Vorrichtung zur Entnahme und Aufbereitung einer Probe
[0001] Beschreibung
[0002] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme, Aufbereitung und
Präanalytik einer Probe zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von in dieser enthaltenen Substanzen, insbesondere eine Stuhlprobe für die Stuhluntersuchung, die einen Probenahmestab mit einer als
Probenahmeraum ausgestalteten Entnahmestruktur zur Aufnahme einer definierten Probemenge und einen den Probenahmestab aufnehmendes Aufnahmeröhrchen, das einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Mischraum zur Konservierung, Auflösung, Aufbereitung und Entwicklung der in dem Probenahmeraum befindlichen Probe aufweist, umfasst.
[0003] Der menschliche Stuhl kann eine Vielzahl von Substanzen und Erregern enthalten, deren Art und prozentualer Anteil im Stuhl für die Erkennung und Behandlung vieler Krankheiten von Bedeutung ist. Beispielsweise können vom Körper aufgenommene giftige oder radioaktive Stoffe, Erreger und Entzündungen, Parasiten und andere Substanzen wie beispielsweise das für die Abwehr körperfremder Stoffe und bei allergischen Reaktionen eine wichtige Rolle spielende Histamin durch Stuhluntersuchungen erfasst werden.
[0004] Nach dem Erfassen der im Stuhl enthaltenen Substanzen oder lebenden Proben und Kulturen in einem ersten Untersuchungsschritt ist eine verlässliche diagnostische Abklärung der auf die festgestellten
Substanzen zurückzuführenden Beschwerden nur durch eine in einem zweiten Untersuchungsschritt durchgeführte qualitative oder quantitative Bestimmung ihres Anteils der jeweiligen Probe möglich.
[0005] In der in der 20 2009 015 624 beschriebenen Vorrichtung kann ein
bestimmtes Volumen einer zu untersuchenden Probe entnommen und anschließend in einer Flüssigkeit aufgelöst werden, die sich im
Aufnahmeröhrchen befindet, in welches der Probenahmestab eingeführt wird.
[0006] Allerdings muss zur Erzielung einer ausreichenden Reproduzierbarkeit bei
der beschriebenen Vorrichtung die zu untersuchende Probe eine bestimmte Konsistenz aufweisen. Ist die Probe zu hart oder zu flüssig ist die Entnahme eines vorgegebenen Volumens sehr schwierig.
[0007] In der WO 2012/17151 1 wird eine Vorrichtung zur Entnahme und
Aufbereitung einer Probe beschrieben, die einen Probenahmestab mit einer als Probenahmeraum ausgebildeten Entnahmestruktur zur
Aufnahme einer bestimmten Probemenge und ein den Probenahmestab aufnehmendes Aufnahmeröhrchen, das einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Mischraum zur Konservierung, Auflösung und Aufbereitung der in dem Probenahmeraum befindlichen Probe aufweist, wobei der
Probenahmestab als beidseitig offener Hohlkörper mit einem darin verschiebbar und abdichtend geführten Ausstoßstempel ausgebildet ist. Am distalen Ende des Ausstoßstempels kann ein als Mischhilfe
fungierendes Kügelchen angeformt oder angeordnet sein.
[0008] Dieses Kügelchen kann insbesondere dann, wenn das dem distalen Ende des Ausstoßstempels gegenüberliegende Ende als Tropfspitze
ausgestaltet ist, zu Schwierigkeiten führen, da es den Austrittskanal der Tropfspitze blockieren kann.
[0009] Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zu Grunde, die
vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Vorrichtung zur Entnahme, Aufbereitung und
Präanalytik einer Probe zur Verfügung zu stellen, mit der eine
reproduzierbare Probemenge entnommen und für die quantitative Analyse vorbereitet werden kann.
[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß
Anspruch 1 gelöst.
[001 1] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung zu entnehmen.
[0012] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Probenahmestab auf, der als beidseitig offener Hohlkörper gestaltet ist. In diesem Hohlkörper ist ein verschiebbar und abdichtend geführter Ausstoßstempel angeordnet, mit dessen Hilfe die entnommene Probe aus dem Probenaufnahmeraum am
Ende des Probenahmestabes in einen Mischraum überführt werden kann.
