CN113995441A - 用于收集呼出气流中的颗粒的装置 - Google Patents

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Abstract

一种装置，其用于收集呼出气流中的气溶胶颗粒。装置包括：壳体，其具有在第一端和第二端之间的延伸方向和由壳体的内壁限定的内横截面，第一端具有被布置成接收呼出气流的入口，第二端具有被布置成传送呼出气流的出口；以及至少四个第一类型分隔壁，其布置在基本垂直于壁的方向上，部分地覆盖壳体的内横截面。其中，第一类型分隔壁从壳体的内壁的相对侧突出，在第一类型分隔壁和壳体内壁之间形成相对开口，从而所述第一类型分隔壁布置成形成从入口到出口的迷宫式流动路径，该流动路径布置成使从入口流向出口的空气朝壳体的相对内壁转向，使得颗粒与气流分离并附着在装置上，两个相对的第一类型分隔壁之间的距离小于壳体的内壁之间的距离。

Description

用于收集呼出气流中的颗粒的装置
本发明专利申请是国际申请号为PCT/EP2016/064110，国际申请日为2016 年6月19日，进入中国国家阶段的申请号为201680036256.5，名称为“用于收 集呼出气流中的颗粒的装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明总的涉及用于收集呼出气流中的气溶胶颗粒的装置。所述颗粒可以 是主要由形成在或发现于肺部肺泡中的表面活性剂组成的气溶胶颗粒，诸如生 物标记或含有痕量药物或其它物质的外源性化合物。
背景技术
人的呼吸包含由正常呼吸期间覆盖气道的呼吸道内衬液体(respiratory tractlining fluid)所形成的气溶胶颗粒。所述颗粒的尺寸在0.1μm和2μm之 间，平均尺寸在0.3μm和0.8μm之间。参见Schwarz等人的文章“健康人肺部 呼出颗粒的表征(Exhaledparticles from the Healthy Human Lung)”，《气溶胶 药物和肺部药物输送杂志(Journal of aerosol medicine and pulmonary drug delivery)》，第23卷，第6期，2010年(Volume 23,Number 6,2010)。气 溶胶颗粒携带含有诊断信息或生物标记的非挥发性成分，并且经常作为呼吸冷 凝液部分进行研究。在该气溶胶部分中，内源性的脂质和肽都已被证明。也已 经发现呼出气体中存在外源性化合物。此类外源性化合物可以是例如药物和麻 醉剂。呼吸道内衬液体含有大量的抗氧化剂和表面活性剂。表面活性剂相是亲 脂性的并且可表示外源性化合物的隔室。因此，呼出气体可用作若干种类型的 测试(诸如例如医疗状况或医疗处理程序的测试、滥用药物测试或兴奋剂测试) 的基质(matrix)。它也可用于医疗研究。
随着对主要由呼出气体中存在的表面活性剂组成的外源性气溶胶颗粒的 发现，出现了对用于收集和分析呼出气体中的所述表面活性剂气溶胶颗粒的新 方法和装置的需求。为了准确分析，重要的是从呼气样本中收集尽可能多的气 溶胶颗粒。此外，在一些应用场合中，比如例如测试药物滥用或兴奋剂的场合， 对颗粒的收集是远离实验室环境进行的。然而，缺乏用于容易地收集呼出气体 中的所述气溶胶颗粒的方法和装置。
在现有技术中，例如在WO2009045163A1中，描述了一种用于收集和分 选呼出空气中指示某种医疗状况的颗粒的装置。所述装置是惯性撞击取样器， 并且包括具有若干带中央开口的分隔件的壳体。在每次打开之后，存在基本垂 直于气流方向的收集板。在收集板上收集呼出气流中存在的颗粒。收集板的表 面可通过表面处理来制备，以优化对某些颗粒的收集。
该撞击取样器是一种沉重而复杂的装置，为了确保精确的读数，需要在实 验室、医院或其它受控环境中进行颗粒的收集。此外，这种尺寸的撞击取样器 需要泵，用于以可控的速率将呼出空气吸入通过装置。此外，该撞击取样器仅 收集存在于呼出气体中的所有颗粒中的一些。
