DE19503663C2 - Verfahren zur Probengewinnung luftgetragener Mikroorganismen mittels eines Keimsammlers sowie Keimsammler - Google Patents
Verfahren zur Probengewinnung luftgetragener Mikroorganismen mittels eines Keimsammlers sowie KeimsammlerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Probengewinnung
luftgetragener Mikroorganismen mittels eines Keimsammlers
sowie einen Keimsammler.
Luftgetragene Mikroorganismen stellen vielfach ein erheb
liches gesundheitliches und hygienisches Risiko dar. Sie
treten praktisch in allen Lebensbereichen auf und können
in der Luft von Wohnräumen, Krankenhäusern, in öffentli
chen Verkehrsmitteln, am Arbeitsplatz, bei der Lebens
mittelherstellung und auch in Tierställen in erheblicher
Konzentration gefunden werden. In der Außenluft weisen
Bakterien und Pilze meist eine saisonal und regional
stark unterschiedliche Verteilung auf. Infektöse Erkran
kungen des Respirationstraktes verursachen z. B. in der
Nutztierhaltung jährlich Schäden in Millionenhöhe. Bei
fast 50% aller Schlachtschweine können frische oder ab
geklungene Lungenentzündungen oder andere Erkrankungen
des Atemtraktes gefunden werden. Auch der im Stall arbei
tende Mensch leidet unter der mangelhaften Stalluftquali
tät, wie eine steigende Zahl respiratorischer Erkrankun
gen bis hin zur Berufsinvalidität bei Landwirten zeigt.
Als eine wesentliche Ursache für diese Erkrankungen wer
den neben Gasen und Stäuben die in der Stalluft vorhan
denen Mikroorganismen angesehen.
An anderen Arbeitsplätzen, wie z. B. in Wertstoffsortier
anlagen, wird die Luft als derart gesundheitsgefährdend
angesehen, daß vorgesehen ist, alle sechs Monate Luft
untersuchungen auf Bakterien, Pilze und Endotoxine
durchführen zu lassen.
Während es für Gase und Stäube eine ausreichende Zahl
eingeführter Meßmethoden gibt, hat sich dies für die Er
fassung von Luftkeimen als schwierig erwiesen. Das liegt
zum einen an der Vielzahl und Unterschiedlichkeit der in
der Stalluft vorhandenen Keimspezies, die sehr unter
schiedliche Anforderungen an das Sammelmedium, an Aufar
beitung und Bebrütungsstellen, zum anderen aber auch an
den zum Teil stark schwankenden Keimkonzentrationen, die
besondere Probenentnahmetechniken erfordern. So gelten z. B.
Bakterienzahlen als 5.000 KBE (Koloniebildende Einhei
ten) pro 1 Stalluft in modernen Haltungsformen als nor
mal.
Die Erfassung und Darstellung von Mikroorganismen aus der
Luft erfolgt heute mit Verfahren, die im wesentlichen
nach den Prinzipien der Sedimentation, der Impaktion, der
Filtration und des Impingements arbeiten. Bei allen Ver
fahren werden die Keime auf oder in geeigneten Nährmedien
gesammelt und solange bebrütet, bis sich mit dem bloßen
Auge sichtbare Keimkolonien gebildet haben, die ausge
zählt werden können. Man geht grundsätzlich davon aus,
daß ein Keim eine Kolonie bilden kann. Da eine Kolonie
auch von mehreren Keimen gebildet werden kann, wird das
Zählergebnis als koloniebildende Einheiten (KBE) angege
ben.
Die große Vielfalt der Keimspezies in der Luft bedingt,
daß mit einem Nährboden nie alle in einer Luftprobe ge
wonnenen Keimarten zum Wachstum und somit zur Zählung ge
bracht werden können. Andererseits bietet die Anwendung
von Spezialnährböden die Möglichkeit, gezielt bestimmte
Keimspezies darzustellen. Mit den genannten Verfahren
werden die Luftkeime jedoch nur gesammelt und zum Wachs
tum gebracht, die Identifizierung der Keimspezies erfolgt
erst nach Anlage einer Reinkultur mit mikroskopischen und
biochemischen oder molekularbiologischen Methoden.
