DE102020212866A1 - Plasmabehandeltes Reinigungs- und/oder Abstrichstäbchen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Stäbchen (12), vorzugsweise in Form eines Abstrichstäbchens, mit einem Stiel (14) und einem Probenaufnahmekörper (16). Der Probenaufnahmekörper (16) ist vorzugsweise aus Watte, einer Textilie und/oder einem, insbesondere beflockten, Kunststoff ausgebildet. Zumindest der Probenaufnahmekörper (16), insbesondere das vollständige Stäbchen (12), ist plasmabehandelt, vorzugsweise mit einem Sauerstoffplasma, um eine gute Benetzbarkeit bzw. ein hohes Aufnahmevermögen des Probenaufnahmekörpers (16) für biologische Proben zu erzielen. Zum Erhalt dieser Benetzbarkeit bzw. des Aufnahmevermögens kann der Probenaufnahmekörper (16) nach der Plasmabehandlung in Wasser getaucht und getrocknet werden.
Description
- Hintergrund der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein Stäbchen zur Reinigung und/oder zur Entnahme einer biologischen Probe. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Stäbchens.
- Es ist bekannt, gattungsgemäße Stäbchen kosmetisch („Wattestäbchen“) oder medizinisch einzusetzen. Die Stäbchen weisen einen Stiel und einen Probeaufnahmekörper am Ende des Stiels auf. Der Probenaufnahmekörper ist typischerweise aus textilartigem Material ausgebildet.
- Aus der
US 8,420,385 B2 undDE 20 2004 021 932 U1 sind Abstrichstäbchen für medizinische Zwecke, d.h. Tupfer für biologische Proben, sogenannte „collection swabs“, bekannt geworden. - Aus der
WO 03/023129 A1 - Die
US 5,945,175 A offenbart die Beschichtung eines hydrophoben Substrats mit einem hydrophilen Material. - Die bekannten Stäbchen benetzen jedoch oftmals nicht ausreichend, sodass sie nur eine unzureichende Reinigungswirkung aufweisen oder mit den Stäbchen entnommene Proben für Tests unzureichend sind bzw. falsche Testergebnisse liefern. Weiterhin weisen die im Rahmen der Corona-Pandemie in Massentests eingesetzten Stäbchen einen verhältnismäßig großen Probenaufnahmekörper auf, wodurch das Testen im tiefen Nasen-Rachenraum für die Testperson unangenehm ist. Im Falle eines besseren Benetzungsverhaltens können die Probenaufnahmekörper demgegenüber kleiner ausgebildet werden, wodurch der Test weniger unangenehm ist.
- Aufgabe der Erfindung
- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Benetzbarkeit eines gattungsgemäßen Stäbchens zur Entnahme einer biologischen Probe signifikant zu verbessern. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Stäbchens bereit zu stellen.
- Beschreibung der Erfindung
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Stäbchen gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 8. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen wieder.
- Erfindungsgemäß wird das Stäbchen mit einem Plasma behandelt. Hierdurch wird die Benetzbarkeit des Probenaufnahmekörpers signifikant erhöht. Die behandelten Stäbchen saugen Wasser, Öl, Lack und Kosmetika wesentlich besser auf. Weiterhin kann durch die Plasmabehandlung auf eine chemische Vorbehandlung, wie sie typischerweise bei Reinigungsstäbchen angewendet wird, beispielsweise mit verdünnter Natronlauge, verzichtet werden.
- Auf dem plasmabehandelten Probenaufnahmekörper aggregieren Wassermoleküle in Abhängigkeit von den physikalischen und/oder chemischen Grenzflächencharakteristika der synthetischen Plattform auf der Oberfläche. Diese so gebildete spezifische Hydrathülle hat einen steuernden Einfluss auf die Adsorption verschiedener, für die Zelladhäsion wichtiger, Biomoleküle wie beispielsweise Proteine/Zellen und deren Orientierung mittels zwischenmolekularer Wechselwirkungen. Als Resultat bildet sich eine komplexe Matrix von Proteinen, durch welche die Zelladhäsion gesteuert wird. Somit kann an der Grenzfläche Plattform/Proteinmatrix mittels plasmachemischer Funktionalisierung der Plattform eingegriffen werden, um insbesondere die Probenentnahme zu optimieren. (siehe allgemein zur zuvor beschriebenen Adsorption biologischer Materialien: K. Uhlig, Angew. Chem. 2008, 42, 5666-5668).“
- Der Probenaufnahmekörper kann mit Atmosphärenplasma behandelt sein.
- Allgemein kann der Probenaufnahmekörper durch Plasmabehandlung von Avivagen (Verarbeitungshilfsmittel, wie beispielsweise Öle) befreit sein. Hierzu können insbesondere Stoffe wie O2, N2, H2, NH3, NO2, N2O, Ar, He, CF4, R1234yf, C2F6, NF3 und/oder H2O eingesetzt werden.