先前也已知使用不同类型的过滤器来收集呼出气体中的气溶胶颗粒。在公 布于《药物生物医学分析杂志(Pharm Biomed Anal.)》，2011年12月15日； 第56卷(第5期)：第1024-8页(2011Dec 15；56(5):1024-8)， doi:10.1016/j.jpba.2011.08.004(电子版2011年8月9日)(doi: 10.1016/j.jpba.2011.08.004(Epub 2011Aug 9))上的标题为“美沙酮存在于呼出 气体气溶胶部分中的证明(Demonstration that methadone is being presentin the exhaled breath aerosol fraction)”的文章中，在收集气溶胶颗粒以用于分析呼出 气体中的美沙酮时，对两种类型的过滤器进行了测试。所述两种类型的过滤器 是玻璃纤维过滤器和聚合物过滤器，该过滤器在此文章中与早期使用的C18二 氧化硅过滤器进行了比较。聚合物过滤器收集呼出气体中90％以上的气溶胶颗 粒。聚合物过滤器还具有低流动阻力的实际优点，使得有可能在没有泵送辅助 的情况下进行采样。然而，从聚合物过滤器中提取所收集的颗粒是复杂的过程， 需要大量的分析流体来将颗粒与过滤器纤维分离。
因此，需要改进用于收集呼出空气中的生物标记和其它颗粒的现有技术装 置。特别地，需要提供如下尺寸和简单的颗粒收集器，使得其可用于在现场筛 选装置或实验室中对生物标记，例如痕量药物或医药进行采样。颗粒收集器也 需要收集呼出气体中存在的大部分颗粒。
如果收集的颗粒易于从收集器中移除以用于分析，则这也是一个优点。
发明内容
本发明的目的是生成一种小而简单但可靠且有效的装置，以用于收集呼出 气体中的气溶胶颗粒，优选地主要由用作生物标记物的表面活性剂组成的气溶 胶颗粒。该装置在所附专利权利要求中进行了描述。
根据本发明的一个实施例，提供了用于收集呼出气流中的气溶胶颗粒的装 置，所述装置包括：
壳体，该壳体具有：在第一端和第二端之间的延伸方向，第一端具有 被布置成接收呼出气流的入口，第二端具有被布置成传送呼出气流的出口； 以及由壳体的彼此以一定距离布置的内壁所限定的内横截面，
至少四个第一类型分隔壁，该第一类型分隔壁彼此以一定距离布置并 且在基本垂直于壁的方向上延伸，部分地覆盖壳体的内横截面。
该装置特征在于，所述第一类型分隔壁从壳体的内壁的相对侧突出， 在第一类型分隔壁和壳体内壁之间形成相对开口，从而所述第一类型分隔 壁被布置成形成从所述入口到所述出口的迷宫式流动路径，该迷宫式流动 路径被布置成使从所述入口流向所述出口的空气沿着朝向壳体的相对内壁 的方向转向，使得所述气溶胶颗粒与气流分离并附着在装置上，其中两个 相对的第一类型分隔壁之间的距离小于壳体的内壁之间的距离。
当气流撞击基本垂直于气流的表面时，气流沿平行于所述表面的方向转 向。所述气流的转向将呼出空气中较重的气溶胶颗粒与空气本身分开。较重的 颗粒在原流动方向上继续行进并与分隔壁或壳体内壁碰撞并附着到分隔壁或 壳体内壁，而空气则改变方向并沿着迷宫式流动路径。此外，方向的改变也会 产生湍流，在湍流期间颗粒更容易与空气分离。此外，通过使分隔壁之间的距 离小于壳体的内壁之间的距离(即，减小流动路径的横截面以收缩流动)，呼 出空气的速度增加，这继而增加沉积/收集在收集装置的表面上的气溶胶颗粒的 量。因此，根据本发明的装置收集呼出气体中大量的气溶胶颗粒，而又具有如此低的流动阻力以使得人能够通过该装置呼吸，而无需使用抽吸来自人的呼出 气体的单独的泵。
在一个实施例中，每个第一类型分隔壁具有基本垂直于壳体的延伸方向的 分隔区域，该分隔区域覆盖壳体的内横截面区域的50％至95％，优选地60％ 至85％，更优选地65％至80％。
当第一类型分隔壁覆盖壳体的内横截面的50％至95％，优选地60％至 85％，更优选地65％至80％时，在第一类型分隔壁和壳体内壁之间产生开口， 该开口具有足够大的面积以至于不产生太高的流动阻力，而且具有足够小的面 积以产生对气流的加速，从而产生湍流。
在一个实施例中，内横截面面积在20mm2和615mm2之间，优选地在 50mm2和250mm2之间，最优选地在70mm2和90mm2之间。