[0013] Im Hohlraum des Probenahmestabes ist gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung ein mischungsunterstützendes Element angeordnet, welches beim Ausstoßen der Probe mit Hilfe des
Ausstoßstempels in den Mischraum überführt wird. Dieses
mischungsunterstützende Element besteht aus einem Material mit einem spezifischen Gewicht von mindestens 2g/cm3, vorzugsweise von mindestens 2,5 g/cm3, womit beim Schütteln oder Zentrifugieren der Probe eine schnelle Bewegung des mischungsunterstützenden Elements in der Flüssigkeit sichergestellt und damit eine vollständige Ablösung und Auflösung der Probe gewährleistet wird.
[0014] Diese Ausführungsform der Erfindung eignet sich insbesondere für
Vorrichtungen, die an dem dem Probenahmestab gegenüberliegenden (distalen) Ende der Vorrichtung eine Tropfspitze aufweisen.
[0015] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die
erfindungsgemäße Vorrichtung keine Tropfspitze auf, sondern ist an dem Ende des Mischraums, der dem distalen Ende des Ausstoßstempels gegenüberliegt, konisch oder rund gestaltet. Bei dieser Ausführungsform befindet sich das mischungsunterstützende Element bereits im Mischraum und wird nicht erst beim Ausstoßen der Probe in diesen überführt. Dies ermöglicht es, das mischungsunterstützende Element in seinem
Durchmesser größer zu gestalten, um die mischungsunterstützende Wirkung zu erhöhen, da keine Beschränkung durch den
Innendurchmesser des Probenahmestabs gegeben ist. Die Grenze stellt hier letztlich der Durchmesser bzw. Querschnitt des Mischraums dar.
[0016] Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der
Tropfspitze unterliegt die Dimensionierung des mischungsunterstützenden Elements auch dadurch Beschränkungen, dass in diesem Fall ein
Zusammendrücken der Vorrichtung im Bereich des Mischraums erforderlich ist, um die gewünschten Tropfen zu erzeugen, was erschwert oder unmöglich ist, wenn der Durchmesser oder Querschnitt des im Mischraum befindlichen mischungsunterstützenden Elements annähernd
dem Durchmesser bzw. Querschnitt des Mischraums entspricht.
[0017] Aus diesen Gründen weist das mischungsunterstützende Element bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Tropfspitze in der Regel einen
Durchmesser oder Querschnitt auf, der deutlich unter dem Durchmesser oder Querschnitt des Mischraums liegt und insbesondere mindestens 20, besonders bevorzugt mindestens 50 % kleiner als der Durchmesser oder Querschnitt des Mischraums ist.
[0018] Grundsätzlich unterliegt die Formgebung des mischungsunterstützenden Elements im Innern des Probenahmestabes oder des bereits im
Mischraum befindlichen mischungsunterstützenden Elements keinen besonderen Beschränkungen.
[0019] Bei der Variante, bei der das Element im Probenahmestab angeordnet ist, muss jedoch sichergestellt sein, dass beim Überführen der Probe in den Mischraum mit Hilfe des Ausstoßstempels das mischungsunterstützende Element ebenfalls in den Mischraum überführt wird.
[0020] Es hat sich allerdings in einigen Fällen als vorteilhaft herausgestellt, wenn das mischungsunterstützende Element nicht sphärisch oder kugelförmig ist. Kugelförmige oder sphärische Elemente können insbesondere dann, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung an dem Ende des Mischraums, der dem distalen Ende des Ausstoßstempels gegenüberliegt, eine
Tropfspitze aufweist (gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung), zu Problemen führen, wenn sich besagte Elemente in der Tropfspitze festsetzen und eine reproduzierbare Probeentnahme über die Tropfspitze erschweren. Dies kann zusätzliche Einbauten erfordern, um eine solche Blockade zu verhindern.
[0021] Beispielhaft seien hier als geeignete Formen der beim Ausstoßvorgang in den Mischraum überführten mischungsunterstützenden Elemente oder im Mischraum befindlichen mischungsunterstützenden Elemente Blättchen oder Stäbe oder spiralförmige Elemente genannt, die sich in einigen Fällen als vorteilhaft bewährt haben, genannt, deren Durchmesser bzw. Dicke vorteilhafterweise größer sein sollte als der Durchmesser der Tropfspitze, soweit die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Tropfspitze
aufweist.
[0022] . Besonders bevorzugt sind spiralförmige oder einer Spirale nachgebildete Elemente, da die Anhaftung der Proben hier in der Regel besonders gering ist und das Risiko der Verstopfung einer ggf. vorhandenen
Tropfspitze ebenfalls minimiert ist..
