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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Nachweisen spezifischer Agenzien, insbesondere infektiöser Agenzien, in der Umgebungsluft.
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Ende 2019 hat die Coronavirus-Erkrankung 2019 (COVID-19), verursacht durch das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2, im Folgenden Coronavirus), die Welt heimgesucht. Das Coronavirus wird hauptsächlich durch Aerosole (z. B. feuchte Ausatemluft infizierter Personen) in der Umgebungsluft übertragen. Personen infizieren sich, indem sie die mit dem Coronavirus kontaminierte Umgebungsluft einatmen.
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Aber nicht nur das aktuelle Coronavirus wird primär in der Umgebungsluft übertragen. Viele andere Erreger wie Infektionserreger / Keime (Viren, Bakterien, Protozoen, Prionen, Viroide oder Pilze), Sporen, Pollen, etc. werden hauptsächlich über die Umgebungsluft übertragen.
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Speziell für das Coronavirus ist der Schnelltest auf den Speichel von Personen Stand der Technik. Allerdings sind die Schnelltest-Ressourcen (Testkits oder Testpersonal) für die Testung der Bevölkerung in vielen Ländern nicht ausreichend vorhanden und umständlich. Daher wäre es von großem Vorteil, wenn man Personen nur auf einen begründeten Verdacht hin testen müsste. Tragbare Luftkeimsammler und -tester gibt es z.B. von PathogenDx und Burtin Instruments oder von Satorius, die aber eine Flüssigkeit oder Filter zum Auffangen der Aerosole aus der Umgebungsluft verwenden und eine zeitaufwändige Analyse in externen Labors erfordern oder nur für einen zeitlich begrenzten Einsatz konzipiert sind.
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Vor diesem Hintergrund besteht der Bedarf innerhalb kurzer Zeit, insbesondere innerhalb einiger Minuten oder weniger Stunden, sicherzustellen, dass Räume frei von bestimmten Erregern wie dem Coronavirus sind.
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Zur Lösung der oben genannten Probleme stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Nachweisen spezifischer Erreger, insbesondere von Infektionserregern wie dem Coronavirus, in der Raumluft gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren zum Nachweisen spezifischer Erreger, insbesondere von Infektionserregern wie dem Coronavirus, in der Raumluft gemäß dem weiteren unabhängigen Anspruch zur Verfügung. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Nachweisen spezifischer Agenzien, insbesondere infektiöser Agenzien wie des Coronavirus, in der Umgebungsluft eine Ansaugeinheit, eine Kondensationseinheit und eine Detektionseinheit. Die Ansaugeinheit ist ausgebildet, ein vorgegebenes Luftvolumen aus der Umgebungsluft als Probenvolumen anzusaugen. Die Kondensationseinheit ist der Ansaugeinheit nachgelagert angeordnet und ausgebildet, zumindest einen Teil der Luft des Probenvolumens, insbesondere die darin enthaltene Feuchtigkeit, als Prüfvolumen zu kondensieren. Die Detektionseinheit ist der Kondensationseinheit nachgelagert angeordnet und ausgebildet, das Vorhandensein mindestens eines Typs eines spezifischen Agens in der Umgebungsluftnachzuweisen, indem mindestens ein Teil der kondensierten Luft des Prüfvolumens, insbesondere der kondensierten Feuchtigkeit, einem Test zugeführt wird.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Nachweisen des Vorhandenseins spezifischer Agenzien, insbesondere infektiöser Agenzien wie des Coronavirus, in der Umgebungsluft die folgenden Schritte:
- - Ansaugen eines vordefinierten Luftvolumens aus der Umgebungsluft als Probenvolumen.
- - Kondensieren mindestens eines Teils der Luft des Probenvolumens, insbesondere der darin enthaltenen Feuchtigkeit, als Prüfvolumen.