在一个实施例中，开口面积在10mm2至25mm2的范围内，所述延伸 长度在10mm至70mm之间，并且第一类型分隔壁的数量在4和14之间。
具有上述规格的装置使得能够在装置上产生一定的压差，从而产生通过装 置的流速，该流速较高以使颗粒与气流分离，而不会产生太高的反压。
在一个实施例中，所述至少四个第一类型分隔壁以恒定的距离分开布置。
根据该实施例的收集器具有生产优点，因为其可以制造成对称的。
在另一个实施例中，所述第一类型分隔壁在流动方向上以增加的距离分开 布置。
在更靠近出口的第一类型分隔壁之间具有增加的距离的颗粒收集装置对 气流产生较小的流动阻力。这是因为已通过装置行进了一些路径的空气速度减 慢，并且通过将分隔壁进一步分开布置而使气流变得更慢，所以接近出口的较 慢的气流的方向变化不一定必须与接近入口的气流的方向变化一样多，从而降 低流动的阻力。
在一个实施例中，所述壳体包括至少一个第二类型分隔壁，该第二类型分 隔壁基本上平行于壳体的延伸方向布置。在一个实施例中，所述壳体包括彼此 平行布置的至少两个第二类型分隔壁。
通过向装置添加至少一个第二类型分隔壁，气溶胶颗粒的冲击区域增加并 且在基本不增加流动阻力的情况下，有可能收集更多的颗粒。
在一个实施例中，所述至少一个第二类型分隔壁从所述壳体的所述入口延 伸到所述出口。
当一个或多个第二类型分隔壁从入口一直延伸到出口时，形成至少两个流 动通道，引导从入口到出口的流动。在一个实施例中，所述流动通道可通过将 第一类型分隔壁的外边缘的设计(因此开口流动区域)适配到第二类型分隔壁 的位置而被布置成具有相同的流动阻力。
在一个实施例中，所述壳体具有细长圆柱体的形状。
当所述壳体具有圆柱体的形状时，装置可容易地配合到试管中以用于分 析。所述测试管可包括覆盖装置的至少一部分、但优选地覆盖装置的整个长度 的量的任何类型的分析流体。所述分析流体适于从装置洗去所收集的气溶胶颗 粒，并且可在稍后的分析步骤中被分析，以确定所收集的气溶胶颗粒的存在和 类型。
在一个实施例中，装置由非吸收性材料制成，例如聚丙烯(PP)、聚偏二 氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)或其它非吸 收性材料(优选地为聚合物材料)。
如果使用如上列举的非吸收性材料，则该材料是被批准用于医疗目的，并 且附着在该装置上的气溶胶颗粒容易被洗去以用于稍后的分析。
在一个实施例中，以下部件中的至少一个具有粗糙表面结构以便增加表面 面积；壳体、第一类型分隔壁、第二类型分隔壁。
如果装置在其表面的至少一部分上设置有粗糙结构，则表面面积增加，并 且可增加所收集的颗粒的数量。
在一个实施例中，装置包括适于连接的第一壳体半部和第二壳体半部。
当装置被设计成由两个(优选地相同的)半部构成时，生产过程被简化。 通过将装置分成两部分，可通过使用切割生产工具容易地制造每个分隔壁和内 壁上的可能的粗糙结构。也有可能产生两个相同的半部，该两个相同的半部中 的一个在连接之前转动180度。
在一个实施例中，每个壳体半部包括至少两个第一类型分隔壁，该至少两 个第一类型分隔壁延伸超过壳体的总横截面的一半。
如上述一个实施例中所述，如果每个第一类型分隔壁将要覆盖壳体的总横 截面区域的50％至95％，优选地60％至85％，更优选地65％至80％，则每个 壳体半部中的第一类型分隔壁必须延伸超过壳体总横截面的一半。
在一个实施例中，每个壳体半部包括至少一个第二类型分隔壁，该至少一 个第二类型分隔壁基本平行于壳体的延伸方向布置，并最多延伸壳体的总横截 面的一半。
为了使得能够连接两个半部，第二类型分隔壁可不突出超过壳体的总横截 面的一半。
在一个实施例中，所述至少一个第二类型分隔壁具有至少两个凹槽，所述 至少两个第一类型分隔壁被布置成插入该至少两个凹槽中。
为了使第一类型分隔壁能够延伸超过壳体的总横截面的一半，在本实施例 中，第二类型分隔壁具有适于容纳第一类型分隔壁的外端的切口(cutting)。 在一个实施例中，第一类型隔墙可被布置成通过按压配合而插入到切口中。按 压配合还具有如胶水一样的作用的优点，从而连接两个装置半部。
