Ve fahren zum Abtöten von MikroorganismenVe drive to kill microorganisms
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtöten von Mikroorganismen, insbesondere von Bakterien, Viren, einzelligen Lebewesen oder dergleichen mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen.The invention relates to a method for killing microorganisms, in particular bacteria, viruses, unicellular organisms or the like with the features mentioned in claim 1.
Es sind verschiedene Verfahren zur Desinfektion von Stoffen bekannt. Mit einer solchen Desinfektion sollen Mikroorganismen wie Bakterien - . dgl . abgetötet und damit unschädlich gemacht werden. Bei Lebensmitteln werden hierzu teilweise Konservierungs- stoffe eingesetzt oder die Lebensmittel werden über eine bestimmte Zeitdauer erhitzt, so dass die darin enthaltenen Bakterien kollabieren. Die Erhitzung führt jedoch auch zur Reduzierung des Nährstoff- und Vitamingehalts in den Nahrungsmitteln.Various methods for disinfecting substances are known. With such a disinfection, microorganisms such as bacteria -. the like be killed and thus rendered harmless. In the case of food, preservatives are sometimes used for this, or the food is heated for a certain period of time so that the bacteria it contains collapse. However, the heating also leads to a reduction in the nutrient and vitamin content in the food.
Zur medizinischen Desinfektion können verschiedene Stoffe eingesetzt werden, die teilweise als Giftstoffe wirken und die Mikroorganismen abtöten sollen.Various substances can be used for medical disinfection, some of which act as toxins and are intended to kill the microorganisms.
Sollen größere Wassermengen von Mikroorganismen gereinigt werden, kommt eine Chlorierung in Frage, wie dies beispielsweise bei Schwimmbädern der Fall ist. Die Chlorierung des Wassers in Schwimmbädern ist jedoch mit einer Einschränkung des Komforts durch eine Geruchsbelästigung verbunden. Zudem kann das Chlor bei empfindlichen Personen zu allergi-
schen Reaktionen führen-.- Teilweise wird auch Trinkwasser chloriert, um die darin enthaltenen Schadstoffe unschädlich zu machen, was jedoch erhebliche geschmackliche Beeinträchtigungen mit sich bringt.If larger amounts of water are to be cleaned of microorganisms, chlorination is an option, as is the case with swimming pools, for example. However, chlorination of water in swimming pools is associated with a reduction in comfort due to unpleasant smells. In addition, chlorine can cause allergic reactions in sensitive reactions. -.- In some cases, drinking water is also chlorinated in order to render the pollutants contained therein harmless, which, however, entails considerable taste impairments.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes und schonendes Verfahren zur Abtötung von Mikroorganismen zur Verfügung zu stellen.The object of the present invention is to provide an improved and gentle method for killing microorganisms.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ver- fahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei diesem Verfahren zum Abtöten von Mikroorganismen werden diese mit einer WechselSpannung beaufschlagt, deren Frequenz im Bereich einer Eigenfrequenz der Mikroorganismen liegt.According to the invention, this object is achieved by a method having the features of claim 1. In this method for killing microorganisms, an alternating voltage is applied to them, the frequency of which lies in the range of a natural frequency of the microorganisms.
Es ist bekannt, dass nahezu alle Stoffe für Schwingungen bestimmter Frequenz empfindlich sind. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass dieses auch auf Lebewesen zutrifft, insbesondere auch auf Kleinstlebewesen und Mikroorganismen wie beispielsweise Bak- terien und Viren. Die Empfindlichkeit der Mikroorganismen für Schwingungen bestimmter Frequenz kann dadurch ausgenutzt werden, dass die Mikroorganismen einer hochfrequenten WechselSpannung ausgesetzt werden. Bei einer Spannungsbeaufschlagung der Mik- roorganismen über eine ausreichend lange Zeitdauer kann dies zur Abtötung vieler der Kleinstlebewesen führe .It is known that almost all substances are sensitive to vibrations of a certain frequency. According to the invention, it was recognized that this also applies to living beings, in particular also to microorganisms and microorganisms such as, for example, bacteria and viruses. The sensitivity of the microorganisms to vibrations of a certain frequency can be exploited by exposing the microorganisms to a high-frequency alternating voltage. If the microorganisms are subjected to a voltage for a sufficiently long period of time, this can lead to the killing of many of the smallest organisms.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird sich die erfindungsgemäße Erkenntnis zu Nutze gemacht, dass alle Mikroorganismen wie Bakterien, Viren, ein- o-
der mehrzellige Lebewesen und auch einzelne Zellen eine bestimmte, charakteristische Eigenfrequenz aufweisen, die weitgehend unabhängig von einer Stromstärke oder einer Spannung ist . Diese Eigen- frequenz kann auch als Systemf equenz bzw. als Systemresonanz bezeichnet werden, da mit differierender Anzahl von Mikroorganismen auch die Systemfrequenz variiert. So hat sich beispielsweise heraus gestellt, dass etwa 10 mg reine Bakterien in einem Bereich zwischen 20 und 30 kHz mit Systemfrequenz schwingen.In the method according to the invention, the knowledge according to the invention is used that all microorganisms such as bacteria, viruses, one or the multicellular organism and also individual cells have a specific, characteristic natural frequency that is largely independent of a current or a voltage. This natural frequency can also be referred to as system frequency or as system resonance, since the system frequency also varies with a different number of microorganisms. For example, it has been found that around 10 mg of pure bacteria vibrate in a range between 20 and 30 kHz at system frequency.