- - Detektieren des Vorhandenseins mindestens einer Art von spezifischem Agens in der Umgebungsluft, indem mindestens ein Teil der kondensierten Luft des Prüfvolumens, insbesondere der kondensierten Feuchtigkeit, einem Test zugeführt wird.
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Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind insbesondere zum Nachweisen von infektiösen Agenzien / Krankheitserregern / Keimen / Mikroorganismen wie Viren (z. B. dem Coronavirus), Bakterien, Protozoen, Prionen, Viroiden oder Pilzen geeignet. Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind jedoch auch zum Nachweisen anderer spezifischer Agenzien wie Sporen, Pollen und dergleichen, die für Menschen und Tiere schädlich sein könnten, anwendbar.
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Die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung dienen dazu, einen oder mehrere spezifische Erreger wie das Coronavirus in der Umgebungsluft zu detektieren, so dass Personen gewarnt werden können, bevor sie einen Bereich betreten, oder Personen, die sich in einem kontaminierten Bereich aufgehalten haben, darüber zu informieren, dass sie notwendige Maßnahmen ergreifen sollten, wie z. B. einen Arzt aufsuchen oder in Quarantäne bleiben.
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Die vorliegende Erfindung ist insbesondere so konfiguriert, dass sie das Vorhandensein eines oder mehrerer spezifischer Agenzien in der Umgebungsluft innerhalb eines geschlossenen Raums, wie z. B. eines Gebäudes, eines oder mehrerer Räume und dergleichen, nachweist. Das Vorhandensein eines oder mehrerer Agenzien kann jedoch auch in der Umgebungsluft innerhalb eines offenen Raums wie innerhalb eines vordefinierten Radius um die Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erkannt werden.
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Um das Vorhandensein eines oder mehrerer bestimmter Agenzien in der Umgebungsluft nachzuweisen, wird Luft aus der Umgebung angesaugt. Die Luft kann z. B. mit einem Kompressor, Ventilator, Gebläse und dergleichen angesaugt werden.
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Bei der Umgebungsluft kann es sich um Luft mit für Innen- oder Außenbereiche typischen Bedingungen handeln, wie z. B. Temperatur zwischen +45 °C [Grad Celsius] und -30 °C, Druck zwischen 300 hPa [Hektopascal] bis 1100 hPa. Insbesondere kann es sich bei der Umgebungsluft um Luft im Raumzustand / Laborzustand / Normalzustand mit einer Temperatur von 293,15 K [Kelvin] =̂ 20 °C und einem Druck von 1013,25 hPa handeln.
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Das vordefinierte Luftvolumen, das als Probenvolumen angesaugt wird, kann ein absolutes Volumen wie 1 1 [Liter] bis 1000 1 oder ein kontinuierlicher Volumenstrom mit einem vordefinierten Volumenstrom wie 0,1 1/s [Liter pro Sekunde] bis 100 1/s sein. Die Größe / der Wert des vordefinierten Volumens (Durchflusses) hängt von der Größe des (offenen oder geschlossenen) Raumes (z. B. Größe des Zimmers) ab, in dem das Vorhandensein des einen oder mehrerer spezifischer Agenzien erkannt werden soll. Bei einem Raum von 60 m2 [Quadratmeter] mit einer Wandhöhe von 2,5 m [Meter] beträgt der umschlossene Raum beispielsweise 150 m3 [Kubikmeter] oder 150.000 1 und ein geeignetes Probenvolumen etwa 15 1 bis 1.500 1 (0,01 % [Prozent] bis 1 %) oder 1,5 1/s bis 150 1/s. Bei einem größeren umschlossenen Raum oder mehreren umschlossenen Räumen (z.B. mehrere Räume eines Gebäudes) muss das jeweilige Probenvolumen entsprechend höher sein. Für einen offenen Raum müsste die Größe / der Wert des Probenvolumens höher sein, da die Umgebungsluft einer hohen Diffusion unterliegt. Für einen Freiraum von z.B. 100 m3 / 100.000 1 (z. B. die Umgebungsluft einer Terrasse von 40 m2 und bis zu 2,5 m) beträgt ein angemessenes Probenvolumen etwa 200 1 bis 20.000 1 (0,2 % bis 20 %) oder 20 1/s bis 2.000 1/s.
