DE102015114956A1 - Apparatus and method for mass collecting samples - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Sammeln von Proben mit einem Probenband (16), das eine Vielzahl von Aufnahmen umfasst, die durch Zwischenbereiche voneinander beabstandet sind. Wenn ein erstes Versiegelungsband (18) mit dem Probenband (16) verbunden ist, trennt es die Aufnahmen von ihrer Umgebung. Eine erste Spule (12) kann miteinander verbundene Abschnitte des Probenbandes (16) und des ersten Versiegelungsbandes (18) aufgerollt bevorraten. Die Vorrichtung (10) ist dazu eingerichtet, die Verbindung zwischen dem ersten Versiegelungsband (18) und dem Probenband (16) auf einem Abschnitt des Probenbandes (16) zu lösen, der in Verbindung mit dem ersten Versiegelungsband (18) von der ersten Spule abgerollt wurde, wobei während des Lösens weitere mit dem ersten Versiegelungsband (18) verbundene Abschnitte des Probenbandes (16) von der ersten Spule (12) abgerollt werden und unterschiedliche Aufnahmen zu unterschiedlichen Zeiten der Umgebung der Vorrichtung (10) ausgesetzt werden, und das Probenband (16) mit dem ersten oder einem zweiten Versiegelungsband (16, 20) zu verbinden und dadurch die Aufnahmen nach der Aussetzung von ihrer Umgebung zu trennen. Auf eine zweite Spule (14) kann das Probenband (16), nachdem es mit dem ersten oder zweiten Versiegelungsband (18, 20) verbunden wurde, zusammen mit dem ersten bzw. mit dem zweiten Versiegelungsband (18, 20) aufgerollt werden.The invention relates to a device (10) for collecting samples with a sample band (16) which comprises a plurality of receptacles which are spaced apart by intermediate regions. When a first sealing tape (18) is connected to the sample tape (16), it separates the pictures from its surroundings. A first spool (12) may store rolled-up portions of the sample belt (16) and the first sealing belt (18). The device (10) is adapted to release the connection between the first sealing band (18) and the sample band (16) on a portion of the sample band (16) unrolled in unison with the first sealing band (18) from the first coil during detachment, further portions of the sample band (16) connected to the first sealing band (18) are unrolled from the first coil (12) and exposed to different exposures at different times to the environment of the device (10), and the sample band (16) 16) with the first or a second sealing tape (16, 20) and thereby separate the recordings after exposure from their environment. On a second spool (14), after being bonded to the first or second sealing tape (18, 20), the sample tape (16) can be rolled up together with the first or second sealing tape (18, 20).
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Umweltanalytik und betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum massenhaften Sammeln von Proben.The present invention is in the field of environmental analysis and relates to an apparatus and method for mass collecting samples.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Aus der Umweltanalytik ist es bekannt, Luft- und/oder Wasserproben zu sammeln und labortechnisch auszuwerten und zu analysieren. Bei der Luftprobensammlung können die zu sammelnden Luftproben gasförmige Substanzen und heterogene Gasgemische mit festen und/oder flüssigen Schwebeteilchen, wie Stäube oder Nebel, (sog. Aerosole) umfassen. Die Bestandteile von Luftproben können dabei eine natürliche, biologische oder anthropogene Herkunft haben.From environmental analysis, it is known to collect air and / or water samples and evaluate and analyze laboratory technology. In the collection of air samples, the air samples to be collected may include gaseous substances and heterogeneous gas mixtures with solid and / or liquid suspended particles, such as dusts or mists (so-called aerosols). The components of air samples can have a natural, biological or anthropogenic origin.
Luftprobenbestandteile natürlicher Herkunft umfassen beispielsweise Mineralsalzaerosole, bei Vulkanausbrüchen freigesetzte Teilchen und Gase und/oder Flugstäube mit aufgewirbelten Erdpartikeln. Luftprobenbestandteile biologischer Herkunft umfassen beispielsweise lebende und/oder abgestorbene Organismen oder Teile davon, Viren, Bakterien, Pilze und deren Sporen, Pollen und/oder gasförmige Stoffe biotischen Ursprungs, wie gasförmige Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen. Zu den Luftprobenbestandteilen anthropogener Herkunft zählen organische und anorganische Reaktionsprodukte und Zwischenprodukte, die im Zusammenhang mit der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen, wie z. B. Feinstäube oder Rauch, oder solche, die im Zusammenhang mit dem Betrieb von chemischen Industrieanalgen entstehen.Air sample components of natural origin include, for example, mineral salt aerosols, particles released in volcanic eruptions and gases and / or aerial dusts with fluidized-up earth particles. Air sample components of biological origin include, for example, living and / or dead organisms or parts thereof, viruses, bacteria, fungi and their spores, pollen and / or gaseous substances of biotic origin, such as gaseous metabolic products of molds. The air sample constituents of anthropogenic origin include organic and inorganic reaction products and intermediates arising in connection with the combustion of fossil fuels, such. As fine dust or smoke, or those that arise in connection with the operation of chemical industrial algae.
Das Sammeln von Luftproben kann beispielsweise stationär und zu jeweils bestimmten Zeiten erfolgen oder mobil an unterschiedlichen Orten.The collection of air samples can be done, for example, stationary and at specific times or mobile at different locations.
Eine Vorrichtung zum Sammeln von Luftproben, die für den mobilen Einsatz geeignet ist, ist in der
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen Proben in einer Weise gesammelt werden können, die eine anschließende labortechnische Analyse erleichtert und das Risiko einer Verunreinigung verringert.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method that can collect samples in a manner that facilitates subsequent laboratory analysis and reduces the risk of contamination.
Diese Aufgabe wird durch die nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are specified in the dependent claims.