Die vier üblicherweise benutzten Prinzipien der Keimpro
benentnahme haben unterschiedliche Vor- und Nachteile,
die je nach Untersuchungsziel und gesuchter Keimart be
dacht werden müssen. Das schonendste Verfahren ist die
Sedimentation. Es werden dabei diejenigen Keime erfaßt,
die während der Expositionszeit der Platte auf deren
Oberfläche sedimentieren und anwachsen. Dabei werden die
jenigen Keime überrepräsentiert sein, die an größeren
Partikeln adsorbiert sind, da diese eine höhere Sinkge
schwindigkeit haben. Es ist also damit zu rechnen, daß
gerade bei der Sedimentationstechnik die Kolonien von
mehreren Keimen gebildet werden. Nachteilig ist an dem
Verfahren außerdem, daß die Befundangaben nur in KBE pro
Fläche erfolgt, z. B. KBE/cm², und nicht volumenbezogen
ist.
Bei der Filtration wird ein bestimmtes Volumen der zu un
tersuchenden Luft durch ein geeignetes Filter angesaugt.
Das Filter wird entweder direkt auf einen Nährboden auf
gelegt und bebrütet oder mit einer sterilen Waschflüssig
keit ausgewaschen und in Peptonwasser, im Falle von
Gelantinefiltern, aufgelöst. Die in den beiden zuletzt
genannten Fällen erhaltenen Waschflüssigkeiten werden auf
den Keimgehalt über Verdünnungsreihen untersucht. Der
dabei zu leistende Arbeitsaufwand ist beträchtlich. Die
Befundangabe erfolgt in KBE/l Luft. Nachteilig bei Fil
trationsverfahren ist außerdem, daß bei längerer
Probenentnahme Absterbeeffekte bei den gesammelten Bakte
rien auf dem Filter durch den ständigen Luftstrom auftre
ten können.
Das Verfahren, das regelmäßig die höchsten Keimausbeuten
ergibt, ist das Impingement. Dabei wird der Probenluft
strom durch eine Waschflüssigkeit gesaugt, in der Mikro
organismen zurückgehalten werden. Aus der Waschflüssig
keit werden Verdünnungsreihen und Oberflächenkulturen an
gelegt. Die gewachsenen Kolonien werden wie üblich ge
zählt. Die Angabe der Befunde erfolgt in KBE/l Luft. Das
hohe Keimzahlergebnis kommt dadurch zustande, daß bei der
Probenentnahme die Mikroorganismen in der Waschflüssig
keit vereinzelt werden. Keimkonglomerate und an Partikeln
anhaftende Keime desintegrieren in der Flüssigkeit, wo
durch ein hoher Prozentsatz von Kolonien entsteht, die
durch eine einzige oder nur wenige Bakterien gebildet
werden.
Bei der Impaktion wird der Probenluftstrom durch enge Dü
sen und Schlitze gesaugt, unter denen sich in einigem Ab
stand die Nährbodenoberflächen befinden. Durch die Luft
geschwindigkeit in den Düsen oder Schlitzen werden die
Keimpartikel beschleunigt und prallen auf die darunter
liegenden Nährbodenoberflächen auf, auf denen sie anhaf
ten und zu Kolonien heranwachsen können. Die Wachstums
geschwindigkeit wird weitgehend von der gewählten Bebrü
tungstemperatur bestimmt. Die gewachsenen Kolonien werden
wie üblich gezählt. Vorteile der Impaktionstechniken sind
meist kurze Probenentnahmezeiten, keine Aufarbeitung des
gesammelten Probenmaterials, da das Ergebnis direkt als
Koloniezahl von der Agraroberfläche abgelesen werden kann
und eine relativ gute Keimausbeute. Die Befunde werden in
KBE pro Luftvolumen angegeben.
Nachteile der Impaktion sind die bei hohen Keimzahlen
notwendig werdenden sehr kurzen Probeentnahmezeiten. In
dicht belegten Tierställen beträgt die Probenentnahmezeit
häufig nur 10 bis 15 Sekunden, um eine Überladung des
Nährbodens mit Rasenbildung zu vermeiden. Bei handelsüb
lichen Petrischalen liegt die sichere Auszählgrenze für
Kolonien bei etwa 300 KBE pro Platte. Ein anderer Nach
teil gegenüber dem Impingement ist, daß die Keimaggregate
nur geringfügig bei dem Probenentnahmevorgang desinte
grieren und daß empfindliche Keime oder nur schwach le
bensfähige Keime bei dem Vorgang des Aufprallens auf die
Nährbodenoberfläche geschädigt werden können. Von Vorteil
ist, daß ähnlich wie bei der Filtration das Probenaufnah
megerät nicht horizontal stehen muß, sondern auch an un
zugänglichen Stellen in verschiedensten Raumwinkeln auf
gestellt werden kann.