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Zumindest ein Teil der Luft des angesaugten Probenvolumens wird als Prüfvolumen kondensiert oder verflüssigt. Insbesondere wird die Feuchtigkeit (Wasser, H2O) beinhaltend Agenzien aus der Umgebungsluft in mindestens dem Teil der Luft des Probevolumens kondensiert. Dazu ist die Kondensationseinheit der Ansaugvorrichtung nachgeschaltet angeordnet. Insbesondere kann ein Einlass der Kondensationseinheit mit einem Auslass der Ansaugeinheit fluidisch verbunden sein. Die Luft des Probenvolumens, insbesondere die darin enthaltene Feuchtigkeit, wird (zumindest teilweise) durch einen thermodynamischen Prozess, insbesondere durch Abkühlung und zusätzlich oder alternativ durch Komprimierung, kondensiert. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Luft des Probenvolumens, insbesondere die darin enthaltene Feuchtigkeit, durch Wärmeentzug, z. B. über Kühlleitungen, die eine niedrigere Temperatur als die Luft des Probenvolumens haben, oder unter Verwendung eines Peltier-Elements oder durch isenthalpe Expansion (Linde-Verfahren) von komprimierter Luft des Probenvolumens zum Erreichen des Taupunktes der angesaugten Luft kondensiert werden. Bei einer angesaugten Luft mit einer relativen Feuchte von 50% und einer Temperatur von 20°C reicht es z.B. aus, die Luft des Probenvolumens (zumindest einen Teil davon) auf 8°C abzukühlen, um eine ausreichende Menge der enthaltenen Feuchtigkeit zusammen mit den darin gelösten Aerosolen zu verflüssigen. Dieser Vorgang kann je nach Feuchte und Temperatur des Probenvolumens z.B. durch Anwendung der Taupunktkurve angepasst werden.
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Das Prüfvolumen kann, wie das Probenvolumen, ein absolutes Volumen wie 1 ml [Milliliter] bis 1 1 oder ein Volumenstrom mit einer entsprechenden Volumenstromrate wie 0,1 ml/s [Milliliter pro Sekunde] bis 100 ml/s sein.
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Die kondensierte / verflüssigte (Teil-)Luft (d.h. die kondensierte Luftfeuchtigkeit) wird dann auf das Vorhandensein des einen oder mehrerer spezifischer Wirkstoffe untersucht. In der kondensierten Luft des Prüfvolumens ist die Konzentration des einen oder mehrerer spezifischer Agenzien relativ höher als im Vergleich zu deren Konzentration in der unkondensierten Umgebungsluft (bzw. im Probenvolumen). Der Nachweis von Agenzien in einer Flüssigkeit ist in der Regel technisch einfacher und erlaubt mehr Testverfahren als die direkte Sondierung der Luft. Folglich kann der Nachweisen des einen oder mehrerer spezifischer Agenzien auf effektivere und präzisere Weise erfolgen.
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Zum Nachweisen des einen oder von mehreren spezifischen Agenzien wird zumindest ein Teil der kondensierten Luft der Testeinheit zugeführt. Dazu ist die Detektionseinheit der Kondensationseinheit nachgelagert angeordnet. Beispielsweise kann ein Einlass der Detektionseinheit fluidisch mit dem Auslass der Kondensationseinheit verbunden sein. Das Vorhandensein von mindestens einem spezifischen Agens in der Umgebungsluft wird durch Beaufschlagung des Tests mit der kondensierten Luft des Prüfvolumens nachgewiesen.