Vorzugsweise werden die Mikroorganismen zur weitest gehenden Abtötung über eine Zeitdauer von wenigstens 20 Minuten mit einer WechselSpannung vorgege- bener Frequenz beaufschlagt. Für praktische Anwendungsfälle kann die Zeitdauer der Spannungsbeaufschlagung jedoch auch sinnvoller Weise bei ca. einer Stunde und mehr liegen.The microorganisms are preferably subjected to an alternating voltage of a predetermined frequency for the greatest possible kill over a period of at least 20 minutes. For practical applications, however, the duration of the application of voltage can also be approximately one hour and more.
Prinzipiell lassen sich die Mikroorganismen auf zwei Wegen durch Erzeugung einer sog. Resonanzkatastrophe abtöten. Dies kann zum einen durch Beaufschlagung einer Population oder einer größeren Menge mit der für diese Menge charakteristischen Eigenfrequenz erfolgen. Zum anderen ist es auch mόg- lieh, einzelne Mikroorganismen mit deren sog. Ur- frequenz, also der auf dieses Individuum bezogenen Eigenfrequenz zum Aufschwingen und damit zur Resonanz zu bringen, wodurch eine Abtötung erfolgen kann.In principle, the microorganisms can be killed in two ways by creating a so-called resonance catastrophe. On the one hand, this can be done by applying a population or a larger quantity with the natural frequency characteristic of this quantity. On the other hand, it is also possible to borrow individual microorganisms with their so-called primal frequency, that is, the natural frequency related to this individual, to vibrate and thus resonate, which can result in destruction.
Die WechselSpannung kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens in einem Bereich von
weniger als 40 Volt oder auch bis zu 50 Volt betragen. Als Stromstärke zur Herbeiführung einer Resonanzkatastrophe ist typischerweise nicht mehr als ca. 15 mA notwendig. Bilden die Mikroorganismen ei- nen sehr hohen elektrischen Widerstand, kann die Stromstärke jedoch auch entsprechend erhöht werden, um einen ausreichenden Stromfluss gewährleisten zu können.According to a preferred embodiment of the method, the AC voltage can be in a range of less than 40 volts or up to 50 volts. Typically, no more than about 15 mA is required as the current intensity for causing a resonance catastrophe. If the microorganisms form a very high electrical resistance, the current intensity can, however, also be increased accordingly in order to be able to ensure a sufficient current flow.
Die WechselSpannung sollte vorzugsweise einen annä- hernd symmetrischen Anteil von positiven und negativen Halbwellen aufweisen, um eine Beaufschlagung der Mikroorganismen mit einer überlagerten Gleichspannung zu verhindern, da dies die Effektivität des erfindungsgemäßen Verfahrens ggf . reduzieren könnte. Bei einer Beaufschlagung mit Gleichspannungsanteilen könnten Elektrolysevorgänge ausgelöst werden, die nicht zu der gewünschten relativ schnellen Abtötung der Mikroorganismen führen würden.The AC voltage should preferably have an approximately symmetrical portion of positive and negative half-waves in order to prevent the microorganisms from being exposed to a superimposed DC voltage, since this may affect the effectiveness of the method according to the invention. could reduce. If DC components were applied, electrolysis processes could be triggered, which would not lead to the desired relatively rapid killing of the microorganisms.