Trotz der genannten Nachteile ist die Impaktion ein be
sonders wirtschaftliches und universelles Verfahren zur
Probengewinnung luftgetragener Mikroorganismen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auf Impak
tion beruhendes Verfahren zur Probengewinnung luftgetra
gener Mikroorganismen mittels eines Keimsammlers sowie
einen Keimsammler anzugeben, welche eine automatische Ge
winnung mehrerer Luftproben in vorgegebenen Zeitabständen
ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen des An
spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst und bei einem Keim
sammler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3 durch die im
Kennzeichen des Anspruchs 3 angegebenen Merkmale gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin
dung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 sowie 4 bis 16, der weiteren Be
schreibung und der Zeichnung.
Bei der Erfindung können mit den in einem Magazin gela
gerten Nährbodenbehältern nacheinander mehrere Luftproben
genommen werden. Da die Nährbodenbehälter lediglich zum
Zwecke der Probenentnahme mit dem Probenentnahmekopf ge
koppelt werden, kann während der Lagerung im Magazin
keine Kontamination erfolgen, so daß nach mehreren Meßzy
klen ein Austausch impaktierter Nährbodenbehälter gegen
sterile Nährbodenbehälter gemeinsam in einem Arbeitsgang
durchgeführt werden kann. Die automatische Probenentnahme
ohne Zutun einer Bedienungsperson hat zudem besonders in
Tierställen den Vorteil, daß eine Probenentnahme bei
Stallruhe möglich ist, während eine manuelle Probenent
nahme dazu führen würde, daß die Tiere durch die Anwesen
heit von Personen unruhig werden und die dadurch aufge
wirbelte Luft zu einer höheren Konzentration an Mikroor
ganismen als bei Stallruhe führt.
Für Krankenhäuser und Arbeitsplätze gilt dies in ähnli
cher Weise und ermöglicht auch dort die Ermittlung eines
Nacht- oder Ruhewertes, gegen den die Tages- und Aktivi
tätswerte gestellt werden können.
Dadurch daß die Schlitzdüse während der vorgebbaren Ent
nahmezeit relativ zum Nährbodenbehälter verfahren wird,
ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der impaktierten
Keimkolonien, wodurch eine bessere Auflösung des Meßer
gebnisses ermöglicht wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden
ein rotationssymmetrisch ausgebildeter Nährbodenbehälter
und die Schlitzdüse des Probenentnahmekopfes während der
Probenentnahmezeit relativ zueinander um 360° gedreht.
Dadurch wird auch bei einem derartigen Nährbodenbehälter
eine vollständige Ausnutzung der Nährbodenfläche für die
Impaktierung von Keimen ermöglicht.
Bei einer Ausbildung des Nährbodenbehälters als Petri
schale ist vorgesehen, daß der Probenentnahmekopf aus einem
Außenteil, das eine eine Petrischale aufnehmende rota
tionssymmetrische Öffnung aufweist, und einem der rota
tionssymmetrischen Öffnung relativ zum Außenteil dreh
baren Innenteil besteht. Dabei ist in einem ersten Bereich
zwischen dem Außenteil und dem Innenteil ein erster
Dichtring angeordnet, in einem zweiten Bereich ein Ring
raum zwischen dem Außenteil und dem Innenteil gebildet
und im Außenteil ein zweiter Dichtring angeordnet, gegen
den der Wandungsgrund einer in die Öffnung des Außenteils
eingesetzten Petrischale abdichtend andrückbar ist. In
den Wandungsbereich des Außenteils zwischen dem ersten
und dem zweiten Dichtring mündet eine mit der Luftpumpe
verbundene Saugleitung.
Bei dieser Ausgestaltung gelangt der Luftstrom mit den
Mikroorganismen durch die Schlitzdüse und prallt auf den
Nährboden des Nährbodenbehälters. Während die Mikroorga
nismen bei diesem Vorgang an dem Nährboden haften blei
ben, wird die Luft über den Ringraum zwischen dem Außen
teil und dem Innenteil durch die Saugleitung abgeführt.