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Der Test kann ein beliebiger Test sein, der geeignet ist, das Vorhandensein eines oder mehrerer spezifischer Agenzien in dem Prüfvolumen festzustellen. Der Test kann auf der direkten oder indirekten Messung physikalischer, chemischer oder biologischer Merkmale der in der kondensierten Luft des Prüfvolumens enthaltenen spezifischen Agenzien beruhen (z. B. Form, Oberfläche, Größe, Farbe, optische Merkmale, chemische Bindung der Test-Agenzien, Gewicht usw.).
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Da die Konzentration des einen oder mehrerer spezifischer Agenzien (falls vorhanden) in der kondensierten Luft in verflüssigtem Zustand relativ höher ist als in unkondensierter Luft und das Testen in einer Flüssigkeit einfacher ist als das Testen von Luft, ist das Ergebnis des Tests präziser und schneller verfügbar. Während derzeit verfügbare Testgeräte eine typische Meldezeit von Tagen (Analyse in einem externen Labor) oder nur eine kurze Betriebszeit haben, kann die vorliegende Erfindung das Vorhandensein eines oder mehrerer spezifischer Agenzien kontinuierlich nachweisen und präzise Nachweisergebnisse innerhalb kurzer Zeit liefern, insbesondere innerhalb von weniger als 1 h [Stunde] und noch spezieller innerhalb von weniger als 15 min [Minute].
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Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um einen begründeten Verdacht auf eine Infektion mit einer Krankheit wie COVID-19 innerhalb eines kurzen Zeitraums zu erzeugen, so dass weitere Maßnahmen wie individuelle Tests, Quarantäne, medizinische Versorgung und dergleichen eingeleitet werden können. So kann die Testhäufigkeit einzelner Personen reduziert werden, indem die Tests auf Personen konzentriert werden, bei denen ein begründeter Verdacht besteht, d.h. die sich in einem kontaminierten Bereich aufhielten, während sie das Gerät oder Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung benutzten / anwendeten.
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Gemäß einer Verfeinerung der vorliegenden Erfindung ist der Test ein chemischer Test, der die Menge des mindestens einen Typs des spezifischen Agens im Prüfvolumen bestimmt, basierend auf einem oder mehreren Reagenzien, die selektiv mit einer Besonderheit des spezifischen Agens reagieren, z.B. der Oberflächenstruktur des mindestens einen Typs des spezifischen Agens.
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Es gibt viele chemische Tests, um auf Besonderheiten in z. B. Flüssigkeiten zu testen, indem man ein Reagenz in ein Prüfvolumen gibt und nach einer Reaktion sucht. Die Reaktion ist z.B. eine Farbveränderung des mit dem Reagenz versetzten Prüfvolumens. Häufig befinden sich die Reagenzien auf einem Papier- oder Kunststoffstreifen. Bringt man diesen Streifen in Kontakt mit dem Prüfvolumen (z.B. kondensierte Luft), so kommt es zu der Reaktion, die die Farbe verändert. Das bekannteste Beispiel für diese Art von Test ist ein Schwangerschaftstest.
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Das Gerät verwendet z.B. eine Anzahl solcher Teststreifen, setzt einzelne Teststreifen dem Prüfvolumen aus und detektiert z.B. Farbveränderungen. Vorzugsweise wird das Reagenz auf ein auf einer Spule aufgerolltes Basismaterial aufgebracht und nur ein kleiner Teil des aufgerollten Materials für bestimmte Zeitintervalle dem Reagenz ausgesetzt. Z.B. wird ein Teil des Reagenzes, der auf ein Basismaterial in der Größe von 1mm Länge und 2mm Breite aufgetragen ist, alle 15 Minuten für 1 Minute dem Prüfvolumen ausgesetzt.