[0023] Durch die Verwendung eines Materials mit einem hohen spezifischen
Gewicht wird die die Mischung unterstützende Wirkung des Elements deutlich verbessert, da beispielsweise beim Zentrifugieren und Vortexen (Schütteln) das Element mit höherer Geschwindigkeit durch die
Mischflüssigkeit bewegt wird.
[0024] Geeignete Materialien mit einem ausreichend hohen spezifischen Gewicht sind dem Fachmann an sich bekannt; hier sei nur beispielhaft auf metallische Werkstoffe oder Legierungen verwiesen. Mit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung können Proben jeglicher Konsistenz quantitativ und reproduzierbar aufgenommen und mit Hilfe des
Ausstoßstempels in den mit einer Flüssigkeit gefüllten Mischraum überführt werden.
[0025] Vorzugsweise weist der Probenahmestab einen Probenahmeraum auf, der wie eine Kapillare ausgebildet ist. Dies ermöglicht die sichere Aufnahme auch relativ dünnflüssiger Proben, die durch die wirkenden Kapillarkräfte quantitativ im Probenahmeraum gehalten werden. Im Falle von
Stuhlproben wird damit auch die zuverlässige Entnahme von weichen bis flüssigen Stuhlen wie auch von harten Stuhlproben (oft als Betonstuhl bezeichnet) zuverlässig möglich. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jedoch gleichermaßen auch zur Entnahme und Aufbereitung von
Lebensmittelproben sowie lebenden Proben und Biopsieproben genutzt werden. Darüber hinaus eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für die Aufbewahrung und den Transport von lebenden Proben und Kulturen.
[0026] Ein Abschnitt des Probenahmestabes kann aus einer in der Flüssigkeit im Mischraum löslichen Reaktionssubstanz bestehen oder mit dieser beschichtet oder ein beschichtetes Reaktionsteilchen sein. Dadurch wird
es möglich, eine exakt dosierte Menge einer Reaktionssubstanz oder Konservierungssubstanz während des Misch prozesses in die Flüssigkeit einzubringen.
[0027] Bei der Ausführungsform, bei der das mischungsunterstützende Element mit dem Ausstoßstempel in den Mischraum überführt wird, liegt dieser Stababschnitt bevorzugt zwischen besagtem mischungsunterstützenden Element und dem distalen Ende des Ausstoßstempels.
[0028] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Aussstoßstempel einen zu einem proximal ausgebildeten Kopfstück hin konisch erweiterten Stempelabschnitt und einen sich zur Ausstoßseite hin erstreckenden geraden Stempelabschnitt mit gleichbleibendem Durchmesser auf. Das Kopfstück ist in einem ersten Führungskanal des Probenahmestabes geführt. Die beiden Stempelabschnitte sind in einem sich zum
Probenahmeraum konisch verjüngenden zweiten Führungskanal abdichtend geführt, so dass über den hohlen Probenahmestab keine Flüssigkeit nach außen dringen kann.
[0029] Der Ausstoßstempel ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit Einrichtungen versehen, die verhindern, dass der Ausstoßstempel, nachdem er einmal eingeführt ist, wieder in entgegengesetzter Richtung zur Einführrichtung zurückrutschen oder herausgleiten kann. Dies kann beispielweise durch Vorsehen eines Gewindes im proximal angeordneten Kopfstück des Ausstoßstempels, welches in ein entsprechendes Innen- Gegengewinde im Probenahmestab eingeschraubt wird. Statt eines Gewindeverschlusses zum Einschrauben eignen sich prinzipiell auch Bajonettverschlüsse und dgl. die den Ausstoßstempel nach Einführung in den Probenahmestab am Zurückgleiten hindern. Die Länge des
Ausstoßtempels wird dabei so bemessen, dass bei vollständigem
Einschrauben bei Gewindesystemen oder bei Schließen des
Bajonettverschlusses in Bajonettsystemen ein vollständiges Ausstoßen der Probe aus dem Probenahmeraum erreicht wird und das Element zur Unterstützung der Mischwirkung sicher in den Mischraum überführt wird.
[0030] Statt Gewinde- Schraub oder Bajonettverschlüssen sind auch einfache
Ausführungsformen denkbar, bei denen im stumpfen Winkel zur
Hauptachse des Ausstoßstempels angeordnete Elemente oder
Einrichtungen in komplementäre Einrichtungen oder Elemente des
Probenahmestabes eingreifen und damit eine Rückwärtsbewegung des Ausstoßstempels verhindert wird. Nur stellvertretend seien hier
schuppenförmige Elemente erwähnt, deren Schuppenrichtung am
Ausstoßstempel entgegengesetzt zur Ausrichtung komplementärer Schuppen im inneren Hohlraum des Probenahmestabes ist. Wird versucht, den Ausstoßstempel wieder zurückzuziehen, verhaken sich schuppenförmige Elemente und komplementäre Gegenelemente und verhindern somit die Bewegung des Ausstoßstempels entgegen der Einführrichtung.