Die Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum massenhaften Sammeln von Proben. Die Vorrichtung umfasst ein Probenband, ein erstes Versiegelungsband, eine erste Spule und eine zweite Spule. Das Probenband umfasst eine Vielzahl von Aufnahmen zum Sammeln von Proben, wobei die Aufnahmen durch Zwischenbereiche des Probenbandes voneinander beabstandet sind. Das erste Versiegelungsband trennt die Aufnahmen des Probenbandes von ihrer Umgebung, wenn das erste Versiegelungsband mit dem Probenband verbunden ist. Die erste Spule ist dazu eingerichtet, miteinander verbundene Abschnitte des Probenbandes und des ersten Versiegelungsbandes aufgerollt zu bevorraten. Die Vorrichtung ist dazu eingerichtet, die Verbindung zwischen dem ersten Versiegelungsband und dem Probenband auf einem Abschnitt des Probenbandes zu lösen, der in Verbindung mit dem ersten Versiegelungsband von der Spule abgerollt wurde, wobei während des Lösens weitere mit dem ersten Versiegelungsband verbundene Abschnitte des Probenbandes von der ersten Spule abgerollt werden und unterschiedliche Aufnahmen zu unterschiedlichen Zeiten der Umgebung der Vorrichtung ausgesetzt werden, um Proben zu sammeln. Ferner ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, das Probenband mit dem ersten oder mit einem zweiten Versiegelungsband zu verbinden, um dadurch die Aufnahmen, nachdem sie der Umgebung der Vorrichtung ausgesetzt wurden, von ihrer Umgebung zu trennen. Die zweite Spule ist dazu eingerichtet, das Probenband, nachdem es mit dem ersten oder zweiten Versiegelungsband verbunden wurde, zusammen mit dem ersten bzw. zweiten Verbindungsband aufzurollen.The invention comprises a device for collecting samples in bulk. The device comprises a sample band, a first sealing band, a first coil and a second coil. The sample tape comprises a plurality of recordings for collecting samples, wherein the recordings are spaced from each other by intermediate regions of the sample tape. The first sealing tape separates the recordings of the sample tape from its surroundings when the first sealing tape is connected to the sample tape. The first coil is adapted to store coiled portions of the sample tape and the first sealing tape rolled up. The apparatus is adapted to release the connection between the first sealing tape and the sample tape on a portion of the sample tape which has been unwound from the spool in conjunction with the first sealing tape, further portions of the sample tape of Fig. 1 connected to the first sealing tape during debonding The first coil can be unrolled and exposed to different shots at different times in the environment of the device to collect samples. Further, the apparatus is adapted to connect the sample tape to the first or a second sealing tape, thereby separating the images from their environment after having been exposed to the environment of the apparatus. The second coil is configured to roll up the sample tape after it has been joined to the first or second sealing tape together with the first and second connecting band, respectively.
Durch ein Verbinden des Probenbandes mit dem ersten Versiegelungsband oder, falls vorhanden, alternativ mit dem zweiten Versiegelungsband können die Vielzahl der Aufnahmen oder auch nur einige davon von der Umgebung des Probenbandes getrennt werden. Weil die Aufnahmen auf dem Probenband durch die Zwischenbereiche voneinander beabstandet sind, können die Aufnahmen durch eine solche Verbindung auch voneinander getrennt bzw. isoliert werden. Durch diese Trennung kann verhindert werden, dass die Aufnahmen durch eine Umgebung und durch den Inhalt von anderen Aufnahmen verunreinigt werden. Wenn das erste Versiegelungsband von einem Abschnitt des Probenbandes mit einer Aufnahme gelöst wird, wird die Trennung zwischen der betreffenden Aufnahme und der Umgebung aufgehoben. Dabei wird die betreffende Aufnahme der Umgebung ausgesetzt, so dass eine Probe gesammelt werden kann. Aufgrund der Zwischenbereiche können während des Sammelns dieser Probe andere der Aufnahmen mithilfe des ersten oder zweiten Versiegelungsbandes verschlossen sein. Dadurch können bereits gesammelte Proben im gesammelten Zustand erhalten bzw. konserviert werden. Außerdem kann eine Verunreinigung von leeren Aufnahmen, die noch nicht mit Proben beladen sind, verhindert werden. Weil die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, das Probenband nach der Aussetzung der Aufnahmen an die Umgebung mit dem ersten Versiegelungsband oder mit dem zweiten Versiegelungsband zu verbinden, können die Proben direkt nach dem Sammeln in den jeweiligen Aufnahmen vor einer Verunreinigung, wie beispielsweise vor einer Verunreinigung durch eine Umgebung an einem nicht für die Sammlung bzw. Messung beabsichtigten und somit unerwünschten Ort oder zu einer für die Sammlung bzw. Messung nicht beabsichtigten und somit unerwünschten Zeit oder vor einer Verunreinigung durch eine benachbarte Aufnahme, geschützt werden. Demnach gestattet die Vorrichtung, auch wenn sie schnell durch einen Raum, beispielsweise einen Luftraum, bewegt wird, eine Vielzahl zeitlich und örtlich bestimmbarer und kontrollierbarer Probenentnahmen an jeweils unterschiedlichen Orten zu jeweils unterschiedlichen Zeiten mit vergleichsweise hoher Genauigkeit und Reinheit, ohne dass eine Verunreinigung der Aufnahme vor dem Aussetzen und der gesammelten Probe nach dem Aussetzen befürchtet werden muss.By connecting the sample tape to the first sealing tape or, if present, alternatively to the second sealing tape, the plurality of pictures, or just a few of them, may be separated from the environment of the sample tape. Because the recordings on the sample tape are spaced apart by the intermediate regions, the recordings can also be separated or isolated from one another by such a connection. This separation can be prevented by a recording Environment and be contaminated by the contents of other recordings. When the first sealing tape is released from a portion of the sample tape with a receptacle, the separation between the subject recording and the environment is canceled. In this case, the relevant recording is exposed to the environment, so that a sample can be collected. Due to the intermediate regions, during collection of this sample, other ones of the receptacles may be occluded using the first or second sealing tape. As a result, already collected samples in the collected state can be preserved or preserved. In addition, contamination of empty images that are not yet loaded with samples can be prevented. Because the apparatus is adapted to connect the sample tape to the environment after exposure of the recordings to the environment with the first sealing tape or with the second sealing tape, the samples may immediately after collecting in the respective images from contamination, such as from contamination by an environment at a location not intended for collection or measurement and thus undesirable, or at an unintentional and therefore undesirable time for collection or measurement, or from contamination by an adjacent receptacle. Thus, even when rapidly moved through a space, such as an air space, the device permits a variety of temporally and spatially determinable and controllable sampling at respectively different locations at different times with comparatively high accuracy and purity, without contamination of the intake to be feared before exposure and the collected sample after exposure.