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Chemische Tests sind für eine sehr breite Palette von Reagenzien verfügbar, unabhängig von der Größe des Reagenzteilchens. So gibt es z.B. chemische Tests für Pilze, ein- und mehrzellige Strukturen, Viren, um nur einige zu nennen. Chemische Tests sind typischerweise die ersten verfügbaren Tests für eine breitere Prüfung, wenn nach neuen Erregern gesucht wird. Die technische Umsetzung ist typischerweise einfach, da sich chemische Tests oft an Personen als Anwender richten, die im Kontext des Tests nicht geschult sind. Viele Tests verwenden den Aufbau mit Basismaterialien. Daher können diese Tests so hergestellt werden, dass sie in einem automatischen Testprozess verwendet werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Test ein optischer Test, der die Menge des mindestens einen Typs des spezifischen Agens im Prüfvolumen auf der Grundlage einer direkten oder indirekten optischen Erkennung der Oberflächenstruktur des mindestens einen Typs des spezifischen Agens bestimmt.
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Die optische Erkennung kann spezifische Formen, Farben und Größen von Objekten in einem Bild identifizieren. Unter Verwendung einer geeigneten optischen Vergrößerung wie bei einem Mikroskop nimmt eine Kamera regelmäßig ein typisch digitales Bild des Prüfvolumens auf, das z. B. auf einem Glas mit der Kamera darunter fließend ist. Dieses Bild wird an eine Bildverarbeitung weitergeleitet, die dann den Nachweis des spezifischen Agens vornimmt.
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Bei computergestützter Bilderkennung ist die Verzögerung von der Bildaufnahme bis zum Vorliegen eines Testergebnisses typischerweise gering. Die Prüfintervalle könnten auf Sekunden reduziert werden. Da der Nachweis auf Software basiert, kann das Gerät schnell modifiziert werden, um nach anderen Erregern oder Mutationen des eigentlichen Erregers zu suchen. Da es keine Verbrauchsmaterialien gibt, fällt bei der optischen Prüfung kein Abfall an.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt der optische Test die Menge des mindestens einen Typs des spezifischen Agens im Prüfvolumen basierend auf einer automatischen Bilderkennung der Oberflächenstruktur des mindestens einen Typs des spezifischen Agens.
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Der optische Test kann mit aktuellen Computertechnologien wie künstlicher Intelligenz, neuronalen Netzen oder Faltungsneuronalen Netzen zur Detektion des spezifischen Agens im Prüfvolumen kombiniert werden.
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Durch die Verwendung solcher Nachweistechnologien auf den vom optischen Test gelieferten Bildern kann die Genauigkeit des Nachweises verbessert werden und Ähnlichkeiten von Erregern mit dem Test-Erreger im Prüfvolumen können erkannt werden. So können auch Mutationen des Erregers erkannt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt der optische Test die Menge des mindestens einen Typs des spezifischen Agens im Prüfvolumen anhand eines Fluoreszenzspektrums, das in Anwesenheit der Oberflächenstruktur des mindestens einen Typs des spezifischen Agens unter Licht von mindestens einer Anregungslichtquelle emittiert wird.
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Einige Agenzien haben ein spezifisches spektrales Verhalten für elektromagnetische Wellen, z. B. Licht oder Röntgenstrahlen. Die Verwendung einer geeigneten Lichtquelle würde die Absorption von elektromagnetischen Wellen einer oder mehrerer spezifischer Frequenzen oder die verstärkte Emission spezifischer anderer elektromagnetischer Wellen typischerweise einer niedrigeren Frequenz auslösen. Mit den üblichen physikalischen Methoden können Emissions- oder Absorptionsspektren oder erhöhte Emission wie Fluoreszenz mit den geeigneten optischen Methoden nachgewiesen werden.
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Die Nutzung der spektralen Eigenschaften von Agenzien ermöglicht die Detektion einer viel größeren Anzahl spezifischer Agenzien.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet der optische Test Nanosensoren wie das ACE2-SWCNT zum Nachweisen des SARS-CoV-2-Proteins, das unter Licht einer Laserlichtquelle mit einer Wellenlänge von etwa 721 nm Fluoreszenz erzeugt.