- Vorzugsweise ist der Probenaufnahmekörper mit einem Sauerstoffplasma behandelt. Hierdurch wird die Benetzbarkeit bzw. das Aufnahmevermögen des Probenaufnahmekörpers deutlich erhöht. Eine Behandlung mit Sauerstoffplasma bei 0,2 mbar und 200W führte in Versuchen mit einem Probenaufnahmekörper aus Watte zu einer 2,2-fach höheren Benetzbarkeit (Verhältnis der Wasseraufnahme plasmabehandelt/nicht plasmabehandelt) und bei einem Probenaufnahmekörper aus Baumwolle zu einer 5,9-7,5-fach höheren Benetzung.
- In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Probenaufnahmekörper mit einem Plasma in Fluor-Sauerstoff-Atmosphäre behandelt. Als fluorhaltiges Gas können dabei CF4 und/oder R1234yf eingesetzt werden. Hierdurch erhöht sich die Aufnahmefähigkeit wässriger Medien zumindest um den Faktor 2,4 bei klassischen Reinigungsstäbchen und zumindest um den Faktor 7,5 bei medizinischen Stäbchen.
- Alternativ oder zusätzlich zu fluorhaltigem Gas kann ein Fluorkunststoff, beispielsweise PTFE, in der Plasmakammer eingesetzt werden. Insbesondere durch den Einsatz eines Sauerstoffplasmas kann hierdurch der Fluorkunststoff als Fluorquelle dienen. Insbesondere entstehendes Sauerstoffdifluorid (OF2) dringt, im Gegensatz zum Plasma, tief in den Probenaufnahmekörper ein.
- Es hat sich gezeigt, dass die Benetzbarkeit des Probenaufnahmekörpers nach der Plasmabehandlung schnell nachlassen kann. Die hohe Benetzbarkeit kann jedoch erhalten werden, wenn der Probenaufnahmekörper nach der Plasmabehandlung mit Wasser benetzt, insbesondere in Wasser eingetaucht, und getrocknet ist.
- Die Trocknung erfolgt dabei vorzugsweise kontrolliert und zeitsparend in einer Vakuumkammer.
- Besonders bevorzugt werden Stäbchen mit einem Plasma in Fluor-Sauerstoff-Atmosphäre behandelt und anschließend in Wasser getaucht. Hierdurch erhöht sich die Aufnahmefähigkeit wässriger Medien auf langzeitstabile Art und Weise zumindest um den Faktor 2,4 bei klassischen Reinigungsstäbchen und zumindest um den Faktor 7,6 bei medizinischen Stäbchen.
- Der Probenaufnahmekörper kann mit einer aus der (Plasma-) Gasphase abgeschiedenen dünnen Schicht versehen sein. Die Plasmabehandlung kann insbesondere mit einem Ethanolplasma erfolgen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Plasmabehandlung mit einem Acrylsäureplasma erfolgen. Hierdurch werden Polymerisationsschichten mit sehr großem Wasseraufnahmevermögen („Superabsorber“) erzeugt. Weiter bevorzugt kann die Plasmabehandlung mit Oxazoline (siehe auch
DE 10 2018 009 653 A1 ) erfolgen, da hier die Oberfläche des Probenaufnahmekörpers zusätzlich funktionalisiert wird, um die Aufnahme von biologischem Probenmaterial durch nicht-kovalente Bindungen weiter zu verbessern. - Allgemein können durch Plasmapolymerisation hydrophile, oleophile und/oder blutaufsaugende Schichten erzeugt werden. Hierzu können Stoffe wie z.B. C2H2, HMDSO, Ethanol, Vinylacetat, Morpholin und/oder Oxazoline eingesetzt werden.
- Der Probenaufnahmekörper kann Watte und/oder eine Textilie aufweisen.
- Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Probenaufnahmekörper Kunststoff, vorzugsweise Polypropylen, aufweisen.
- Der Probenaufnahmekörper kann beflockt sein. Insbesondere für medizinische Anwendungen werden Probenaufnahmekörper aus beflocktem Kunststoff besonders bevorzugt eingesetzt.
- Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Stäbchens zur Entnahme einer biologischen Probe, insbesondere zur Herstellung eines hier beschriebenen Stäbchens. Das Stäbchen weist einen Stiel und einen Probenaufnahmekörper auf. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird das Stäbchen in die Plasmaanlage eingebracht und mit einem Plasma behandelt.
- Vorzugsweise erfolgt die Plasmabehandlung mit einem Sauerstoffplasma.
- An die Bearbeitung des Probenaufnahmekörpers mit einem Sauerstoffplasma kann sich eine Benetzung des Probenaufnahmekörpers mit Wasser (insbesondere ein Eintauchen in Wasser) und eine Trocknung, insbesondere in einer Vakuumkammer, anschließen.