Weil das Probenband voneinander beabstandete Aufnahmen umfasst, können die Proben örtlich und zeitlich isoliert voneinander gesammelt werden und isoliert voneinander im auf der zweiten Spule aufgerollten Probenband bevorratet werden, wobei jede Probe einer bestimmten zugehörigen Aufnahme und damit einem zugehörigen Entnahmezeitpunkt oder -zeitraum und einem zugehörigen Entnahmeort im dreidimensionalen Raum zugeordnet werden kann. Dies ist vorteilhaft für eine anschließende Auswertung und Analyse, weil diese nach eindeutig identifizierbaren und eindeutig voneinander unterscheidbaren Aufnahmen vorgenommen werden kann, wobei Areale dreidimensional und nicht nur flächig untersucht werden können.Because the sample tape comprises spaced-apart receivers, the samples may be collected in isolation from each other spatially and temporally, isolated from each other in the sample coil rolled up on the second coil, each sample having a particular associated pick and associated picking time or period and associated picking location can be assigned in three-dimensional space. This is advantageous for a subsequent evaluation and analysis, because this can be done after clearly identifiable and clearly distinguishable recordings, whereby areas can be examined three-dimensionally and not only areally.
Aufgrund der ersten und zweiten Spule, die jeweils eine aufgerollte Bevorratung gestatten, ist zudem ein sehr kompakter Rolle-zu-Rolle(sog. reel-to-reel)-Aufbau möglich, der eine einfache und unkomplizierte Bandführung und Funktionsweise ermöglicht.Due to the first and second spool, which each allow a rolled up storage, also a very compact roll-to-roll (so-called reel-to-reel) construction is possible, which allows a simple and uncomplicated tape guide and functionality.
Die Proben können beispielsweile aus der Luft gesammelt werden. Die Erfindung ist allerdings nicht auf die spezielle Anwendung des Sammelns von Luftproben beschränkt, sondern kann auch für das Sammeln von Proben aus einem anderen Fluid als Luft eingesetzt werden. Eine andere beispielhafte Anwendung der vorliegenden Erfindung ist das Sammeln von Wasserproben, so dass die vorliegende Erfindung auch Ausführungsformen umfasst, die für das Sammeln von Wasserproben eingerichtet sind. Auch wenn die Erfindung im Folgenden zum Teil mit konkretem Bezug auf das Beispiel des Luftprobensammelns beschrieben und erläutert wird, ist zu beachten, dass entsprechende Ausführungsformen für das Wasserprobensammeln entsprechende Vorteile haben können und diese ebenfalls von der Erfindung umfasst sind.The samples can be collected from the air, for example. However, the invention is not limited to the specific application of collecting air samples, but may also be used to collect samples of fluid other than air. Another exemplary application of the present invention is to collect water samples so that the present invention also includes embodiments adapted for collecting water samples. Although the invention will be described and explained in detail hereinafter with specific reference to the example of air sampling, it should be noted that corresponding embodiments for collecting water samples may have corresponding advantages and are also encompassed by the invention.
Vorzugsweise bevorratet die erste Spule verbundene Abschnitte des Probenbandes und des ersten Versiegelungsbandes, wobei vorzugsweise zumindest einige der Aufnahmen dieses Probenbandabschnitts jeweils hermetisch verschlossen sind. Aufgrund eines hermetischen Verschlusses kann ein Stoffaustausch mit der Umgebung der Aufnahme verhindert werden, so dass eine Verunreinigung der Aufnahmen durch einen Stoffaustausch mit der jeweiligen Umgebung des Probenbandes und mit dem Inhalt anderer der Aufnahmen verhindert werden kann. Beispielsweise können die Aufnahmen des Probenbandes vor dem Sammeln, und bereits beim Herstellen des Probenbandes, in einen sterilen Zustand versetzt werden. Dieser sterile Zustand kann aufgrund des hermetischen Verschlusses bis zum Aussetzen der Aufnahme aufrechterhalten werden. Dies ist besonders vorteilhaft beim Sammeln biologischer Luftinhaltsstoffe, wie beispielsweise Bakterien, Pollen oder Viren. Unterschiedliche Aufnahmen können auch unterschiedliche Medien, beispielsweise Nährmedien, enthalten, die bei dem hermetischen Verschluss nicht zwischen den Aufnahmen ausgetauscht werden können.Preferably, the first coil stores connected portions of the sample tape and the first sealing tape, wherein preferably at least some of the receivers of this sample tape portion are each hermetically sealed. Due to a hermetic closure, a mass transfer can be prevented with the environment of the recording, so that contamination of the images can be prevented by a mass transfer with the respective environment of the sample band and with the contents of other recordings. For example, the recordings of the sample tape can be set to a sterile state before collection, and already during production of the sample tape. This sterile condition may be sustained due to the hermetic seal until exposure is suspended. This is particularly advantageous in collecting biological air ingredients, such as bacteria, pollen or viruses. Different recordings can also contain different media, for example nutrient media, which can not be exchanged between the recordings in the case of the hermetic closure.