Für das Verfahren eignet sich im Prinzip jede Art von WechselSpannung. Diese kann beispielsweise eine Sinusspannung sein. Ebenso möglich sind jedoch auch andere Signalverlaufsformen, beispielsweise ein rechteck-, ein dreieck- oder, ein sägezahnartiger Signalverlauf der WechselSpannung.In principle, any type of AC voltage is suitable for the method. This can be a sine voltage, for example. However, other waveform shapes are also possible, for example a rectangular, a triangular or a sawtooth waveform of the AC voltage.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Desinfektion einer größeren Wassermenge, beispielsweise in öffentlichen Schwimmbädern, wo üblicherweise Chlor als Desinfektionsmittel ein- gesetzt wird. In erster Linie sollen damit die im Wasser relativ gehäuft auftretenden und sich stark
vermehrenden ■ Kolibakterien abgetötet werden. Die Belastung mit Kolibakterien wird aus diesem Grund auch aus Indikator für die Verschmutzung einer Wasseransammlung benutzt. Das Kolibakterium teilt sich typischerweise in Zyklen von ca. 20 Minuten. Diese Teilungsvorgänge können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gestoppt und die vorhandenen Bakterien abgetötet werden. Die zu desinfizierende Wassermenge kann mit Elektroden versehen werden, mittels de- rer eine Beaufschlagung mit einer WechselSpannung mit gemäß der Erfindung sinnvoller Frequenz über eine Zeitdauer von ca. 1 bis 1,5 Stunden erfolgen kann. Die Spannung kann hierbei bei ca. 40 Volt und die Stromstärke bei ca. 15 Milliampere liegen.The method according to the invention is particularly suitable for disinfecting a large amount of water, for example in public swimming pools, where chlorine is usually used as a disinfectant. First and foremost, it is intended to make those that occur relatively frequently in water and become strong propagating ■ coli bacteria are killed. For this reason, the contamination with coli bacteria is also used as an indicator for the pollution of a water accumulation. The coli bacteria typically divide into cycles of approximately 20 minutes. These division processes can be stopped with the method according to the invention and the existing bacteria can be killed. The amount of water to be disinfected can be provided with electrodes, by means of which an alternating voltage can be applied at a frequency which makes sense according to the invention over a period of about 1 to 1.5 hours. The voltage can be around 40 volts and the current can be around 15 milliamperes.
Weitere Anwendungsfälle der Erfindung sind die Konservierung von Lebensmitteln, insbesondere solchen, die nicht anderweitig, beispielsweise mittels Gefrierverfahren, haltbar gemacht werden können. Da manche Lebensmittel durch ein Gefrieren in ihrem Geschmack und ihrem Aussehen beeinträchtigt werden, können diese mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in vorteilhafter Weise desinfiziert und haltbar gemacht werden.Further applications of the invention are the preservation of foods, especially those that cannot be preserved otherwise, for example by means of freezing processes. Since some foods are impaired in their taste and appearance by freezing, they can be disinfected and preserved in an advantageous manner using the method according to the invention.
Weitere Anwendungsgebiete sind, insbesondere die Me- dizin und die Diagnostik. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich selektiv Mikroorganismen zerstören. Zuvor ließe sich laborchemisch bestimmen, welche Mikroorganismen abzutöten sind und damit auch, welche Resonanzfrequenz für die Mikroorganismen anzuwenden ist. Weiterhin wäre bei ausreichender Verfeinerung der Methoden gleichzeitig eine Diagnostik mit anschließender Abtötung der
Problemkeime bzw. der Problemmikroorganismen möglich. Zudem bietet die Anwendung des Verfahrens zur Abtötung von Viren der Medizin weitere, bisher unbekannte Möglichkeiten.Other areas of application are, in particular, medicine and diagnostics. Microorganisms can be selectively destroyed with the aid of the method according to the invention. Previously, it could be determined by laboratory chemistry which microorganisms are to be killed and thus which resonance frequency is to be used for the microorganisms. Furthermore, with sufficient refinement of the methods, a diagnosis with subsequent killing of the Problem germs or the problem microorganisms possible. In addition, the application of the method for killing medical viruses offers further, previously unknown possibilities.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Mikroorganismen Colibakterien verwendet werden, die mit einer WechselSpannung mit ihrer Resonanzfrequenz/Eigenfrequenz von 12.000.000 Hz bis 12.200.000 Hz, insbesondere 12.100.000 Hz, vor- zugsweise 12.093.750 Hz, beaufschlagt werden. Mit dieser Frequenz, die die Eigenfrequenz oder Resonanzfrequenz der Colibakterien darstellt, erfolgt innerhalb sehr kurzer Zeit und bei nur sehr geringer Stromstärke eine Abtötung der Colibakterien. Insbesondere wird als WechselSpannung eine Sinusspannung' verwendet, wobei die Spannungshöhe der WechselSpannung derart gewählt ist, dass sich ein Strom von maximal 15 A einstellt. Ein derart geringer Strom ist für den menschlichen Körper nicht schädlich. Dennoch werden die Colibakterien sicher aufgrund der eintretenden Resonanzkatastrophe abgetötet .According to a development of the invention, it is provided that coli bacteria are used as microorganisms which are subjected to an alternating voltage with their resonance frequency / natural frequency of 12,000,000 Hz to 12,200,000 Hz, in particular 12,100,000 Hz, preferably 12,093,750 Hz become. This frequency, which is the natural frequency or resonance frequency of the coli bacteria, kills the coli bacteria within a very short time and with only a very low current. In particular, a sinusoidal voltage is used as the alternating voltage, the voltage level of the alternating voltage being selected such that a current of at most 15 A is established. Such a low current is not harmful to the human body. Nevertheless, the coli bacteria are surely killed due to the onset of the resonance catastrophe.