- Die Plasmabehandlung des Probenkörpers kann zusammenfassend folgende Effekte bewirken: Reinigen des Probenaufnahmekörpers (von z.B. Verarbeitungshilfsmitteln wie Avivagen); Aktivieren (beispielsweise Einpflanzen von Radikalen wie. z.B. O); Ätzen (insbesondere Vergrößern der Oberfläche) und/oder Plasmapolymerisation (z.B. hydrophil, oleophil,.. ).
- Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
- Figurenliste
-
-
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Testperson bei der Entnahme einer biologischen Probe mit einem Stäbchen. -
2 zeigt die Plasmabehandlung des Stäbchens aus1 bei der Herstellung des Stäbchens. -
3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Plasmaanlage zur Plasmabehandlung erfindungsgemäßer Stäbchen. -
1 zeigt eine Testperson 10 beim Test mit einem Stäbchen 12, beispielsweise bei einem Covid-19-Test. Das Stächen 12 weist einen Stiel 14 und einen Probenaufnahmekörper 16 auf. Das Stäbchen 12 wird mit seinem endseitigen Probenaufnahmekörper 16 tief in den Nasen-Rachenraum 18 der Testperson 10 eingeführt. Dies ist für die Testperson 10 unangenehm. Das Testen ist jedoch angenehmer, wenn das Stäbchen 12, insbesondere endseitig, kleiner ausgebildet ist. Eine kleinere Ausbildung ist möglich, wenn die Benetzbarkeit des Probenaufnahmekörpers 16 erhöht ist. Dann kann die Probenentnahme auch mit weniger Wischbewegungen erfolgen. - Erfindungsgemäß wird die Benetzbarkeit des Probenaufnahmekörpers 16 durch eine Plasmabehandlung erhöht.
-
2 zeigt schematisch die Plasmabehandlung des Stäbchens 12 in einer Plasmaanlage 20 mit einer Plasmakammer 22. Die Plasmaanlage 20 kann zum Zünden des Plasmas 24 einen Mikrowellengenerator und/oder eine Elektrode 26 aufweisen. Die Plasmaanlage 20 kann weiterhin eine Pumpe 28 und/oder einen Gaseinlass 30 aufweisen. - Vorzugsweise wird das Plasma 24 in einer Sauerstoffatmosphäre gezündet. Die Behandlungsdauer beträgt vorzugsweise zwischen 10 s und 300 s. Um die durch das Plasma 24 erzielte höhere Benetzbarkeit des Probenaufnahmekörpers 16 langfristig zu erhalten, kann das Stäbchen 12 mit dem Probenaufnahmekörper 16 in Wasser eingetaucht und anschließend getrocknet werden. Das Trocknen kann in einer Vakuumanlage bzw. in der Plasmakammer 22 erfolgen.
-
3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Plasmaanlage 20 zur Behandlung erfindungsgemäßer Stäbchen 12. Die Stäbchen 12 sind in einem Warenträger 32 angeordnet. Die Plasmaanlage 20 weist einen Gleichspannungs- Nieder- und/oder Hochfrequenzgenerator 34, eine Pumpe 28, einen Druckmesser 36, einen Mikrowellengenerator 26 und/oder einen Gaseinlass 30 auf. Über den Stäbchen 12 kann eine Festkörper-Fluorquelle 38, insbesondere in Form einer Fluor-Kunststoffplatte, vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE), angeordnet sein. Der Mikrowellengenerator 26 kann seine Leistung über ein Mikrowellenfenster 40 einkoppeln. - Der Gaseinlass 30 kann über Ventile aus mehreren Gasvorräten 42, 44 gespeist werden. Der erste Gasvorrat 42 enthält als Prozessgas beispielsweise O2, N2, H2, NH3, NO2, N2O, Ar, He, CF4, R1234yf, C2F6, NF3 und/oder H2O. Der zweite Gasvorrat 44 kann ein polymerisierbares Gas wie C2H2, HMDSO, Ethanol, Vinylacetat, Morpholin und/oder Oxazoline enthalten.
- Unter Vornahme einer Zusammenschau aller Figuren der Zeichnung betrifft die Erfindung ein Stäbchen 12, vorzugsweise in Form eines Abstrichstäbchens, mit einem Stiel 14 und einem Probenaufnahmekörper 16. Der Probenaufnahmekörper 16 ist vorzugsweise aus Watte, einer Textilie und/oder einem, insbesondere beflockten, Kunststoff ausgebildet. Zumindest der Probenaufnahmekörper 16, insbesondere das vollständige Stäbchen 12, ist plasmabehandelt, vorzugsweise mit einem Sauerstoffplasma, um eine gute Benetzbarkeit bzw. ein hohes Aufnahmevermögen des Probenaufnahmekörpers 16 für biologische Proben zu erzielen. Zum Erhalt dieser Benetzbarkeit bzw. des Aufnahmevermögens kann der Probenaufnahmekörper 16 nach der Plasmabehandlung in Wasser getaucht und getrocknet werden.