[0031] Dem Fachmann sind neben den vorstehend genannten <Beispielen noch weitere Möglichkeiten bekannt, wie ein Zurückgleiten oder Herausrutschen des Ausstoßstempels wirksam verhindert werden kann, nachdem dieser einmal in den Probenahmestab eingeführt wurde. Er wird, angepasst an die konkrete Anwendungssituation die am besten geeignete Lösung auswählen.
[0032] Die Einrichtungen oder Elemente zur Verhinderung des Zurückgleitens des Ausstoßstempels haben die positive Nebenwirkung, dass sie auch noch eine gewisse abdichtende Wirkung mit sich bringen, die die
Dichtigkeit des Probenahmestabes gegen zurückfließende Flüssigkeit unterstützen oder verbessern und somit ein Auslaufen von
Probeflüssigkeit beim Transport verhindern.
[0033] Der Probenahmestab wird bevorzugt in der Länge so ausgestaltet, dass nach dem Einbringen des Probenahmestabs mit der Probe in das
Aufnahmeröhrchen der Probenahmeraum des Probenahmestabs vollständig in die Flüssigkeit im Mischraum eintaucht. Dadurch wird sichergestellt, dass die Probe beim Transport von Flüssigkeit umgeben ist, was bei einigen Proben erforderlich ist, um korrekte Messergebnisse zu erhalten. Die Flüssigkeit im Mischraum kann eine konservierende Wirkung auf die Probe haben und kann so zumindest deren Veränderung unter
dem Einfluss von Licht, Sauerstoff, Viren oder Bakterien verhindern oder zumindest verzögern.
[0034] Neben dem Vorteil der besseren Konservierung der Probe hat eine wie vorstehend beschriebene Längenbemessung des Probenahmestabes auch Vorteile bei der Probenahme, da durch die relativ große Länge des Probenahmestabes ein Kontakt des Probenehmers mit der Probe sicherer vermieden werden kann, was sowohl im Hinblick auf eine mögliche Verfälschung von Messergebnissen als auch im Hinblick auf eine
Gesundheitsgefährdung des Probenehmers durch Erreger in der Probe wünschenswert ist.
[0035] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Mischraum auf der einen Seite durch eine elastische Dicht- und Abstreifmembran mit einer in dieser vorgesehenen Öffnung, in die der konisch verjüngte Probenahmestab abdichtend eingreift, und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine sich zu ihrer Austrittsöffnung hin konisch verjüngende Tropfspitze zur Erzeugung von Probentröpfchen mit konstantem Volumen zur
Durchführung von Tröpfchentests begrenzt.
[0036] Die Tropfspitze kann dabei über ein geeignetes Gewinde oder
vergleichbare Gestaltung mit dem Mischraum verbunden sein, ist vorzugsweise aber einteilig mit dem Mischraum gestaltet, da damit Vorteile hinsichtlich der Dichtheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Transport erreicht werden können.
[0037] Die Austrittsöffnung der Tropfspitze ist durch einen am Boden einer mit dem Aufnahmeröhrchen verschraubbaren Verschlusskappe angeformten Verschlusspfropfen dicht verschließbar.
[0038] Alternativ und gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Verschlusskappe mit dem angeformten Verschlusspfropfen auch einteilig mit der Tropfspitze ausgeführt werden. Mit der Entfernung der Verschlusskappe durch Abdrehen oder eine ähnliche Vorgehensweise wird gleichzeitig die Verschlusskappe entfernt und die Tropfspitze kann ihre Funktion erfüllen.
[0039] Die Probenahmevorrichtung wird damit höchsten Anforderungen an die
Dichtheit, zum Beispiel auch beim Flugzeugtransport, gerecht. Es besteht keine Kontaminationsgefahr bei lebenden Proben, Kulturen oder gefährlichen Erregern. Aber auch nach der Entnahme des
Probenahmestabes oder der Entfernung der mit dem Verschlusspfropfen ausgebildeten Verschlusskappe kann die Flüssigkeit über die kleine Öffnung in der Dicht- und Abstreifmembran oder in der Tropfspritze nicht selbsttätig austreten. Erst durch manuellen Druck auf die elastische Wand des Aufnahmeröhrchens gelangt zur Untersuchung in einem Schnelltest oder in ein Röhrchen ein stets gleich großer Tropfen der Lösung aus dem Mischraum über die konische Tropfspitze nach außen. Für weitere
Untersuchungen kann eine bestimmte Probenmenge aus dem Mischraum heraus pipettiert werden oder die Vorrichtung kann an einen
Untersuchungsautomaten angeschlossen werden.