In einer vorteilhaften Ausführungsform bevorratet die zweite Spule verbundene Abschnitte des Probenbandes und des ersten oder zweiten Versiegelungsbandes, wobei die Aufnahmen dieses Probenbandabschnitts jeweils hermetisch verschlossen sind. Dadurch kann auch eine Kontamination aufgrund eines Stoffaustausches nach dem Sammeln einer Probe vermieden werden und die gesammelte Probe sicher im gesammelten Zustand konserviert werden.In an advantageous embodiment, the second coil stores connected portions of the sample band and of the first or second sealing band, wherein the recordings of this sample band portion are each hermetically sealed. Thereby, contamination due to mass transfer after collecting a sample can be avoided and the collected sample can be safely preserved in the collected state.
Beispielsweise kann das Probenband mit dem ersten und/oder dem zweiten Versiegelungsband mithilfe eines Klebstoffs verbunden sein oder verbunden werden. Mithilfe eines Klebstoffs kann eine sichere Verbindung hergestellt werden, die auch hermetisch sein kann.For example, the sample band may be connected to the first and / or the second sealing band with the aid of an adhesive or get connected. An adhesive can be used to create a secure bond that can also be hermetic.
Die Aufnahmen können auch ein Aufnahmemedium umfassen. Dies kann vorteilhaft beim Sammeln biologischer Proben sein, für die das Aufnahmemedium beispielsweise ein Nähr- oder Agarmedium umfassen kann. Das Aufnahmemedium kann auch für einen bestimmten Luftinhaltsstoff spezifisch sein, so dass lediglich bestimmte Luftinhaltsstoffe selektiv gesammelt werden können.The recordings may also include a recording medium. This may be advantageous in collecting biological samples for which the receiving medium may comprise, for example, a nutrient or agar medium. The recording medium may also be specific to a particular air content, so that only certain air contents can be selectively collected.
Vorzugsweise ist das Aufnahmemedium fest oder gelartig. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Aufnahmen in beliebigen Raumorientierungen der Vorrichtung der Luftumgebung ausgesetzt werden können, ohne dass das Aufnahmemedium aus der jeweils ausgesetzten Aufnahme ausläuft.Preferably, the recording medium is solid or gel-like. This can ensure that the images in any spatial orientations of the device can be exposed to the air environment without the recording medium expiring from the respective exposed recording.
Unterschiedliche Aufnahmen können auch unterschiedliche Aufnahmemedien umfassen. Beispielsweise können sich die Aufnahmemedien dadurch unterscheiden, dass sie für unterschiedliche Luftinhaltsstoffe selektiv sind. Dadurch können mithilfe desselben Probenbandes unterschiedliche Probenarten bzw. Luftinhaltsstoffe selektiv gesammelt werden. Zusätzlich oder alternativ können sich die Aufnahmemedien beispielsweise auch dadurch unterscheiden, dass sie für unterschiedliche Analyseverfahren geeignet und bestimmt sind. Die selektiv oder unselektiv gesammelten Proben können dann mit unterschiedlichen Analyseverfahren ausgewertet werden.Different recordings may also include different recording media. For example, the recording media may differ in that they are selective for different air ingredients. As a result, different sample types or air constituents can be selectively collected using the same sample band. Additionally or alternatively, the recording media may, for example, also differ in that they are suitable and intended for different analysis methods. The selectively or non-selectively collected samples can then be evaluated with different analysis methods.
Die Aufnahmen können beispielsweise Vertiefungen im Probenband umfassen. In diese Vertiefungen kann beispielsweise eine bestimmte Menge eines Aufnahmemediums eingebracht werden. Zusätzlich können sowohl die Vertiefungen mit Aufnahmemedium als auch diejenigen ohne Aufnahmemedium dazu dienen, eine gasförmige Probe oder ein Aerosol zu sammeln und zu konservieren.The recordings may include, for example, depressions in the sample tape. In these depressions, for example, a certain amount of a recording medium can be introduced. In addition, both the recording medium and non-recording medium wells may be used to collect and preserve a gaseous sample or aerosol.
In der zuvor genannten Ausführungsform kann das Probenband ein tiefgezogenes Kunststoffband umfassen, wobei das Probenband in den Vertiefungen keine Lochung aufweist. Die Verwendung eines tiefgezogenen Kunststoffbands gestattet eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung, wobei insbesondere auf Techniken und Verfahren aus anderen technischen Gebieten zurückgegriffen werden kann. Durch das Fehlen einer Lochung, kann ein Verschluss der Vertiefungen gegenüber der Umgebung leichter sichergestellt werden.In the aforementioned embodiment, the sample band may comprise a deep-drawn plastic band, wherein the sample band has no perforation in the recesses. The use of a thermoformed plastic tape allows a particularly simple and inexpensive production, in particular, techniques and methods from other technical fields can be used. The lack of perforation makes it easier to seal the wells from the environment.
Das Probenband kann auch eine Transportlochung aufweisen. Diese kann dazu dienen, das Probenband von der ersten Spule abzurollen und auf die zweite Spule aufzurollen. Ferner kann die Transportlochung für die Handhabung und die Führung des Probenbandes zwischen der ersten und zweiten Spule verwendet werden.The sample band can also have a transport perforation. This can serve to unroll the sample tape from the first spool and roll it up onto the second spool. Further, the sprocket may be used for handling and guiding the sample tape between the first and second spools.