在一个实施例中，所述呼出气流中的颗粒是生物标记，诸如肺表面活性 剂、药物或发现于肺部肺泡中的其它内源性或外源性化合物，该生物标记 的尺寸在0.1μm和2μm之间，平均尺寸在0.3μm和0.8μm之间。
生物标记形式的气溶胶颗粒或与药物或其它外源性化合物有关的颗粒是 该装置最感兴趣要进行收集的颗粒。所述颗粒的平均尺寸在0.3μm和0.8μm 之间。较大的颗粒、诸如唾液或其它颗粒将在很大程度上被收集在最靠近入口 (即，最靠近呼出到装置中的人的嘴部)设置的第一类型分隔壁上。较小和较 轻的颗粒将在很大程度上跟随气流并通过出口离开装置。
附图说明
现在将参照附图以示例的方式描述本发明，在附图中：
图1a示出本发明的一个实施例的剖视图。
图1b示出图1a中所示的实施例的平面图。
图1c显示限定本发明的不同区域。
图1d示出具有不同的切割截面几何形状的本发明的不同的实施例。
图2a示出本发明的一个实施例的剖视图。
图2b示出图2a中所示的实施例的平面图。
图3示出本发明的另一个实施例的平面图。
图4示出本发明的又一个实施例的剖视图。
图5a至图5d示出本发明的另一个实施例。
具体实施方式
在下文中，给出对根据本发明的装置的详细描述。在附图中，类似的 附图标记在所有附图中表示相同或对应的元件。应当理解，这些附图仅用 于说明，并不以任何方式限制本发明的范围。
图1a和图1b公开了用于收集呼出气体中颗粒的装置1的实施例。图 1a是图1b中B-B剖面处的剖视图，并示出装置1的内部。图1c显示本发 明的不同的横截面面积。图1d是装置的另一个实施例的另一个剖视图。
装置1包括壳体2，该壳体2具有在具有入口的第一端2a和具有出口 的第二端2b之间的延伸方向。该入口被布置成接收来自受试者(诸如例如 人)的包括气溶胶颗粒P的呼出气流Q入，并且该出口被布置成从装置1 传送呼出气流Q出。因此，呼出空气被布置成在从入口到出口的方向上流动。 壳体2具有内横截面面积A1，该内横截面面积A1由壳体2的内壁2c限定。 在图1a至图1c所示的实施例中，壳体具有细长圆柱体形状，其具有长度L 和圆形横截面，即横截面面积A1具有由壳体2的内径d1限定的面积。图 1d公开本发明的另一个实施例，其中壳体具有矩形横截面并且横截面面积 A1由壳体的高度和宽度限定。其它横截面面积形状也是可能的，但横截面 面积总是由壳体的内壁2c之间的距离d限定。
在一个实施例中，壳体的外径是使得其可容易地配合到标准尺寸的试 管中的尺寸。即，壳体的直径在8mm和30mm之间，优选地在10mm和 20mm之间。所述内横截面面积A1因此略小于上述面积，这取决于壳体壁 的厚度。因此，所述横截面面积A1可以在20mm2和615mm2之间，优选 地在50mm2和250mm2之间，最优选地在70mm2和90mm2之间。相应地， 壳体的内壁2c之间的所述距离d可以在5mm和28mm之间，优选地在8 mm和18mm之间，最优选地在9.5mm和10.5mm之间。
至少四个第一类型分隔壁3被布置成在基本垂直于内壁2c的方向上延 伸，因此基本上垂直于呼出气流在离开受试者嘴部时的初始方向。每个第 一类型分隔壁3具有面向气流的第一表面3a、相对的第二表面3b以及周边 边缘3c。第一表面3a和第二表面3b各自具有小于横截面面积A1的表面 面积A2。因此，第一类型分隔壁具有部分地覆盖壳体2的内横截面面积 A1的表面面积A2。在不同的实施例中，第一类型分隔壁所具有的表面面 积A2覆盖横截面面积A1的50％至95％，优选地60％至85％，更优选地65％ 至80％。
第一类型分隔壁3从壳体2的内壁2c的相对侧突出。因此，该壁在第 一类型分隔壁3和壳体内壁2c之间形成相对开口4a、4b，该相对开口4a、 4b具有开口面积A3＝A1-A2。
所述第一类型分隔壁3被布置成形成具有从所述入口到所述出口的横 截面流动区域的迷宫式流动路径。当气流与基本垂直于气流的表面碰撞时， 气流沿平行于所述表面的方向转向。所述气流的转向将呼出空气中较重的 颗粒P与空气本身分离。较重的颗粒P在原流动方向上继续行进并与分隔壁 3或壳体内壁2a碰撞，而空气则改变方向并沿着迷宫式流动路径。空气流动 的距离越长并且气流的方向改变越多且越大，则与空气分离并收集在装置1 中的颗粒的量越多。此外，方向的改变还产生湍流，在此期间，颗粒更容 易与空气分离。湍流空气还增加颗粒与装置1的壁的表面之间的冲击频率， 从而增加附着到表面上的气载颗粒P的量。因此，流入装置的流入量Q入 所包括的颗粒P比流出装置的流出量Q出少。