[0040] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in der
Tropfspitze oberhalb der Austrittsöffnung oder im Mischraum oberhalb der Tropfspitze ein Rückhalteelement für in der Flüssigkeit verbliebene feste, d.h. nicht lösbare Probenbestandteile oder Partikel angeordnet. Dieses Rückhalteelement kann beispielsweise aus einem Sieb oder einem Rost aus mindestens einem Quersteg oder einem offenporigen Schwamm bestehen. Durch dieses Rückhalteelement wird verhindert, dass die Austrittsöffnung der Tropfspitze ganz oder teilweise blockiert wird. Damit kann die Erzeugung von Probentröpfchen mit konstantem Volumen für einen Tröpfchentest gewährleistet werden.
[0041] Bei der alternativen Ausführungsform der Erfindung, bei dem die
Vorrichtung an der dem distalen Ende des Probenahmestabes
gegenüberliegenden Ende keine Tropfspitze aufweist (auch oft als
Laborvariante bezeichnet), kann dieses dem distalen Ende des
Probenahmestabes gegenüberliegende Ende vorzugsweise rund oder konisch ausgestaltet sein. Dies verhindert die Ablagerung und das
Hängenbleiben von Teilen der Probe im unteren Teil der Vorrichtung, was die Meßergebnisse beeinträchtigen kann.
[0042] In diesem Fall kann die Vorrichtung bevorzugt nach Einführen der zu
untersuchenden Probe in den Mischraunn oberhalb desselben geöffnet werden, so dass eine bestimmte Probemenge aus dem Mischraum heraus pipettiert werden kann oder der Teil der Vorrichtung, die die zu
untersuchende Probe enthält, kann direkt in einem
Untersuchungsautomaten eingesetzt bzw. weiter verwendet werden.
[0043] Prinzipiell ist es auch denkbar, eine Vorrichtung mit einer Tropfspitze in eine sogenannte Laborvariante umzugestalten, indem die Tropfspitze mit einer geeignete Verschlusskappe oder Verschlussvorrichtung versehen wird, die zum einen eine Verwendung in Untersuchungsautomaten ermöglicht und zum anderen die geforderte Dichtigkeit bei der weiteren Verwendung sicherstellt. Prinzipiell ist es auch denkbar, die Tropfspitze eine erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Tropfspitze dauerhaft zu verschließen, d.h. die Tropfspitze ihrer eigentlichen Funktion zu berauben und eine entsprechende Kappe oder andere geeignete Gestaltung zu verwenden, um dem Ende der Vorrichtung, die dem distalen Ende des Probenahmestabs gegenüberliegt, die Form der Laborvariante zu verleihen, um so eine entsprechende Verwendbarkeit in
Untersuchungsautomaten zu erreichen. Gemäß einer weiteren
Ausführungsform kann der Ausstoßstempel in der Länge derart gestaltet sein, dass dessen Ende, welches nicht zum Ausstoßen der Probe dient, aus dem Probenahmestab herausragt und so die Probe durch Eindrücken des Ausstoßstempels in den Mischraum überführt werden kann. Alternativ ist es auch möglich, die Länge des Ausstoßstempels so zu gestalten, dass dieser nicht aus dem Probenahmestab herausragt und mit Hilfe einer Eindrückhilfe für besagten Ausstoßstempel dieser die Probe in den Mischraum überführen kann.
[0044] Es kann auch vorteilhaft sein, insbesondere, falls die erfindungsgemäße Vorrichtung in Untersuchungsautomaten eingesetzt wird oder
Farbumschläge direkt verfolgt werden sollen, die erfindungsgemäßen Vorrichtung für das zur Untersuchung verwendete Licht transparent zu gestalten um so visuell eine Reaktion verfolgen oder photometrische Messungen durchführen zu können. Entsprechende Materialien, die dies
ermöglichen, sind dem Fachmann bekannt, so dass sich hier nähere Ausführungen erübrigen.