- Bezugszeichenliste
-
- 10
- Testperson
- 12
- Stäbchen
- 14
- Stiel
- 16
- Probenaufnahmekörper
- 18
- Nasen-Rachenraum
- 20
- Plasmaanlage
- 22
- Plasmakammer
- 24
- Plasma
- 26
- Elektrode / Mikrowellengenerator
- 28
- Pumpe
- 30
- Gaseinlass
- 32
- Warenträger
- 34
- Gleichspannungs- Nieder- und/oder Hochfrequenzgenerator
- 36
- Druckmesser
- 38
- Festkörper-Fluorquelle
- 40
- Mikrowellenfenster
- 42
- erster Gasvorrat
- 44
- zweiter Gasvorrat
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- US 8420385 B2 [0003]
- DE 202004021932 U1 [0003]
- WO 03/023129 A1 [0004]
- US 5945175 A [0005]
- DE 102018009653 A1 [0019]
Claims (10)
- Stäbchen (12) zur Reinigung und/oder zur Entnahme einer biologischen Probe, wobei das Stäbchen (12) Folgendes aufweist: a) Einen stabförmigen Stiel (14); b) einen porösen Probenaufnahmekörper (16) an einem Ende des Stiels (14); dadurch gekennzeichnet, dass der Probenaufnahmekörper (16) plasmabehandelt ist.
- Stäbchen nach
Anspruch 1 , bei dem der Probenaufnahmekörper (16) mit einem Sauerstoffplasma behandelt ist. - Stäbchen nach
Anspruch 1 oder2 , bei dem der Probenaufnahmekörper (16) nach der Plasmabehandlung mit Wasser benetzt und getrocknet ist. - Stäbchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Probenaufnahmekörper (16) eine aus der Gasphase abgeschiedene Schicht aufweist, insbesondere mit einem Ethanolplasma und/oder einem Acrylsäureplasma behandelt ist.
- Stäbchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Probenaufnahmekörper (16) Watte und/oder eine Textilie aufweist.
- Stäbchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Probenaufnahmekörper (16) Kunststoff aufweist.
- Stäbchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Probenaufnahmekörper (16) beflockt ist.
- Verfahren zur Herstellung eines Stäbchens (12) zur Reinigung und/oder zur Entnahme einer biologischen Probe, wobei das Stäbchen (12) einen stabförmigen Stiel (14) und einen porösen Probenaufnahmekörper (16) aufweist, mit den Verfahrensschritten: A) Einbringen des Stäbchens (12) in eine Plasmaanlage (20); B) Plasmabehandlung des Stäbchens (12).
- Verfahren nach
Anspruch 8 , wobei die Plasmabehandlung mit einem Sauerstoffplasma erfolgt. - Verfahren nach
Anspruch 8 oder9 mit den Verfahrensschritten: C) Benetzen des Probenaufnahmekörpers (16) mit Wasser; D) Trocknen des Probenaufnahmekörpers (16), insbesondere in einer Vakuumkammer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102020212866.9A DE102020212866A1 (de) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Plasmabehandeltes Reinigungs- und/oder Abstrichstäbchen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102020212866.9A DE102020212866A1 (de) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Plasmabehandeltes Reinigungs- und/oder Abstrichstäbchen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102020212866A1 true DE102020212866A1 (de) | 2022-06-23 |
Family
ID=81846933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102020212866.9A Granted DE102020212866A1 (de) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Plasmabehandeltes Reinigungs- und/oder Abstrichstäbchen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102020212866A1 (de) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5945175A (en) | 1996-06-14 | 1999-08-31 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Durable hydrophilic coating for a porous hydrophobic polymer substrate |
| WO2003023129A1 (de) | 2001-09-13 | 2003-03-20 | Deutsche Institute Für Textil- Und Faserforschung Stuttgart Stiftung Des Öffentlichen Rechts | Verfahren zur blitz-mercerisation von baumwolle |
| DE202004021932U1 (de) | 2003-04-01 | 2012-11-12 | Copan Italia S.P.A. | Tupfer zur Aufnahme von biologischen Proben |
| US8420385B2 (en) | 2010-04-21 | 2013-04-16 | Puritan Medical Products Company, Llc | Collection device and material |
| DE102018009653A1 (de) | 2018-12-08 | 2020-06-10 | Heinrich Jehle | Plasmapolymerisation von Oxazolinen aus der Gasphase |
-
2020
- 2020-10-12 DE DE102020212866.9A patent/DE102020212866A1/de active Granted
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