人只能以一定的最大流动速率Q入呼出。在来自装置的一定的反压下， 人的软腭关闭，并且呼出是不可能的。因此装置上的压差不能太高。然而， 需要一定的流入量Q入和压差，以产生具有足够高的流动速度的特定条件， 从而将颗粒与气流分离。因此，重要的是设计具有一定的流动路径横截面 流动面积的装置，该流动路径横截面流动面积由第一横截面流动面积和第 二横截面流动面积限定，该第一横截面流动面积由第一类型分隔壁3和壳体的内壁之间的开口面积A3所限定，该第二横截面流动面积由第一类型分 隔壁和壳体的内径d1所界定。即，限定第二横截面流动面积的参数是壳体 的特定延伸长度L、壳体的内壁2c之间的距离d或壳体的内径d1以及装置 1的第一类型分隔壁3的数量，即，第一类型分隔壁3之间的距离x。开口 面积A3优选地在10mm2至25mm2的范围内，所述延伸长度L在10mm 和70mm之间，并且第一类型分隔壁3的数量在4和14之间。在一个实施 例中，第一横截面流动面积小于第二横截面流动面积。这种关系增加了对 流动经过第一类型分隔壁3的周边边缘3c的空气的加速。
在例如图2a所示的优选的实施例中，所述第一类型分隔壁3的数量为 8，长度L大约为22mm，并且面积A3大约为20mm2。因此，在该实施例 中，壁表面面积A2覆盖总内横截面面积A1的大约75％。
为了增加流动面积，在本发明的一个实施例中，有可能将彼此平行的 多于一个的装置布置在另外的外壳体(未示出)中，从而降低总流动阻力。
第一类型分隔壁3可根据装置上的最大允许压差以一定距离x彼此分 离。所述距离x取决于装置的长度L和第一类型分隔壁3的数量。然而， 为了产生具有足够高的流动速度以将气溶胶颗粒与气流分离的特定条件， 至少两个相对的第一类型分隔壁3之间的距离x总是小于壳体的内壁之间 的距离d。在一个实施例中，如图1a和图2a所示，所述距离x是恒定的。 在另一个实施例中，如图4所示，第一类型分隔壁3之间的距离从装置1 的第一端2a按距离逐渐增加。即，最靠近入口2a的两个相对的分隔壁3 之间的距离x1小于最靠近出口2b的两个相对的分隔壁3之间的距离xn。 随着第一类型分隔壁3之间的距离逐渐增加，通过装置1的流动速度可基 本保持。在图4所示的实施例中，由于第一类型分隔壁之间的距离逐渐增 加并且开口面积A3保持恒定，所以第二流动路径横截面流动面积朝向出口 2b逐渐增加。然而，也有可能逐渐增加较靠近出口2b的开口面积A3。这 将进一步降低装置中的流动阻力并有助于保持流动速度。在一个实施例中， 第一流动路径横截面流动面积和第二流动路径横截面流动面积之间的关系 在装置的整个长度L上保持基本恒定。
在一个实施例中，参见图1b，所述开口4a、4b具有圆形区段的形状， 其中对圆形区段进行定界的线(cord)由第一类型分隔壁的周边边缘3c限 定。周边边缘3c可被布置为直线，参见图1d，或者可具有弧形形状，参见 图1b、图1c、图2b以及图3。
在一个实施例中，装置由非吸收性材料，例如诸如聚丙烯(PP)、聚 偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)的聚 合物材料，或由其它非吸收性材料(优选地为聚合物材料)制成。在非吸 收性材料上，颗粒可附着，但在进行后续分析步骤时容易被洗去。该洗去 过程可在填充有足以覆盖壳体的整个长度L的一定量的测试流体的试管中 进行。
为了增加收集颗粒P的表面面积，在一个实施例中，壳体内壁具有粗 糙表面结构。在一个实施例中，该粗糙结构适应于待收集的颗粒的尺寸。 即，如果待收集的气溶胶颗粒具有0.1μm和2.0μm的直径，则内壁可优选 地被设置有或覆盖有大约相同尺寸的腔体。该表面也可被加工成具有相距 与颗粒的直径大约相同的距离的突起。所述粗糙结构还可以是例如具有0.1 微米至高达12.5微米的表面粗糙度Ra的火花或电侵蚀表面。所述可能的 表面粗糙度值还取决于相对于产生侵蚀表面的工具的待侵蚀表面上的拔模 角。通过较大的拔模角，有可能产生较大的表面粗糙度。