Somit ist während der Probenentnahme der Probenentnahme
kopf vom inneren des Gehäuses abgedichtet, so daß keine
Kontaminierung des Innenraums des Gehäuses des Keim
sammlers mit Mikroorganismen eintreten kann. Dadurch ist
auch sichergestellt, daß der Nährbodenbehälter während
des Transports vom Magazin zum Probenentnahmekopf und zu
rück nicht unkontrolliert mit Mikroorganismen in Kontakt
kommt.
Vorzugsweise ragt eine die Schlitzdüse aufnehmende Stirn
fläche des Innenteils bei in das Außenteil eingesetzter
Petrischale in diese hinein. Ein Übergang der Stirnfläche
zur Mantelfläche ist dabei abgerundet.
Durch diese Maßnahme läßt sich ein sehr geringer Abstand
zwischen der Schlitzdüse und dem Nährboden einhalten, so
daß beim Aufprall des Luftstroms auf den Nährboden noch
eine hohe Luftgeschwindigkeit vorherrscht, die dazu
führt, daß ein sehr großer Anteil der im Luftstrom ent
haltenen Mikroorganismen auch tatsächlich am Nährboden
anhaftet und nicht mit dem abgesaugten Luftstrom wieder
in die Umgebung gelangen. Durch den abgerundeten Übergang
der Stirnfläche zur Mantelfläche des Innenteils wird eine
Berührung des Nährbodens am Rande der Petrischale vermie
den, an der der Nährboden üblicherweise hochsteht.
Vorzugsweise befindet sich die Schlitzdüse bei in das
Außenteil eingesetzter Petrischale im Abstand von 1 mm
zur Oberfläche des in der Petrischale befindlichen Nähr
bodens.
Bei einer praktischen Ausgestaltung trägt das Innenteil
einen verzahnten Flansch, der mit einem im Außenteil ge
lagerten Antriebsritzel des Antriebs in Eingriff steht.
Durch diese Ausgestaltung ist einmal das Innenteil leicht
auswechselbar, zum anderen stellt die Kombination aus dem
verzahnten Flansch und dem Antriebsritzel ein Unterset
zungsgetriebe dar, so daß auf ein zusätzliches Unter
setzungsgetriebe eventuell verzichtet werden kann. Außer
dem bietet der Zahnradantrieb eine formschlüssige Koppe
lung des Innenteils mit dem Antrieb, so daß eine vorgeb
bare Position der Schlitzdüse mit hoher Wiederkehrgenau
igkeit angefahren werden kann.
Die Schlitzdüse kann aus zwei auswechselbaren, mit der
Stirnfläche des Innenteils verschraubbaren Platten be
stehen.
Dadurch ist es möglich, den Luftdurchtrittsquerschnitt
der Schlitzdüse durch Austausch der Platten zu verändern,
so daß dadurch die Luftgeschwindigkeit und das pro Zeit
einheit eingesaugte Luftvolumen an die Meßbedingungen
angepaßt werden können. Ferner besteht auch die Möglich
keit, die verschraubbaren Platten unabhängig vom übrigen
Keimsammler zum Zwecke der Desinfizierung vorübergehend
auszubauen.
Die Transportvorrichtung kann aus einem Klauengreifer mit
zwei gegensinnig spreiz- und schließbaren halbrunden
Klauen bestehen, der auf Schlitten zwischen dem Magazin
und dem Probenentnahmekopfin drei Freiheitsgraden ver
fahrbar ist.
Mit einem solchen Klauengreifer lassen sich insbesondere
rotationssymmetrische Nährbodenbehälter sicher ergreifen
und handhaben, wobei das Abnehmen und Aufsetzen eines
eventuellen Verschlußdeckels nicht beeinträchtigt wird.
Durch die drei Freiheitsgrade läßt sich der Nährbodenbe
hälter sowohl in der Ebene verfahren, als auch in Rich
tung seiner Achse, so daß er in die Öffnung des Außen
teils des Probenentnahmekopfes überführt und an die zuge
hörige Dichtung angedrückt werden kann.
Ferner kann eine Haltevorrichtung zur Aufnahme eines Ver
schlußdeckels eines vom Magazin zum Probenentnahmekopf
und zurück zu transportierenden Nährbodenbehälters vorge
sehen sein. Diese Haltevorrichtung kann eine konische
und/oder mit wenigstens einer Blattfeder versehene pas
sive Klemmvorrichtung sein.