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden unter Mikroorganismen .Zellen, insbesondere Säugerzellen, vorzugsweise tierische oder menschliche Zellen verstanden. Ferner fallen hierunter auch pflanzliche Zellen. Alle diese Zellen werden mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens elektrisch mit einer WechselSpannung beaufschlagt, deren Fre- quenz jeweils die Eigenfrequenz der jeweiligen genannten Zelle beziehungsweise Zellen ist, wodurch auf einem sehr niedrigen Strom- beziehungsweise
Spannungsniveau eine Zellenabtötung erfolgt. Besonders bevorzugt ist es, wenn als Zellen Krebszellen, insbesondere menschliche, tierische oder pflanzliche Krebszellen, verwendet werden, so dass die Be- aufschlagung dieser Zellen mit der Resonanzfrequenz/Eigenfrequenz der Krebszellen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einem verminderten Zellwachstum oder sogar zur Abtötung der Krebszellen führt ,- vorzugsweise ohne dass gesunde Zellen in Mitleidenschaft gezogen werden, da sie eine andere Resonanzfrequenz/Eigenfrequenz aufweisen.In a further embodiment of the invention, microorganisms are understood to mean cells, in particular mammalian cells, preferably animal or human cells. This also includes plant cells. By means of the method according to the invention, all these cells are subjected to an alternating voltage, the frequency of which is in each case the natural frequency of the respective cell or cells mentioned, as a result of which a very low current or Level of cell killing occurs. It is particularly preferred if cancer cells, in particular human, animal or plant cancer cells, are used as cells, so that the application of these cells to the resonant frequency / natural frequency of the cancer cells according to the method according to the invention leads to reduced cell growth or even to kill the cancer cells leads, - preferably without affecting healthy cells, since they have a different resonance frequency / natural frequency.
Es ist ferner einerseits vorteilhaft, wenn zur Auffindung der Resonanzfrequenz/Eigenfrequenz ein Mikroorganismus oder Mikroorganismen mit variabler Frequenz beaufschlag/gescannt wird beziehungsweise werden und eine Resonanzüberhöhung des elektrischen Stroms ermittelt wird, wobei die im Resonanzpunkt vorliegende Frequenz als Resonanzfrequenz/Eigenfrequenz aufgefunden wird. Mithin wird ein bekannter Mikroorganismus mit variabler Frequenz beaufschlagt und diese Frequenz in Schritten oder kontinuierlich verändert, um eine Resonanzüberhöhung des den Mikroorganismus beaufschlagenden elektrischen Stromes zu ermitteln. Ist diese Reso- nanzuberhohung gefunden, so stellt die zugehörige Frequenz die Resonanzfrequenz beziehungsweise Eigenfrequenz des Mikroorganismus dar. Erfindungsgemäß kann andererseits aus einer unbekannten Substanz auf deren Inhalt, also auf die dort vorhande- nen Mikroorganismen geschlossen werden, wenn durch entsprechendes Scannen, also Beaufschlagung mit variabler Frequenz, eine Resonanzüberhöhung bei einer bestimmten Frequenz festgestellt wird. Die aufge-
fundene Frequenz lässt dann auf den Mikroorganismus schließen. Durch Ermittlung der Resonanzfrequenz/Eigenfrequenz ist es daher möglich, die Inhaltsstoffe in Bezug auf Mikroorganismen innerhalb einer Probe zu bestimmen.It is also advantageous, on the one hand, if a microorganism or microorganisms are or are subjected to / are scanned with a variable frequency in order to find the resonance frequency / natural frequency and an excess resonance of the electrical current is determined, the frequency present at the resonance point being found as the resonance frequency / natural frequency. A known microorganism is therefore subjected to a variable frequency and this frequency is changed in steps or continuously in order to determine a resonance increase in the electrical current acting on the microorganism. If this increase in resonance has been found, the associated frequency represents the resonance frequency or natural frequency of the microorganism. According to the invention, on the other hand, an unknown substance can be used to infer its content, that is to say the microorganisms present there, if it is scanned accordingly, that is, it is acted upon variable frequency, a resonance increase at a certain frequency is determined. The found frequency then indicates the microorganism. By determining the resonance frequency / natural frequency, it is therefore possible to determine the ingredients in relation to microorganisms within a sample.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Abtötung von Mikroorganismen zur Durchführung des vorstehend, beschriebenen Verfahrens .The invention further relates to a device for killing microorganisms for carrying out the method described above.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer elektrischen Schaltungsanordnung mit einer Wechselspannungsquelle zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens oder zur Bildung der vorstehend erwähnten Vorrichtung.Furthermore, the invention relates to the use of an electrical circuit arrangement with an AC voltage source for carrying out the method described above or for forming the above-mentioned device.