通过设置装置的所有表面(具有粗糙结构的内部和外部两者)，还有 可能进一步增加表面区域。装置1的不同表面上有可能具有不同的表面粗 糙度值。
在一个实施例中，第一类型分隔壁3的第一表面3a和第二表面3b相 对于彼此以一角度地定向，使得相应的第一类型分隔壁3的边缘3c比第一 类型壁的基部窄。然而，如图3所示，第一类型分隔壁3的第一表面3a和 第二表面3b也可彼此平行或基本平行。它们也可被制造成仅具有小的拔模 角。
图2b和图5a至图5d示出另一个实施例，其中所述壳体进一步包括至 少一个第二类型分隔壁5。第二类型分隔壁5被布置成基本平行于壳体2 的延伸方向。所述至少一个第二类型分隔壁5从所述壳体的第一端2a延伸 到所述第二端2b，从而形成至少两个流动通道6a至6d，该至少两个流动 通道6a至6d将气流从入口引导向出口。在根据图2b以及图5a至图5d的 实施例中，示出有三个第二类型平行分隔壁5，因此形成四个流动通道6a 至6d。在图2b所示的实施例中，所述流动通道6a至6d具有不同的流动面 积A6a至A6d。因此，在不同的通道中会发生压力变化，从而通过不同的 通道产生不同的流速。
在图3中，示出另一个实施例，其中一个或多个第二类型分隔壁5被 分成从壳体2的内壁2c的相对侧突出的两个壁部分5a、5b，使得在两个壁 部分5a、5b之间布置有小间隙7。所述小间隙7补偿会在通道6a至6d中 发生的压力变化。该间隙也会有助于通道内的湍流气流。
根据图5a至图5d中所示的一个实施例，装置1包括适于连接的两个 装置半部1a、1b。当根据图5a至图5d的装置部件1a和1b相连接时，它 们一起形成具有总横截面面积A1的细长圆柱体。每个装置半部1a、1b包 括延伸超过壳体2的总横截面A1的一半的至少两个第一类型分隔壁3。在 一个实施例中，第一类型分隔壁3延伸超过壳体2的总横截面A1的一半的 10％至60％。
每个壳体半部1a、1b包括至少一个第二类型分隔壁5，该第二类型分 隔壁被布置成基本平行于壳体1的延伸方向，最多延伸壳体1的总横截面 的一半。为了使第一类型分隔壁3能够延伸超过壳体2的总横截面A1的一 半，第二类型分隔壁5具有适于接收第一类型分隔壁的外端3c的切口8。 在一个实施例中，第一类型分隔壁3被布置成通过按压配合而插入切口8 中。
已经描述根据本发明的用于收集颗粒的装置1的优选的实施例。然而， 本领域的技术人员认识到，在不脱离本发明的思想的情况下，可在所附权 利要求的范围内进行变化。
在不脱离本发明的思想的情况下，只要组合不矛盾，就可自由地组合 上述所有的可替代的实施例或实施例的部分。

Claims (17)

1.一种用于收集呼出气流(Q)中的气溶胶颗粒(P)的装置(1)，所述装置包括：
壳体(2)，所述壳体(2)具有：在第一端和第二端之间的延伸方向上的长度(L)，所述第一端具有被布置成接收呼出气流的入口(2a)，所述第二端具有被布置成传送呼出气流(Q)的出口(2b)；内横截面(A1)，所述内横截面(A1)由所述壳体(2)的一个或多个内壁(2c)限定，其中所述内横截面(A1)为圆形或矩形且具有横向宽度(d)，且其中所述壳体(2)具有细长的形状；以及
至少四个第一类型分隔壁(3)，所述第一类型分隔壁(3)彼此以距离(x)布置，并且在基本垂直于所述一个或多个内壁(2c)的方向上延伸，所述第一类型分隔壁(3)部分地覆盖所述壳体(2)的所述内横截面(A1)，
其中，所述第一类型分隔壁(3)从所述壳体(2)的所述一个或多个内壁(2c)的相对侧突出，在所述第一类型分隔壁(3)和所述壳体的相应的相对内壁(2c)之间形成具有开口面积(A3)的相对开口(4a、4b)，由此所述第一类型分隔壁(3)被布置成形成从所述入口(2a)到所述出口(2b)的迷宫式流动路径，所述迷宫式流动路径被布置成，使从所述入口(2a)流向所述出口(2b)的所述呼出气流(Q)沿着朝向所述壳体的相对内壁(2c)的方向转向，
其中，两个相对的第一类型分隔壁(3)之间的所述距离(x)小于所述内横截面(A1)的所述横向宽度(d)；