Einige oder alle der Aufnahmen können auch eine Schaltung umfassen, die für die Analyse der Probe bestimmt ist. Dadurch kann eine Analyse oder ein Teil der Analyse in direktem zeitlichem Zusammenhang mit dem Sammeln der Probe vorgenommen werden, ohne dass bis zu einer Laboruntersuchung gewartet werden muss. Diese Vorverarbeitung kann insbesondere bei flüchtigen Proben oder bei Proben, die nicht für einen hinreichend langen Zeitraum konservierbar sind, vorteilhaft sein. Ferner kann es beim Sammeln von Proben vorteilhaft sein, die giftig sind und/oder die aus den verschlossenen Aufnahmen nicht mehr freigesetzt werden sollen. Die Analyse kann in solchen Fällen mithilfe einer Wechselwirkung mit der Schaltung, etwa mithilfe eines Auslesens von außerhalb der Aufnahme erfolgen. Die Schaltung kann zudem auch die Automatisierbarkeit der Analyse verbessern und somit die Analyse beschleunigen bzw. effizienter gestalten. Die Schaltung kann in die Aufnahmen eingebettet oder integriert sein. Bei der Schaltung handelt es sich vorzugsweise um eine kompakte elektronische Schaltung.Some or all of the recordings may also include a circuit intended for analysis of the sample. As a result, an analysis or part of the analysis can be made in direct temporal relation to the collection of the sample, without having to wait until a laboratory examination. This preprocessing can be advantageous in particular for volatile samples or for samples which can not be preserved for a sufficiently long period of time. Furthermore, it may be advantageous in collecting samples that are toxic and / or that should no longer be released from the sealed recordings. The analysis can be done in such cases by interacting with the circuit, such as by reading from outside the receptacle. The circuit can also improve the automation of the analysis and thus speed up the analysis and make it more efficient. The circuit can be embedded or integrated in the recordings. The circuit is preferably a compact electronic circuit.
Weiterhin können die Aufnahmen oder zumindest einige der Aufnahmen ein mikrostrukturiertes und/oder mikrofluidisches Substrat umfassen, in das Mikrokanäle mit einem Querschnitt im Mikrometerbereich für die Handhabung von Flüssigkeiten eingebracht sind. Mithilfe solcher mikrostrukturierter und/oder mikrofluidischer Substrate kann ein Teil einer Laboranalytik in die Aufnahmen verlagert werden. Dabei sind nur äußerst geringe Mengen von Flüssigkeiten bzw. Reagenzien erforderlich. Zudem kann Zeit bei der Analyse gespart werden. Das mikrostrukturierte und/oder mikrofluidische Substrat kann auch unterschiedliche Reagenzien bzw. Indikatorlösungen für unterschiedliche Analysen umfassen, so dass ein und dieselbe Probe bereits in der Aufnahme direkt nach dem Sammeln gleichzeitig unterschiedlichen Tests unterzogen werden kann.Furthermore, the recordings or at least some of the recordings may comprise a microstructured and / or microfluidic substrate in which microchannels having a cross section in the micrometer range for the handling of liquids are introduced. With the aid of such microstructured and / or microfluidic substrates, part of a laboratory analysis can be shifted into the recordings. Only very small amounts of liquids or reagents are required. In addition, time can be saved in the analysis. The microstructured and / or microfluidic substrate can also comprise different reagents or indicator solutions for different analyzes, so that one and the same sample can be subjected to different tests simultaneously in the recording immediately after collection.
Die Schaltung und die mikrostrukturierten und/oder mikrofluidischen Substrate sind besonders vorteilhaft hinsichtlich einer automatisierten Auswertung einer Vielzahl von Proben, weil die Analyse zumindest teilweise ohne Zutun von außen zumindest teilweise bereits in den Aufnahmen erfolgen kann und eine nachfolgende manuelle Analyse entfallen oder zumindest wesentlich vereinfacht werden kann.The circuit and the microstructured and / or microfluidic substrates are particularly advantageous in terms of automated evaluation of a plurality of samples, because the analysis can be at least partially without external intervention at least partially already in the recordings and a subsequent manual analysis omitted or at least significantly simplified can.
Alternativ oder zusätzlich können die Aufnahmen auch ein luftdurchlässiges Filtermaterial umfassen und kann das Probenband im Bereich der Aufnahmen luftdurchlässig sein. In dieser Ausführungsform ist das Probenband auf der ersten Spule auf einer ersten Seite mit dem ersten Versiegelungsband verbunden und auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite mit einem dritten Versiegelungsband verbunden. Auf der zweiten Spule ist das Probenband auf der ersten Seite mit dem ersten oder mit dem zweiten Versiegelungsband verbunden und auf der zweiten Seite mit dem dritten oder mit einem vierten Versiegelungsband verbunden. Diese Ausführungsform erlaubt es, Proben zu sammeln, indem die Aufnahmen von einem Luftstrom durchströmt werden, wobei die zu sammelnde Probe im Filtermaterial verbleibt. Weil das Probenband vor dem Aussetzen und nach dem Aussetzen beidseitig mit einem Versiegelungsband verbunden ist, kann – wie auch bei den vorhergehenden Ausführungsformen – sichergestellt werden, dass eine Kontamination der Aufnahmen vor dem Aussetzen und nach dem Aussetzen unterbleibt.Alternatively or additionally, the recordings may also comprise an air-permeable filter material and the sample band may be permeable to air in the region of the recordings. In this embodiment, the sample tape on the first spool is on a first side with the first sealing tape connected and connected on an opposite second side with a third sealing tape. On the second coil, the sample band on the first side is connected to the first or the second sealing band and connected on the second side to the third or to a fourth sealing band. This embodiment makes it possible to collect samples by the images are flowed through by an air flow, wherein the sample to be collected remains in the filter material. Because the sample band is bonded to both sides of a sealing tape prior to exposure and after exposure, as in the previous embodiments, contamination of the images prior to exposure and after exposure may be avoided.