[0045] Bei der vorstehend diskutirten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist die Vorrichtung bevorzugt zweiteilig ausgestaltet aus einem eigentlichen Untersuchungsgefäß, das vorzugsweise in den Dimensionen so gestaltet ist, dass es für entsprechende Laboruntersuchungsautomaten geeignet ist und in diese eingesetzt werden kann und einen zweiten mit diesem dicht, aber lösbar verbundenen Teil, in dem der Probenahmestab lösbar fixiert ist.
[0046] Der zweite Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann als
Rohrabschnitt ausgestaltet und über eine Steck- oder Schraubverbindung an den ersten als Untersuchungsgefäß dienenden Teil angeschlossen sein. Vorzugsweise ist der als Untersuchungsgefäß ausgestaltete Teil nach Trennung vom zweiten Teil mit einem Stopfen oder ähnlichen Verschlusselement dicht verschließbar.
[0047] Um die Dichtigkeit der Vorrichtung zu erhöhen, können im
Verbindungsbereich des zweiten Teils ringförmig umlaufende Erhöhungen angeordnet sein, die die Dichtwirkung verbessern und gleichzeitig für eine gute Verrastung der beiden Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sorgen.
[0048] Die beschriebene Ausführungsform zwei miteinander verbindbaren Teilen eignet sich besonders gut für den Einsatz in Untersuchungsautomaten, da die Umfüllung in ein für Laborautomaten geeignetes Gefäß entfällt.
[0049] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der am Ende des vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Probenahmestabes
vorgesehene Probenahmeraum durch in Umfangsrichtung im Abstand angeordnete Schaufeln begrenzt. Der Probenahmestab einschließlich Probenahmeraum kann aber auch als enge metallische Kanüle ausgeführt sein, die insbesondere zur Aufnahme fester Proben geeignet ist.
[0050] Der Fachmann wird Gestaltung und Material des Probenahmestabes
entsprechend dem jeweiligen Testverfahren und dem Probenmaterial gestalten, und dabei auch die vorgesehene Probenahmemenge durch
entsprechende Konstruktion des Probenahmeraums festlegen. Auf diese Weise können verschiedene Probemengen einfach eingestellt werden, wie sie in entsprechenden Tests benötigt werden. Beispielhaft seien hier Probemengen von 4, 10, 20, 30 40 oder 50 mg genannt.
[0051] Zur leichteren Befüllbarkeit mit der in den Mischraum einzubringenden
Flüssigkeit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise zweiteilig gestaltet, wobei die beiden Teile der Vorrichtung durch Zusammenstecken oder Verschrauben miteinander verbunden werden können. Dabei ist darauf zu achten, dass die Dichtheit der Vorrichtung beim Transport gewährleistet ist. Vorzugsweise bilden der Mischraum, ggf. mit der damit verbundenen Tropfspitze einen ersten Teil der Vorrichtung und der Probenahmestab in einem rohrförmigen Behältnis einen zweiten Teil der Vorrichtung. Nach Befüllung des Mischraums mit der Flüssigkeit werden beide Teile dicht zusammengefügt.
[0052] Nachstehend wird die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung
beschrieben.
[0053] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen
erläutert, in der
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Entnahme und
Aufbereitung einer Probe im Schnitt;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Probenahmestabs;
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Probenahmestabs ohne Ausstoßstempel; und
Fig. 4 eine Seitenansicht des Ausstoßstempels
zeigt, näher erläutert.
[0054] Fig. 5 zeigt eine Variante mit bereits im Mischraum befindlichen
mischungsunterstützendem Element.
[0055] Die in Fig. 1 dargestellte, zur Entnahme und Aufbereitung von
Stuhlproben vorgesehene, aber auch zur Probenahme für die
Untersuchung von Lebensmitteln wie Fleisch- und Wurstwaren,
Milchprodukten oder lebenden Proben und Kulturen und dergleichen geeignete Vorrichtung umfasst ein aus einem verformbaren Kunststoff
bestehendes Aufnahmerohrchen 1 mit einer in dessen distales Ende abdichtend eingesetzten, eine definierte Austrittsöffnung 2 aufweisenden Tropfspitze 3.