其特征在于，沿着所述壳体的从所述入口(2a)的延伸方向，所述第一类型分隔壁(3)布置成以增加的距离(x1…xn)分隔开，和/或所述开口面积(A3)逐渐增加。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个第一类型分隔壁(3)具有基本垂直于所述壳体的所述延伸方向的分隔面积(A2)，所述分隔面积(A2)覆盖所述壳体的所述内横截面面积(A1)的50％至95％。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其特征在于，所述内横截面面积(A1)在20mm2和615mm2之间。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开口面积(A3)在10mm2至25mm2的范围内，所述延伸长度(L)在10mm至70mm之间，并且所述第一类型分隔壁(3)的数量在4和14之间。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体(2)包括基本平行于所述壳体(2)的所述延伸方向地布置的至少一个第二类型分隔壁(5)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述至少一个第二类型分隔壁(5)从所述壳体(2)的所述入口(2a)延伸到所述出口(2b)。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体(2)具有细长圆柱体的形状，所述细长圆柱体具有圆形横截面。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述壳体的尺寸被设置成装配到试管中。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体(2)具有矩形横截面。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置由非吸收性材料制成。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，以下部件中的至少一个具有粗糙表面结构以便增加表面区域：壳体(2)、第一类型分隔壁(3)。
12.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，以下部件中的至少一个具有粗糙表面结构以便增加表面区域：壳体(2)、第一类型分隔壁(3)、第二类型分隔壁(5)。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体(2)包括适于相连接的第一壳体半部和第二壳体半部(1a、1b)。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，每个壳体半部(1a、1b)包括延伸超过所述壳体的所述内横截面(A1)的一半的至少两个第一类型分隔壁(3)。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的装置，其特征在于，每个壳体半部(1a、1b)包括被布置成基本平行于所述壳体(2)的所述纵向延伸方向的至少一个第二类型分隔壁(5)，所述至少一个第二类型分隔壁(5)最多延伸所述壳体(2)的所述内横截面(A1)的一半。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述至少一个第二类型分隔壁(5)具有至少两个凹槽(8)，所述至少两个第一类型分隔壁(3)被布置成插入所述至少两个凹槽(8)中。
17.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，呼出气流(Q)中的所述气溶胶颗粒(P)是生物标记，为肺表面活性剂、药物或发现于肺部肺泡中的其它内源性或外源性化合物，所述生物标记的尺寸在0.1μm和2μm之间，平均尺寸在0.3μm和0.8μm之间。
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