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Die aktuelle Forschung verwendet Nanosensoren, die den Prüfvolumina hinzugefügt werden, um sich an bestimmte Proteine der Erreger zu heften und bei Anwesenheit Fluoreszenz zu erzeugen. Bei diesem Test werden die Nanosensoren dem Prüfvolumen hinzugefügt und ein entsprechender elektromagnetischer Strahler wie z. B. UV-Licht verwendet, um den Fluoreszenzeffekt sichtbar zu machen, wenn der spezifische Wirkstoff vorhanden ist.
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Die Verwendung von Nanosensoren ermöglicht einen sehr schnellen Nachweisen des spezifischen Agens, da die Reaktion sehr schnell abläuft. Da die Fluoreszenz leicht nachweisbar ist, sind keine komplexen Berechnungen erforderlich, was Kosten spart.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung ferner eine Emittereinheit. Die Emittereinheit ist der Detektionseinheit nachgeordnet und ausgebildet, um das Probenvolumen und das Prüfvolumen an die Umgebungsluft abzugeben.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren ferner den folgenden Schritt: - Emittieren des Probenvolumens und des Prüfvolumens an die Umgebungsluft.
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Die vorliegende Erfindung dient dazu, die Umgebungsluft kontinuierlich zu prüfen. Proben- und Prüfvolumina müssen also die Erfindung verlassen, indem sie in die Umgebungsluft emittiert werden.
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Das Emittieren des Proben- und Prüfvolumens in die Umgebungsluft ist der kostengünstigste Weg, die Proben- und Prüfvolumina herauszubefördern.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Emittereinheit ferner dazu ausgebildet, das Probenvolumen und das Prüfvolumen an einem Auslass auszugeben, der an einer gegenüberliegenden Seite eines Einlasses angeordnet ist, an dem die Ansaugvorrichtung das vordefinierte Luftvolumen ansaugt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bei dem Schritt des Ausgebens das Probenvolumen und das Prüfvolumen an einer gegenüberliegenden Seite des Einlasses ausgegeben, an dem das vordefinierte Luftvolumen angesaugt wird.
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Die Luft, die auf das Vorhandensein eines bestimmten Agens getestet werden soll, soll Umgebungsluft aus der Umgebung sein und es soll vermieden werden, nur Teile der Raumluft wiederholt zu testen. Dies wird am besten dadurch erreicht, dass der erfindungsgemäße Emitter auf der gegenüberliegenden Seite des Lufteinlasses angeordnet wird.
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Durch diese Anordnung kann der Effekt des Testens von emittierter Luft, die gerade zuvor getestet wurde, minimiert werden.
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Gemäß einer Verfeinerung der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung ferner eine Sterilisationseinheit. Die Sterilisationseinheit ist dazu ausgebildet, die Luft des Probenvolumens und des Prüfvolumens zu entkeimen, bevor sie von der Sendeeinheit an die Umgebungsluft abgegeben wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren ferner den folgenden Schritt:
- - Sterilisieren der Luft des Probenvolumens und des Prüfvolumens vor dem Emittieren an die Umgebungsluft.
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Die vorliegende Erfindung ist dazu gedacht, bestimmte Agenzien in der Umgebungsluft nachzuweisen. Oft sind diese Erreger für den Menschen pathogen, wie z.B. das Covid19-Virus. Wenn die Erfindung das Vorhandensein eines solchen Erregers feststellt, sollte sie nicht dazu beitragen, den Erreger durch ihren Emitter zu verteilen. Eine Sterilisationseinheit kann dem Emitter hinzugefügt werden, um die Verteilung von pathogenen Erregern zu begrenzen.
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Bis zu einem gewissen Grad würden das emittierte Probenvolumen und das Prüfvolumen insgesamt weniger Krankheitserreger enthalten.