Weiterhin können die Aufnahmen erste und zweite Aufnahmen umfassen, die in nebeneinander verlaufenden Spuren entlang des Probenbandes angeordnet sind. Dadurch kann eine der ersten Aufnahmen gleichzeitig mit einer zugehörigen der zweiten Aufnahmen der Luftumgebung der Vorrichtung ausgesetzt werden, so dass gleichzeitig unterschiedliche Proben oder identische Proben in unterschiedlichen Aufnahmen gesammelt werden können. Diese gleichzeitig am gleichen Ort gesammelten Proben können dann unterschiedlichen Analysen unterzogen oder für eine bessere Statistik denselben Analysen unterzogen werden. Durch die Anordnung in nebeneinander verlaufenden Spuren können doppelt so viele Proben gesammelt werden, ohne dass das Probenband doppelt so lang sein muss. Andere Ausführungsformen umfassen mehr als zwei nebeneinander verlaufende Spuren von Aufnahmen für das gleichzeitige Sammeln von mehr als zwei Proben. Die nebeneinander verlaufenden Spuren können parallel verlaufen.Furthermore, the recordings may include first and second recordings arranged in adjacent tracks along the sample tape. As a result, one of the first recordings can be exposed simultaneously to an associated one of the second recordings of the air environment of the device, so that different samples or identical samples can be collected simultaneously in different recordings. These samples collected simultaneously at the same site can then be subjected to different analyzes or subjected to the same analyzes for better statistics. The arrangement in adjacent tracks allows twice as many samples to be collected without the sample tape having to be twice as long. Other embodiments include more than two side by side traces of recordings for simultaneously collecting more than two samples. The adjacent tracks can be parallel.
Die ersten Aufnahmen können auch ein anderes Aufnahmemedium als die zweiten Aufnahmen umfassen. Dadurch können gleichzeitig unterschiedliche Proben gesammelt werden, wenn die Aufnahmemedien für unterschiedliche Probenarten selektiv sind. Ferner kann dieselbe Probe unterschiedlich ausgewertet werden, wenn die unterschiedlichen Aufnahmemedien für dieselbe Probe selektiv sind, jedoch für unterschiedliche Analyseverfahren geeignet und bestimmt sind.The first recordings may also include a different recording medium than the second recordings. This allows different samples to be collected simultaneously if the recording media are selective for different types of samples. Furthermore, the same sample can be evaluated differently if the different recording media are selective for the same sample but are suitable and intended for different analysis methods.
Die Vorrichtungen gemäß der zuvor genannten Ausführungsformen können auch eine dritte Spule zum Aufnehmen des ersten Versiegelungsbandes, nachdem es vom Probenband gelöst wurde, umfassen und/oder können eine vierte Spule zum Abgeben des zweiten Versiegelungsbandes umfassen, sofern ein zweites Versiegelungsband vorgesehen ist.The devices according to the aforementioned embodiments may also comprise a third spool for receiving the first sealing tape after it has been released from the sample tape and / or may comprise a fourth spool for dispensing the second sealing tape, if a second sealing tape is provided.
Ferner können auch eine fünfte Spule zum Aufnehmen des dritten Versiegelungsbandes und/oder eine sechste Spule zum Abgeben des vierten Versiegelungsbandes vorgesehen sein, sofern ein drittes bzw. ein viertes Versiegelungsband vorgesehen ist.Furthermore, a fifth coil for receiving the third sealing tape and / or a sixth coil for dispensing the fourth sealing tape may also be provided, if a third or a fourth sealing tape is provided.
Die erste und die zweite Spule können in einem kassettenartig ausgebildeten Gehäuse enthalten sein. Das Probenband kann dadurch sicherer innerhalb der Kassette mithilfe der ersten und der zweiten Spule gehandhabt werden, wobei das Probenband geschützt ist. Für das Sammeln und die anschließende Analyse kann lediglich eine Handhabung der Kassette erforderlich sein, ohne dass das Probenband gesondert manuell gehandhabt werden muss. Dies bietet besondere Vorteile beim automatisierten Sammeln und Auswerten, weil ein kompakter, robuster und kassettenartiger Aufbau sehr gut für eine Automatisierung geeignet ist, die sehr effizient und sicher erfolgen kann. Innerhalb einer Kassette kann das Probenband auch sehr einfach und sicher transportiert und aufbewahrt werden.The first and the second coil may be contained in a cassette-like housing. The sample tape can thereby be handled more safely within the cassette by means of the first and second spools while protecting the sample tape. For collection and subsequent analysis, only handling of the cassette may be required without having to manually handle the sample tape separately. This offers particular advantages in automated collection and evaluation because a compact, robust and cassette-like structure is very well suited for automation, which can be done very efficiently and safely. Within a cassette, the sample tape can also be easily and safely transported and stored.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner ein System mit einer Vorrichtung nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen und mit einer Luftzufuhrvorrichtung. Die Luftzufuhrvorrichtung ist angeordnet und eingerichtet, um einen Luftstrom bereitzustellen, der auf eine jeweils ausgesetzte Aufnahme der Vielzahl von Aufnahmen gerichtet ist. Die Luftzufuhrvorrichtung ermöglicht, dass die Aufnahmen in derselben Zeit mit mehr Inhaltsstoffen der Luftumgebung in Berührung kommen, so dass in derselben Zeit konzentriertere Proben gesammelt werden können. Vorzugsweise ist die Luftzufuhrvorrichtung nicht innerhalb des kassettenartig ausgebildeten Gehäuses enthalten, sofern vorhanden. Dadurch können die Proben nach dem Sammeln getrennt von der Luftzufuhrvorrichtung innerhalb einer kleineren, kompakteren kassettenförmigen Einheit transportiert werden, aufbewahrt werden und einer Analyse zugeführt werden.The present invention further comprises a system with a device according to one of the aforementioned embodiments and with an air supply device. The air supply device is arranged and arranged to provide an airflow directed to a respective exposed receptacle of the plurality of receptacles. The air supply device allows the images to be in contact with more ingredients of the air environment at the same time so that more concentrated samples can be collected in the same time. Preferably, the air supply device is not contained within the cassette-like housing, if any. This allows the samples after collection to be transported separately from the air supply device within a smaller, more compact cassette-like unit, stored and subjected to analysis.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das System weiterhin ein Fluggerät. Dies erlaubt das Abfliegen eines Luftraums, in welchem mit einer Vorrichtung nach einer der vorgenannten Ausführungsformen Proben gesammelt werden können.In an advantageous embodiment, the system further comprises an aircraft. This allows the departure of an air space in which samples can be collected with a device according to one of the aforementioned embodiments.