Die Erfindung betrifft ferner den Einsatz/die Ver- Wendung des Verfahrens oder der Vorrichtung, jeweils im Umfang der vorstehenden Beschreibung, zur Krankheitsbekämpfung des menschlichen, tierischen oder pflanzlichen Körpers beziehungsweise zur Krankheitsvorbeugung beim menschlichen, tierischen oder pflanzlichen Körper.The invention further relates to the use / use of the method or the device, in each case within the scope of the above description, for combating disease in the human, animal or plant body or for preventing disease in the human, animal or plant body.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art, welche geeignet ist, Mikroorganismen durch eine elektrische WechselSpannung bezie- hungsweise einen elektrischen Wechselstrom mit Resonanzfrequenz erfindungsgemäß abzutöten.The invention further relates to a method for producing a device of the type described above, which is suitable according to the invention for killing microorganisms by means of an electrical alternating voltage or an electrical alternating current with a resonant frequency.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Keimfreimachen einer beliebigen Anordnung, insbesondere des menschlichen, tierischen oder pflanz- liehen Körpers durch Beaufschlagung der Anordnung
beziehungsweise des Körpers mit einer elektrischen WechselSpannung beziehungsweise einem elektrischen Wechselstrom, jeweils erfindungsgemäß mit Resonanzfrequenz. Die Resonanzfrequenz bezieht sich auf die zu bekämpfenden Mikroorganismen. Im Zuge dieser Anmeldung werden unter Mikroorganismen insbesondere Bakterien, Viren, ein- oder mehrzellige Lebewesen, einzelne Zellen oder dergleichen verstanden. Hierbei kann es sich auch um menschliche, tierische o- der pflanzliche Zellen handeln.Finally, the invention relates to a method for sanitizing any arrangement, in particular the human, animal or plant-lend body by acting on the arrangement or the body with an electrical alternating voltage or an electrical alternating current, in each case according to the invention with resonance frequency. The resonance frequency refers to the microorganisms to be controlled. In the course of this application, microorganisms are understood to mean in particular bacteria, viruses, single or multi-cell organisms, single cells or the like. This can also be human, animal or plant cells.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels entnehmen.Further features and advantages of the invention can be found in the dependent claims and the following description of a preferred exemplary embodiment.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt :The invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings. It shows:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung zur Illustration des erfindungsgemäßen Verfahrens,FIG. 1 shows a schematic diagram to illustrate the method according to the invention,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Anwendung des Verfahrens zur Wasserdesinfektion undFigure 2 is a schematic representation of an application of the method for water disinfection and
Figur 3 eine Schaltungsanordnung einer Versuchs- Schaltung.Figure 3 shows a circuit arrangement of an experimental circuit.
Figur 1 zeigt in einer Prinzipdarstellung eine mögliche Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abtötung von Mikroorganismen 10, die in einem unstrukturierten Haufen angeordnet sind. Dies kön-
nen insbesondere Bakterien, Zellen (auch pflanzlicher, tierischer oder menschlicher Art) und/oder andere Kleinstlebewesen sein. In diesen Haufen von Mikroorganismen 10 reichen zwei Elektroden 12, die über Verbindungsleitungen 14 mit einer Wechselspan- nungsquelle 20 gekoppelt sind. Durch Beaufschlagung der Elektroden 12 mit einer geeigneten hochfrequenten WechselSpannung können die Mikroorganismen 10 in eine Eigenschwingung versetzt werden, so dass sie beim Auftreten einer sogenannten Resonanzkatastrophe abgetötet werden.FIG. 1 shows a basic illustration of a possible application of the method according to the invention for killing microorganisms 10 which are arranged in an unstructured pile. This can in particular, bacteria, cells (including plant, animal or human species) and / or other microorganisms. In this pile of microorganisms 10, two electrodes 12 are sufficient, which are coupled to an AC voltage source 20 via connecting lines 14. By applying a suitable high-frequency AC voltage to the electrodes 12, the microorganisms 10 can be made to vibrate naturally, so that they are killed off when a so-called resonance catastrophe occurs.
