，所述底板具有顶表面和接收部，所述接收部在所述顶表面处用于接收器皿，所述底板的所述顶表面与所述顶板的所述侧壁相配合，

其中所述侧壁在所述圆形的唇部和所述尖锐的唇部的厚度大于所述圆形的唇部和所述尖锐的唇部之间的侧壁的中间部分的厚度，以及

其中所述顶板是可分离的，并通过使用者的手指抵靠所述顶板的所述圆形的唇部而从所述底板抬起。

12.如权利要求11所述的气体采样装置，其中所述受控环境是洁净室。

13.一种用于气体采样装置的顶板，包括：

外圆周；

围绕所述外圆周向内弯曲的凹形外壁，整个所述凹形外壁向内凹陷；

在顶截面部与所述外壁之间圆形的唇部，所述圆形的唇部围绕所述外圆周延伸；以及

在所述圆形的唇部对面围绕所述外圆周延伸的尖锐的唇部，

其中所述圆形的唇部的直径和所述尖锐的唇部的直径相同，

其中所述凹形外壁终止于所述圆形的唇部，以及

其中所述凹形外壁在所述圆形的唇部和所述尖锐的唇部的厚度大于所述圆形的唇部和所述尖锐的唇部之间的凹形外壁的中间部分的厚度，以及

其中所述顶板是可分离的，并通过使用者的手指抵靠所述顶板的所述圆形的唇部而从所述底板抬起。

14.如权利要求13所述的顶板，其中所述顶板是金属。

15.如权利要求13所述的顶板，其中所述外表面是不可压缩的。

16.如权利要求13所述的顶板，还包括在所述凹形外壁对面的内表面，其中所述内表面是无螺纹轴。

17.如权利要求13所述的顶板，其中所述顶板的重量大于1磅。

18.如权利要求13所述的顶板，其中所述顶板的外径为4.5英寸。

19.如权利要求13所述的顶板，其中所述凹形外壁的曲率半径为0.337英寸。

20.如权利要求13所述的顶板，其中所述顶板的外径与所述凹形外壁的曲率半径之比为13-14比1。

21.如权利要求13所述的顶板，还包括所述圆形的唇部是弯曲的并且从所述外壁向外突出。

22.如权利要求13所述的顶板，其中所述顶板的宽度长大致大于所述外壁的高度长，从而限定了宽的握持部。

23.一种在受控环境中提供气体采样装置的方法，包括以下步骤：

提供顶板，所述顶板被设置为用于受控环境，所述顶板具有顶截面部和具有内表面和外表面的向下弯转的侧壁，其中所述内表面是直的并垂直于所述顶截面部，整个所述外表面向内凹陷，其中所述顶板在所述侧壁和所述顶截面部之间具有圆形的唇部，其中所述侧壁在所述圆形的唇部对面具有尖锐的唇部，所述圆形的唇部的直径和所述尖锐的唇部的直径相同，其中所述外表面分别终止于所述圆形的唇部和所述尖锐的唇部；

提供底板，所述底板具有顶表面和接收部，所述接收部在所述顶表面处用于接收器皿，所述底板的所述顶表面与所述顶板的所述侧壁相配合，以及

通过使用者的手指抵靠所述顶板的所述圆形的唇部从而将所述顶板从所述底板抬起。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述气体采样装置被配置成由戴着手套和/或头套的使用者使用。