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Gemäß einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung umfasst die Sterilisationseinheit mindestens eine keimtötende Ultraviolett (UV)-Lichtquelle, die UV-Licht (Wellenlänge ca. 265 mm) zur Sterilisation bestimmter Erreger im emittierten Proben- und Prüfvolumen aussendet.
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Für die Entkeimung kann dem Strahler der vorliegenden Erfindung eine UV-Lichtquelle zur Entkeimung der von der vorliegenden Erfindung emittierten Luft hinzugefügt werden. Die UV-Lichtquelle muss so ausgeführt sein, dass keine schädliche Menge an UV-Strahlung auf die Haut von Personen in der Umgebung der vorliegenden Erfindung fällt.
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Die Verwendung einer UV-Lichtquelle ist eine effiziente, wartungsarme und unschädliche Art der Entkeimung.
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Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung befindet sich der Einlass, an dem die Ansaugvorrichtung die vorgegebene Luftmenge ansaugt, in einer Höhe zwischen 1 m und 2,5 m, vorzugsweise zwischen 1,4 m und 2,1 m, besonders bevorzugt zwischen 1,6 m und 1,8 m, und am meisten bevorzugt bei etwa 1,7 m.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das vordefinierte Luftvolumen in einer Höhe zwischen 1 m und 2,5 m, vorzugsweise zwischen 1,4 m und 2,1 m, besonders bevorzugt zwischen 1,6 m und 1,8 m und am meisten bevorzugt bei etwa 1,7 m angesaugt.
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Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um spezifische Agenzien in Aerosolen nachzuweisen. Diese Aerosole werden in der Höhe des Gesichts von Personen ausgeatmet, so dass in dieser Ebene die höchste Konzentration an Aerosolen zu erwarten ist.
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Dadurch, dass die vorliegende Erfindung das Probenvolumen auf der typischen Höhe stehender Personen sammelt, wird die Nachweisempfindlichkeit der Erfindung erhöht.
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Gemäß einer Verfeinerung der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren ferner den folgenden Schritt:
- - Weiterleiten einer Warnung für den Fall, dass das Vorhandensein des mindestens einen spezifischen Agens in der Umgebungsluft nachgewiesen wurde.
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Die vorliegende Erfindung misst die Menge des spezifischen Agens. Ein zusätzliches Warnsystem könnte einen Alarm auslösen, z. B. durch eine Warnleuchte, einen Ton oder eine elektronische Nachricht, sobald ein bestimmter Schwellenwert des spezifischen Agens überschritten wird.
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Personen könnten dann bestimmte Bereiche mit potenziell schädlichen Konzentrationen von Krankheitserregern meiden.
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Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.
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Die beigefügten Zeichnungen dienen dem weiteren Verständnis der vorliegenden Erfindung und sind Bestandteil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen veranschaulichen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und viele der beabsichtigten Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser zu bewerten sein, da sie leichter verständlich werden durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen entsprechende gleichartige Teile.
- 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Vorrichtung zum Nachweisen bestimmter Agenzien in der Umgebungsluft.
- 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zur Detektion spezifischer Agenzien in der Umgebungsluft.
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In 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur Detektion spezifischer Agenzien in der Umgebungsluft schematischer Darstellung. Die Vorrichtung 1, die in dieser beispielhaften Ausführungsform in einem Raum auf einem Stativ 9 steht, umfasst eine Ansaugvorrichtung 2 zum Sammeln der Umgebungsluft durch den Einlass 13 unter Verwendung eines Ventilators 10, der die Luft an die Kondensationseinheit 3 weiterleitet, in der die zu untersuchende Luftmenge durch Kühlung zu Kondensat 4 aufbereitet und der Detektionseinheit 5 zur Analyse zugeführt wird, die den Indikator 11 aktivieren kann, wenn eine Konzentration des spezifischen Agens einen definierten Schwellenwert überschreitet, dann zu einer Emittereinheit 7 strömt, in der die Luft potenziell sterilisiert 6 wird und über den Auslass 12, der potenziell flüssiges Kondensat im Kondensatsammler 8 zur Verdampfung auffängt, um es wieder in den Raum abzugeben.