[0056] Ein in der Tropfspitze 3 angeordnetes sieb- oder rostartiges
Rückhalteelement (nicht dargestellt) verhindert, dass feste Teilchen in den Bereich der Austrittsöffnung 2 gelangen und die Tröpfchenbildung beeinträchtigen können. Die Austrittsöffnung 2 ist durch eine am
Außenumfang des Aufnahmerohrchen 1 verschraubbare Verschlusskappe 4 verschlossen, indem ein am Boden der Verschlusskappe 4 mittig an geformter Verschlusspfropfen 5 in die Austrittsöffnung 2 ganz oder teilweise eingreift. Im Inneren des Aufnahmerohrchen 1 ist eine Dicht-und Abstreifmembran 6 mit einer mittigen Öffnung 7 angeordnet, die zum einen eine Abstreiffunktion und zum anderen eine Dichtungsfunktion hat. Am proximalen Ende des Aufnahmerohrchen 1 ist ein Innengewinde 8 eingeformt, um einen in das Aufnahmerohrchen 1 ragenden, mit einem Griffstück 9 und an dieses anschließenden Außengewinde 10 versehenen Probenahmestab 1 1 befestigen zu können. Der Probenahmestab 1 1 ragt in seinem unteren Bereich durch die Öffnung 7 der Dicht-und
Abstreifmembran 6 hindurch in den unterhalb der Membran 6 mit einer Flüssigkeit gefüllten Mischraum 19 des Aufnahmeröhrchens 1. Dieser Mischraum ist auf der einen Seite durch die Membran 6 und auf der gegenüberliegenden Seite durch die Verschlusskappe 4 mit dem
Verschlusspfropfen 5 dicht verschlossen.
[0057] Der als Hohlkörper ausgebildete Probenahmestab 1 1 weist im Bereich des Griffstücks 9 und des Außengewindes 10 einen ersten weiten
Führungskanal 12 auf. An das Außengewinde 10 schließt sich ein sich konisch verjüngender, rohrartiger Stababschnitt 13 mit deutlich kleinerem Außendurchmesser und mit einem zweiten engen, sich konisch
verjüngenden Führungskanal 14 an. Der Stababschnitt 13 endet in von dessen freier Stirnseite abstrebenden Schaufeln 15, die einen als
Kapillare fungierenden, langgestreckten Probenahmeraum 16
einschließen. Die Größe des Probenahmeraums 16 kann in Abhängigkeit
vom Probematerial und der Art des Testverfahrens bzw. der eingesetzten Testautomaten unterschiedlich sein, um unterschiedliche Mengen an Probematerial aufzunehmen.
[0058] Im Inneren des Probenahmestabs 1 1 ist ein mit einem Kopfstück 17
versehener Ausstoßstempel 18 angeordnet, der das offene Ende des Probenahmestab 1 1 verschließt. Unterhalb der freien Stirnseite des Probenahmestabs befindet sich das Element 20, welches beim Ausstoßen der Probe aus dem Probenahmeraum 16 in den Mischraum 19 in diesen Mischraum 19 überführt wird.
[0059] Über die Länge des ersten. - weiten - Führungskanals 12 kann das
Kopfstück 17 des Ausstoßstempels 18 verstellt und somit das distale Ende, d.h. das dem Probenahmeraum 16 nächstliegende Ende des Probenahmestab 1 1 bis weit in den Mischraum 19 verschoben werden.
[0060] In Figur 5 ist eine erfindungegemäße Vorrichtuing dargestellt, deren
Konstruktion der von Fig. 1 weitgehend ähnelt. Allerdings ist hier ein mischungsunterstützendes Element 21 im Mischraum enthalten. Statt einer verschlossenen Tropfpsitze wie in Fig. 5 dargestellt, kann der untere Bereich bei dieser Ausführungsform vorzugsweise oval oder rund ausgebildet sein. Dies verhindert das Absetzen und Festbacken der Proben in den Ecken, wie es häufig bei entsprechenden Vorrichtungen auftreten kann, in denen dieser Bereich Ecken aufweist.
[0061] Nachfolgend wird die Funktion der zuvor beschriebenen Vorrichtung zur Entnahme und Aufbereitung einer Probe beschrieben:
[0062] Der Mischraum 19 der in Figur 1 dargestellten gebrauchsfertigen
Vorrichtung ist mit einer Lösung, zum Beispiel einer Antioxidantien enthaltenden Pufferlösung gefüllt. Zur Probenahme wird der
Probenahmestab 1 1 aus dem Aufnahmeröhrchen 1 herausgeschraubt und die Spitze des Probenahmestabes 1 1 vollständig in das Probematerial gesteckt und dabei gedreht und anschließend wieder aus dem
Probematerial herausgezogen. Der Probenahmeraum ist nun vollständig mit der aufgenommenen Probe gefüllt und zwar entsprechend der Größe des von den Schaufeln 15 eingeschlossenen Probenahmeraums 16 mit
einer bestimmten, für die nachfolgende Untersuchung geeigneten
Materialmenge.