Als sinnvolle Parameter für die WechselSpannung haben sich eine Frequenz ca. 20 bis 30 kHz zur Anregung von jeweils 10 Milligramm reiner Bakterien, eine Spannung von bis zu 40 Volt und eine Stromstärke von ca. 15 Milliampere herausgestellt. Zur zuverlässigen Abtötung aller Mikroorganismen 10 sollten diese nicht weniger als 30 Minuten, vorzugsweise jedoch bis zu einer Stunde oder länger der WechselSpannung ausgesetzt sein.A frequency of approximately 20 to 30 kHz for the excitation of 10 milligrams of pure bacteria, a voltage of up to 40 volts and a current of approximately 15 milliamps have proven to be useful parameters for the alternating voltage. To reliably kill all microorganisms 10, they should be exposed to the AC voltage for no less than 30 minutes, but preferably up to an hour or more.
Figur 2 verdeutlicht in einer schematischen Darstellung eine praktische Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem eine bakterienbelastete Wassermenge 18, die sich in einem Wasserbecken 16 befindet, durch Beaufschlagung mit einer hochfrequenten WechselSpannung 20 desinfiziert wird. Auch hier sind zwei Elektroden 12 über Verbindungsleitungen 14 mit der Wechselspannungsquelle 20 verbunden. Die Elektroden 12 sorgen durch Beaufschlagung mit einer WechselSpannung geeigneter Frequenz für die Abtötung von im Wasser 18 befindlichen Bakterien und Mikroorganismen.
Das Wasserbecken 16 kann insbesondere ein Schwimmbecken sein, dessen Wasser 18 auf diese Art und Weise gereinigt wird. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf die Zugabe von Chlor als Desinfektionsmittel teilweise oder vollständig verzichtet werden. Dies bedeutet einen erheblichen Komfortgewinn für die Badenden, da die Reinigung in zyklischen Zeitabständen immer dann erfolgen kann, wenn kein Badebetrieb herrscht, insbesondere abends oder nachts. Bei der Verwendung von chloriertem Wasser sind die Badenden dagegen diesem permanent ausgesetzt, da das Chlor nicht vorübergehend aus dem Wasser entfernt und außerhalb des Badebetriebs wieder hinzu gegeben werden kann.FIG. 2 shows a schematic illustration of a practical application of the method according to the invention, in which a quantity of water 18, which is contaminated with bacteria and is located in a water basin 16, is disinfected by exposure to a high-frequency alternating voltage 20. Here, too, two electrodes 12 are connected to the AC voltage source 20 via connecting lines 14. By applying an alternating voltage of a suitable frequency, the electrodes 12 ensure that bacteria and microorganisms in the water 18 are killed. The water pool 16 can in particular be a swimming pool, the water 18 of which is cleaned in this way. With the aid of the method according to the invention, the addition of chlorine as a disinfectant can be partially or completely dispensed with. This means a considerable gain in comfort for the bathers, since cleaning can be carried out in cyclical intervals whenever there is no bathing operation, especially in the evening or at night. When using chlorinated water, however, bathers are permanently exposed to it, since the chlorine cannot be temporarily removed from the water and added again outside of the bathing facility.
BeispieleExamples
Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden, ersten Beispiels erläutert. Es kommt als Untersuchungsmaterial Symbioflor 2 zum Einsatz, wobei ein Milliliter Escherichia coli Zellen und Autolysat aus 107 Bakterien enthält. Weitere Bestandteile sind Natriumchlorid, Magnesiumsulfat, Kaliumchlorid, Calzi- umchlorid, Magnesiumchlorid und Wasser (Hersteller Symbiopharm GmbH, Auf den Luppen, 35745 Herborn- Hörbach) .The invention is explained using the first example below. Symbioflor 2 is used as the test material, with one milliliter of Escherichia coli containing cells and autolysate from 10 7 bacteria. Other components are sodium chloride, magnesium sulfate, potassium chloride, calcium chloride, magnesium chloride and water (manufacturer Symbiopharm GmbH, Auf den Luppen, 35745 Herborn-Hörbach).