Das System kann auch eine Datenermittlungseinheit umfassen, die eingerichtet ist, für jede der Aufnahmen, wenn sie der Luftumgebung der Vorrichtung ausgesetzt ist, eine Zeitangabe und/oder eine Angabe über den Ort des Systems zu ermitteln und diese Angaben auf einem computerlesbaren Medium zu speichern. Dadurch können die gesammelten Proben zu einem späteren Zeitpunkt dem Entnahmezeitpunkt und/oder ihrem Entnahmeort zugeordnet werden, wodurch eine zeitliche und/oder örtliche Probenverteilung in einem bestimmten Luftraum ermittelt werden kann.The system may also include a data acquisition unit configured to determine, for each of the recordings, when exposed to the air environment of the device, a time indication and / or an indication of the location of the system and store that information on a computer readable medium. As a result, the collected samples can be assigned to the removal time and / or their removal location at a later time, whereby a temporal and / or local sample distribution in a specific airspace can be determined.
Das System kann weiterhin eine Messeinrichtung umfassen, die eingerichtet ist, eine Luftmenge zu ermitteln, die durch die Luftzufuhrvorrichtung bereitgestellt wird während eine Aufnahme der Luftumgebung der Vorrichtung ausgesetzt ist, und eine Luftmengenangabe auf einem computerlesbaren Medium zu speichern. Mit dieser Information kann später die tatsächliche Probenkonzentration zum Entnahmezeitpunkt am Entnahmeort ermittelt werden. The system may further comprise a metering device configured to detect an amount of air provided by the air supply device while a receptacle is exposed to the air environment of the device, and to store an air amount indication on a computer readable medium. This information can later be used to determine the actual sample concentration at the time of collection at the collection site.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum massenhaften Sammeln von Proben aus der Luft, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Abfliegen eines Luftraumes mit einem System nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen, Sammeln einer Vielzahl von Proben mit einer Vorrichtung oder mit einem System nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen, Ermitteln von Zeit- und/oder Ortsinformationen zu den gesammelten Proben, Zuordnen von Zeit- und/oder Ortsinformationen zu den gesammelten Proben sowie Ermitteln einer zeitlichen und/oder räumlichen Probenverteilung für den abgeflogenen Luftraum.The present invention also includes a method of mass collecting samples from the air, the method comprising the steps of flying away an airspace with a system according to any one of the aforementioned embodiments, collecting a plurality of samples with a device or with a system one of the aforementioned embodiments, determining time and / or location information to the collected samples, assigning time and / or location information to the collected samples and determining a temporal and / or spatial sample distribution for the flown airspace.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand von beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert, wobeiFurther features and advantages of the present invention will be explained in more detail in the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying figures, wherein
In den Figuren sind einander entsprechende Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, corresponding features are provided with the same reference numerals.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
Die erste Spule
Die Verbindung zwischen dem Probenband
In ähnlicher Weise wie die erste Spule
In der Darstellung der
An den ausgesetzten Abschnitt schließt ein dritter Abschnitt des Probenbandes
Im Zustand, in dem sich die in
Die dritte Spule
In der Vorrichtung
Die vierte Spule
In der Vorrichtung
Im Folgenden wird der Betrieb der Vorrichtung
Die Spulen
Bei einem derartigen Betrieb werden unterschiedliche Abschnitte des Probenbandes
Im Anschluss an die Aussetzung wird die mit der Probe beladene Vertiefung
Die Luftzufuhrvorrichtung
Wie in der
Wie in den
Wie in
In anderen Ausführungsformen sind die Aufnahmen anders als in
Außerdem kann das Probenband
Die
Mithilfe der Systeme
Aufgrund der Bevorratung mithilfe einer ersten Spule
Zudem ist es möglich, für ein Auswerten der gesammelten Proben die in der
Aufgrund der sehr einfachen Handhabung und der klaren Trennung unterschiedlicher Aufnahmen kann sowohl das Sammeln als auch die nachfolgende Analyse besonders leicht automatisiert werden. Die sehr kompakte Form mit einer Vielzahl von Aufnahmen erlaubt in Verbindung mit einem vergleichsweise kleinen ferngesteuerten Fluggerät eine fein gerasterte Probensammlung entlang eines fein eingeteilten Luftraumes
Das Fluggerät kann in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung gewählt werden. Ein Gleitfluggerät wie beim System
Für eine langsamere Fluggeschwindigkeit und das Probensammeln innerhalb eines kleineren Luftraumes
Zwischen dem Teilbereich