[0063] Durch die Gestaltung des Probenahmeraums als enger Kapillarraum wird gewährleistet, dass auch sehr weiche oder sogar flüssige Proben durch die Kapillarwirkung im Probenahmeraum gehalten werden und diesen vollständig füllen. Während der Probenahme, d.h. wenn der
Probenahmestab 1 1 nicht in der Öffnung 7 der Membran 6 steckt, kann auch bei einem versehentlichen Umkippen oder Umdrehen des
Aufnahmerohrchens 1 keine Flüssigkeit aus dem Mischraum 19 auslaufen, da aufgrund der Oberflächenspannung über die sehr kleine Öffnung 7 der Membran 6 keine Flüssigkeit austreten kann.
[0064] Nach der Probenahme wird der Probenahmestab 1 1 wieder in das
Aufnahmeröhrchen 1 eingeführt. Dabei wird der vordere Abschnitt des Probenahmestabs 1 1 durch die Öffnung 7 in der Membran 6 geführt. Der Rand der Öffnung 7, deren Durchmesser kleiner ist als der
Außendurchmesser des Probenahmestabs 1 1 an dessen distalen Ende, wird elastisch an den Außenumfang des Probenahmestab 1 1 gepresst, so dass an dessen Außenfläche haftende Probenreste abgestreift werden und in Verbindung mit der abdichteten Verschraubung (8,10) des
Probenahmestabs 1 1 im Aufnahmeröhrchen 1 außerdem eine sichere Abdichtung am proximalen Ende der Vorrichtung gewährleistet ist. Die Abdichtung zwischen dem Mischraum 19 und dem konisch verjüngten zweiten Führungskanal 14 ist durch dessen elastische Wirkung auf den Ausstoßstempel 18 sichergestellt, wobei die Abdichtung noch dadurch verbessert wird, dass sich an einen unteren Abschnitt 18a des
Ausstoßstempels mit konstantem Durchmesser ein sich konisch
erweiternder Abschnitt 18b anschließt. Die sichere Abdichtung am distalen Ende erfolgt über die Verschlusskappe 4 und den Verschlusspfropfen 5.
[0065] Um eine vollständige Auflösung der Probe zu erreichen, wird der
Ausstoßstempel 18 nach unten gedrückt, so dass die Probe in die im Mischraum 19 befindliche Flüssigkeit gelangt und sich leicht lösen kann. Das Element 20 wird dabei in den Mischraum überführt und wirkt bei
einem anschließenden Schütteln oder Zentrifugieren zur Verbesserung der Auflösung als Mittel zur Verbesserung der Mischung einerseits und gleichzeitig zur vollständigen Auflösung der Probe in der Flüssigkeit.
Zwischen dem freien Ende des Ausstoßstempels 18 und dem Element 20 kann auch ein Stababschnitt angeordnet sein, der entweder vollständig aus einer sich nach dem Ausstoßen in der Flüssigkeit lösenden, genau bemessenen Reaktionssubstanz besteht oder mit einer derartigen
Substanz beschichtet ist.
[0066] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können aufgrund der
gleichbleibenden Größe der Tropfspitze 3 bei konstanter Tropfengröße wiederholt qualitative Tropfentests, aber auch Pipettiertests und
Automatentests durchgeführt werden. Die Vorrichtung ist für die Entnahme und Aufbereitung flüssiger bis sehr fester Proben und gleichermaßen für Stuhlproben wie für Lebensmittel, lebende Proben und Kulturen geeignet.
[0067] In der zuvor beschriebenen Ausführungsform besteht die
Probenahmevorrichtung aus Kunststoff. Für die Entnahme sehr fester Proben kann der Probenahmestab mit dem Probenahmeraum jedoch auch als metallische Kanüle ausgeführt sein.
ezugszeichenliste
Bezugszeichenliste
Aufnahmeröhrchen
Austrittsöffnung von 3
Tropfspitze von 1
Verschlusskappe
Verschlusspfropfen von 4
Dicht- und Abstreifmembran
Öffnung von 6
Innengewinde von 1
Griffstück von 1 1
Außengewinde von 1 1
Probenahmestab
erster Führungskanal von 1 1
konischer Stababschnitt von 1 1
zweiter Fülhrungskanal von 1 1
Schaufeln von 16
Probenahmeraum, Kapillarraum von 1 1 Kopfstück von 18
Ausstoßstempel
a gerader unterer Abschnitt von 18b konisch erweiterter oberer Abschnitt von 18 Mischraum von 1
Mischungsunterstützendes Element Mischungsunterstützendes Element