Die Escherichia-coli-Kolonie wird 12 Stunden lang auf einem Agar mit 37°C aufgezogen. Anschließend erfolgt eine Scannung mit einem Frequenzgenerator. Hierunter ist zu verstehen, dass gemäß der Schaltungsanordnung der Figur 3 ein Anschluss des Aus- gangs des Frequenzgenerators 30 über eine elektrische Leitung 31 mit einer Elektrode 32 verbunden
ist, die sich in einem Probebecher 33 befindet. Die elektrische Leitung 31 ist ferner mit Masse 34 verbunden. Der andere Anschluss des Ausganges des Frequenzgenerators 30 ist an einen elektrischen Wider- stand R angeschlossen, der über eine elektrische Leitung 35 zu einer weiteren Elektrode 36 führt, die sich ebenfalls innerhalb des Probebechers 33 mit Abstand zur Elektrode 32 befindet. Parallel zum elektrischen Widerstand R liegt ein Oszilloskop 37, das den Spannungsabfall des Widerstands R misst. Bei dem Frequenzgenerator handelt es sich um das Modell HM8 131-2 der Firma HAMEG (15 MHz) , das Oszilloskop stammt von der Firma Tetronix, Modell TDS210 (Digital-Real-Time Oscilloscope) 60 MHz. Zu- sätzlich zum Oszilloskop kann noch ein Schreiber vorgesehen sein, insbesondere von der Firma Linseis, Modell Nr. L120E, mit dem die auf dem Bildschirm des Oszilloskops dargestellte Spannung in Form eines Ausdrucks des Schreibers festgehalten werden kann.The Escherichia coli colony is grown on agar at 37 ° C for 12 hours. Then a frequency generator is used for scanning. This is to be understood to mean that, according to the circuit arrangement in FIG. 3, a connection of the output of the frequency generator 30 is connected to an electrode 32 via an electrical line 31 which is located in a sample cup 33. The electrical line 31 is also connected to ground 34. The other connection of the output of the frequency generator 30 is connected to an electrical resistor R, which leads via an electrical line 35 to a further electrode 36, which is also located within the sample cup 33 at a distance from the electrode 32. An oscilloscope 37, which measures the voltage drop of the resistor R, lies parallel to the electrical resistor R. The frequency generator is the HM8 131-2 from HAMEG (15 MHz), the oscilloscope comes from Tetronix, model TDS210 (Digital-Real-Time Oscilloscope) 60 MHz. In addition to the oscilloscope, a recorder can also be provided, in particular from the Linseis company, model No. L120E, with which the voltage displayed on the screen of the oscilloscope can be recorded in the form of a printout of the recorder.
Bei der Durchführung des Versuchs erfolgt eine Scannung mittels des Frequenzgenerators, das heißt, durch eine im Probebecher 33 befindliche Probe des vorstehend erwähnten Symbioflor 2 speist der Fre- quenzgenerator einen Strom von 15 A. Der Strom durchsetzt somit die sich im Probebecher 33 befindliche Probe durch einen sinusförmigen Stromfluß von Elektrode zu Elektrode. Dabei erfolgt mittels des Frequenzgenerators ein Frequenzanstieg von 500 Hz/s. Im Frequenzbereich von 12.050.000 bis 12.150.000 fällt auf dem Schirm des Oszilloskops beziehungsweise auf dem Schreiber eine ausgeprägte Oszillation, insbesondere Spitze, auf. Der ermit-
telte Bereich wird unter Verwendung von 10 ml Sym- bioflor 2 nochmals gescannt, wobei nunmehr ein Frequenzanstieg von 5 Hz/s durchgeführt wird. Es zeigt sich wiederum eine ausgeprägte, überhöhte Resonanz- formation des Stromes bei einer Frequenz von 12.093.750 Hz. Die Speisung erfolgt mit einer sinusförmigen Wechselspannung, das heißt, es bildet sich ein Sinusstrom aus.When the experiment is carried out, the frequency generator is scanned, that is, the frequency generator feeds a current of 15 A through a sample of the aforementioned symbioflor 2 located in the sample cup 33. The current thus passes through the sample in the sample cup 33 a sinusoidal current flow from electrode to electrode. The frequency generator increases the frequency by 500 Hz / s. In the frequency range from 12,050,000 to 12,150,000, there is a pronounced oscillation, especially a peak, on the screen of the oscilloscope or on the recorder. The determined The middle area is scanned again using 10 ml of Symbioflor 2, a frequency increase of 5 Hz / s now being carried out. Again, there is a pronounced, excessive resonance formation of the current at a frequency of 12,093,750 Hz. The supply takes place with a sinusoidal AC voltage, that is, a sine current is formed.