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In ist eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zum Nachweisen spezifischer Erreger in der Raumluft schematisch dargestellt. In einem ersten Schritt dieses Verfahrens wird die zur Prüfung vorgesehene Luft, das Prüfvolumen, gesammelt M1, dann wird dieses Prüfvolumen thermodynamisch behandelt, um ein Kondensat M2 zu erzeugen, das dann auf das Vorhandensein eines spezifischen Agens M3 geprüft wird.
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Obwohl hier spezifische Ausführungsformen illustriert und beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder gleichwertigen Implementierungen existieren. Es sollte gewürdigt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu dienen, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise einzuschränken. Vielmehr sollen die vorstehende Zusammenfassung und die detaillierte Beschreibung dem Fachmann einen praktischen Leitfaden für die Implementierung mindestens einer beispielhaften Ausführungsform an die Hand geben, wobei davon ausgegangen wird, dass verschiedene Änderungen an der Funktion und der Anordnung der in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne von dem in den beigefügten Ansprüchen und ihren gesetzlichen Entsprechungen dargelegten Umfang abzuweichen. Im Allgemeinen soll diese Anmeldung alle Anpassungen oder Variationen der hier beschriebenen spezifischen Ausführungsformen abdecken.
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In der vorstehenden detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale in einem oder mehreren Beispielen zusammengefasst, um die Offenlegung zu vereinfachen. Es versteht sich, dass die obige Beschreibung zur Veranschaulichung dient und nicht einschränkend ist. Sie soll alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abdecken, die im Rahmen der Erfindung enthalten sein können. Viele weitere Beispiele werden für den Fachmann bei der Durchsicht der obigen Beschreibung offensichtlich sein.
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Die in der vorstehenden Beschreibung verwendete spezifische Nomenklatur wird verwendet, um ein umfassendes Verständnis der Erfindung zu ermöglichen. Es wird jedoch für den Fachmann im Lichte der vorliegenden Beschreibung ersichtlich sein, dass die spezifischen Details nicht erforderlich sind, um die Erfindung auszuführen. Daher werden die vorstehenden Beschreibungen spezifischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung dargestellt. Sie erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit und beschränken die Erfindung nicht auf die angegebenen Ausführungsformen; selbstverständlich sind viele Modifikationen und Variationen im Hinblick auf die obigen Lehren möglich. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen bestmöglich zu erläutern und dadurch andere Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung und die verschiedenen Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen, die für die jeweilige Verwendung geeignet sind, optimal zu nutzen. In der gesamten Beschreibung werden die Begriffe „einschließlich“ und „in denen“ als einfache deutsche Entsprechungen der jeweiligen Begriffe „umfassend“ und „wobei“ verwendet. Darüber hinaus werden die Begriffe „erstens“, „zweitens“ und „drittens“ usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und sind nicht dazu gedacht, numerische Anforderungen an die Objekte zu stellen oder eine bestimmte Rangfolge ihrer Bedeutung festzulegen. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen ist die Konjunktion „oder“ als einschließend („und/oder“) und nicht ausschließend („entweder ... oder“) zu verstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gerät
- 2
- Ansaugvorrichtung
- 3
- Kondensationseinheit
- 4
- Kondensat
- 5
- Detektionseinheit
- 6
- Sterilisation
- 7
- Emittereinheit
- 8
- Kondensatsammler
- 9
- Ständer
- 10
- Ventilator
- 11
- Warnleuchte
- 12
- Auslass
- 13
- Einlass
- M1
- Luft ansaugen
- M2
- Luft kondensieren
- M3
- Agens im Kondensat nachweisen