Als Aufnahme-/Kontaktmedium kommen grundsätzlich unterschiedliche Medien in Betracht, wobei das Aufnahme-/Kontaktmedium entsprechend dem Untersuchungsziel ausgewählt werden kann. Das Aufnahme-/Kontaktmedium kann unterschiedlichen Klassen, beispielsweise einem Selektivmedium oder einem Differentialmedium sowie einem Minimalmedium oder einem Vollmedium, zugeordnet werden. Beispielsweise kann für das Sammeln von Mikroorganismen aus der Luft ein Nährmedium als Aufnahme-/Kontaktmedium gewählt werden, das auch die spätere Isolierung und Analyse der jeweiligen zu sammelnden Mikroorganismen gestattet. Solche Medien werden auch als Isolierungsmedien bezeichnet. Es können auch Aufnahme-/Kontaktmedien verwendet werden, mit deren Hilfe bei einer späteren Analyse eine Quantifizierung von Mikroorganismen aufgrund einer Bestimmung einer Kolonienzahl auf dem Aufnahme-/Kontaktmedium vorgenommen werden kann. Als Inhaltsstoffe für solche Aufnahme-/Kontaktmedien können beispielsweise D-Glucose, Amoniumchlorid (NH4Cl), Magnesiumsulfat (MgSO4), Dikaliumhydrogenphosphat (K2HPO4), Pepton, Kaseinhydrolysat, Hefeextrakt, Fleischextrakt, Blut oder eine beliebige Kombination daraus verwendet werden.In principle, different media can be considered as recording / contact medium, wherein the recording / contact medium can be selected according to the examination target. The recording / contact medium can be assigned to different classes, for example a selective medium or a differential medium and a minimal medium or a complete medium. For example, for the collection of microorganisms from the air, a nutrient medium can be selected as the recording / contact medium, which also allows the subsequent isolation and analysis of the particular microorganisms to be collected. Such media are also referred to as isolation media. It is also possible to use uptake / contact media, with the aid of which, in a later analysis, a quantification of microorganisms can be carried out on the basis of a determination of a colony number on the uptake / contact medium. As ingredients for such recording / contact media may, for example, D-glucose, ammonium chloride (NH 4 Cl), magnesium sulfate (MgSO 4), dipotassium hydrogen phosphate (K 2 HPO 4), peptone, casein hydrolyzate, yeast extract, meat extract, blood, or any combination of the three become.
Es können Aufnahme-/Kontaktmedien verwendet werden, die kann beispielsweise nur die Kultivierung und das Überleben eines bestimmten oder einiger bestimmter Mikroorganismen sicherstellen. Alternativ oder zusätzlich können Aufnahme-/Kontaktmedien verwendet werden, die die Kultivierung und das Überleben einer Vielzahl verschiedener Mikroorganismen gestatten. Die Aufnahme-/Kontaktmedien können also für bestimmte Probenarten selektiv sein, d. h. nur das Sammeln oder Auswerten bestimmter Probenarten gestatten, oder unselektiv sein und damit das Sammeln und Auswerten beliebiger oder einer Vielzahl verschiedener Probenarten gestatten. Das jeweilige Aufnahme-/Kontaktmedium kann in die Vertiefungen
Die Probenbänder der
In dem Probenband der
In
Das Probenband der
Auf den beiden Probenbändern der
Wie anhand der
Das gleichzeitige Sammeln identischer Proben mit unterschiedlichen Aufnahmen
Grundsätzlich können die beschriebenen Aufnahmen
Die
Das Gehäuse
Das Gehäuse
Aufgrund der kassettenartigen Ausbildung können sämtliche Bänder
In dem Gehäuse
Die
Bei der Vorrichtung
In der Vorrichtung
Die Vorrichtung
Es wird darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Ausführungsformen lediglich Beispiele für die vorliegende Erfindung darstellen und diese nicht einschränken sollen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird allein durch die beigefügten Ansprüche bestimmt.It should be noted that the described embodiments are merely examples of the present invention and are not intended to limit it. The scope of the present invention is determined solely by the appended claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10,10
-
110 ,210 ,310 Vorrichtung110 .210 .310 contraption - 1212
- erste Spulefirst coil
- 1414
- zweite Spulesecond coil
- 16,16
-
116 Probenband116 sample tape - 1818
- erstes Versiegelungsbandfirst sealing tape
- 2020
- zweites Versiegelungsbandsecond sealing tape
- 2222
- dritte Spulethird coil
- 2424
- vierte Spulefourth coil
- 2626
- LuftzufuhrvorrichtungAir supply device
- 28,28
-
51 ,128 Aufnahme (Vertiefung), Aufnahme, Aufnahme (Aufnahmebereich)51 .128 Recording (recording), recording, recording (recording) - 3030
- Zwischenbereichebetween areas
- 3232
- erste Rollefirst role
- 3434
- zweite Rollesecond role
- 3636
- Propellerpropeller
- 3838
- Transportrollentransport wheels
- 4040
- Transportlochungsprocket
- 4242
- Luftraumairspace
- 44, 44
-
144 System144 system - 4646
- Teilbereichsubregion
- 4848
- Teilbereichsubregion
- 5050
- Aussetzungsbereichsuspension range
- 5252
- Abschnittesections
- 5454
- erste Aufnahmenfirst recordings
- 5656
- zweite Aufnahmensecond shots
- 5858
- Gehäusecasing
- 6060
- Öffnungopening
- 6262
- AufnahmenRecordings
- 6464
- drittes Versiegelungsbandthird sealing tape
- 6666
- viertes Versiegelungsbandfourth sealing tape
- 6868
- fünfte Spulefifth coil
- 7070
- sechste Spulesixth coil
- 7272
- Rollerole
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 3985619 [0005] US 3985619 [0005]
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- 2016-08-11 WO PCT/EP2016/069158 patent/WO2017041985A1/en active Application Filing
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WO2017041985A1 (en) | 2017-03-16 |
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