In einem zweiten Beispiel werden mittels der beiden Elektroden 32 und 36 8 ml der vorstehend genannten, Coli-haltigen Flüssigkeit mit einem elektrischen, sinusförmigen Wechselstrom mit der Frequenz von 12.093.750 Hz beaufschlagt. Die Originalflüssigkeit der Coli-haltigen Substanz wurde zuvor auf Blutagar (Columbia Blutagar, heipha Dr. Müller GmbH) ausgestrichen. Weitere Abstriche erfolgen dann im Stundenrhythmus, vorzugsweise 6 Stunden lang. Dann wird der Agar in einem Wärmeschrank bei 37°C inkubiert. Dann erfolgt die Beaufschlagung mit einem Wechsel- ström (Sinusstrom) mit einer Frequenz von 12.093.750 Hz. Die Auswertung erfolgt nach weiteren 12 Stunden. Es wird erkennbar, dass bereits nach einer Stunde Strombeaufschlagung ein deutlich geringeres Wachstum gegenüber Vergleichsabstrichen vorliegt. Nach 2 Stunden besteht nur noch ein sehr geringes Wachstum. Gar kein Wachstum ist nach 3 Stunden Strombeaufschlagung erkennbar. Der vorstehende Versuch wird mehrmals wiederholt, wobei sich stets etwa das gleiche Ergebnis einstellt.In a second example, the electrodes 32 and 36 are used to apply 8 ml of the above-mentioned coli-containing liquid to an electrical, sinusoidal alternating current with a frequency of 12,093,750 Hz. The original liquid of the coli-containing substance was previously spread on blood agar (Columbia blood agar, heipha Dr. Müller GmbH). Further smears then take place every hour, preferably for 6 hours. Then the agar is incubated in a warming cabinet at 37 ° C. Then an alternating current (sinusoidal current) is applied at a frequency of 12,093,750 Hz. The evaluation is carried out after a further 12 hours. It can be seen that after just one hour of current application there is significantly less growth compared to comparative smears. After 2 hours there is very little growth. No growth at all is discernible after 3 hours of current application. The above experiment is repeated several times, always producing approximately the same result.
In nachfolgenden Versuchen wird die vorstehend durch Scannen aufgefundene Frequenz von 12.093.750 Hz jeweils um +/- 50.000 und +/- 100.000 Hz vari-
iert . Dies erfolgt wiederum bei der erwähnten E- scherichia-coli-Kolonie, wie vorstehend erläutert. Es zeigt sich, dass die Wachstumshemmung bei weiterer Entfernung von der oben genannten Frequenz von 12.093.750 ' Hz, die eine Eigenfrequenz/Resonanzfrequenz darstellt, zunehmend nachlässt. Bei einem Frequenzabstand von +/- 1.000.000 Hz zeigt sich ein nahezu ungehemmtes Wachstum der Kolonie bei den Abstrichen im erwähnten Stundenrhythmus .In subsequent experiments, the frequency of 12,093,750 Hz found above by scanning is varied by +/- 50,000 and +/- 100,000 Hz, respectively. iert. This again takes place in the Escherichia coli colony mentioned, as explained above. It can be seen that the inhibition of growth gradually diminishes with a further distance from the above-mentioned frequency of 12,093,750 ' Hz, which is a natural frequency / resonance frequency. With a frequency spacing of +/- 1,000,000 Hz, there is almost uninhibited growth of the colony in the smears in the hourly rhythm mentioned.
Die Ausgangsstromstärke von 15 A wurde vorzugsweise deshalb gewählt, weil dies der höchst zulässige Wert im Kontakt mit einem menschlichen Organismus ist.The output current of 15 A was preferably chosen because this is the highest permissible value in contact with a human organism.
Bei dem aus der Figur 1 hervorgehenden Versuch wur- de eine Wechselspannung mit dem Spitzenwert 2,5 V vom Frequenzgenerator 30 abgegeben. Der Widerstand R wird von einem Messwiderstand der Größe 11,2 Ohm gebildet . An dem Widerstand wurde eine Spannung von 0,78 V gemessen. Hierbei handelt es sich um den Spitzenwert, der im Resonanzpunkt, also bei einer Escherichia-coli-Kolonie bei 12.093.750 Hz Wechselstrombeaufschlagung vorliegt.In the experiment shown in FIG. 1, an alternating voltage with the peak value 2.5 V was emitted by the frequency generator 30. The resistance R is formed by a measuring resistance of size 11.2 ohms. A voltage of 0.78 V was measured across the resistor. This is the peak value that is present at the resonance point, i.e. in an Escherichia coli colony at 12,093,750 Hz alternating current.
Beim Einsatz im Laboratoriumsbereich können durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre und zwar durch den Abgleich der Resonanzwerte wesentlich schneller und einfacher bekannte und/oder unbekannte Mikroorganismen (wie Bakterien, Viren oder einzelne Zellen) erkannt beziehungsweise bestimmt werden.
When used in the laboratory area, by using the teaching according to the invention, namely by comparing the resonance values, known and / or unknown microorganisms (such as bacteria, viruses or individual cells) can be recognized and determined much more quickly and easily.