Durch diese Ausgestaltung erübrigt sich eine gesonderte
Abnahme und Aufsetzvorrichtung für einen Verschlußdeckel.
Vielmehr kann diese Funktion durch den Klauengreifer mit
der Transportvorrichtung erfolgen, indem zunächst der mit
dem Verschlußdeckel versehene Nährbodenbehälter in die
Haltevorrichtung gebracht, dort der Verschlußdeckel fest
gehalten, anschließend der Nährbodenbehälter zum Proben
entnahmekopf und zurück überführt wird und schließlich
der Nährbodenbehälter wieder in den Verschlußdeckel hin
eingefahren und dann gemeinsam mit diesem aus der Halte
vorrichtung entfernt wird.
Bei einer praktischen Ausführung ist das Magazin als mo
torisch drehbare Trommel mit radial angeordneten Fächern
zur Aufnahme der Nährbodenbehälter ausgebildet.
Die Trommel kann dabei durch schrittweise Drehung so po
sitioniert werden, daß der Klauengreifer mit der Trans
portvorrichtung einen Nährbodenbehälter immer an dersel
ben Stelle aus dem Magazin entnehmen bzw. in das Magazin
zurückstellen kann.
Blattfedern zur Halterung der Nährbodenbehälter in den
Fächern sorgen dafür, daß die Nährbodenbehälter in jeder
möglichen Lage in den Fächern gesichert sind und gleich
zeitig der Verschlußdeckel an den Behälter angedrückt
wird, so daß auch keine Mikroorganismen unkontrolliert
entweichen können.
Zweckmäßig weist die Trommel eine mit einer luftdicht
verschließbaren Platte versehene Beschickungs- und Ent
nahmeöffnung auf. Hierdurch kann das gesamte Magazin an
Nährbodenbehältern entnommen und gegen einen neues ausge
tauscht werden, ohne daß hierzu das Gehäuse des Keim
sammlers geöffnet werden muß. Dadurch läßt sich der Aus
tausch der Nährbodenbehälter in sehr kurzer Zeit durch
führen und bei diesem Vorgang ein Eindringen von Mikro
organismen in das Innere des Keimsammlers vermeiden.
Vorzugsweise ist eine programmierbare Ablaufsteuerung
vorgesehen, mit der die Antriebe des Probenentnahme
kopfes, der Luftpumpe, der Transportvorrichtung und des
Magazins steuerbar sind.
Dadurch ist die Probenentnahmezeit und die Zykluszeit in
nerhalb weiter Grenzen beliebig programmierbar. Ferner
sind die einzelnen Antriebe exakt aufeinander abstimmbar,
so daß ein reibungsloser Ablauf der einzelnen Probenent
nahmevorgänge gewährleistet ist.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt von oben durch
einen Keimsammler,
Fig. 2 einen Längsschnitt von der Seite
durch einen Keimsammler,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Pro
benentnahmekopf,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Innenteil ei
nes Probenentnahmekopfes, und
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Klauengrei
fer.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Keimsammler besteht aus
einem Gehäuse 10, in dem ein Probenentnahmekopf 12, eine
motorisch angetriebene Luftpumpe 24, eine Transportvor
richtung 22, ein Magazin 18 mit mehreren Fächern 68 zur
Aufnahme von als Petrischalen ausgebildeten Nährbodenbe
hältern 16 und eine programmierbare Ablaufsteuerung 74
angeordnet sind. Der Aufbau des Probenentnahmekopfes 12
ergibt sich im einzelnen aus den Fig. 3 und 4.
Der Probenentnahmekopf 12 bildet ein Außenteil 32 mit ei
ner rotationssymmetrischen Öffnung 34 und ein in der
rotationssymmetrischen Öffnung 34 relativ zum Außenteil
drehbares Innenteil 30.
Dabei ist in einem ersten in der Zeichnung oberen Bereich
36 zwischen dem Außenteil 32 und dem Innenteil 30 ein er
ster Dichtring 38 angeordnet, der das Außenteil 32 gegen
das Innenteil 30 nach außen abdichtet. In einem zweiten
Bereich 40 ist ein Ringraum 42 zwischen dem Außenteil 32
und dem Innenteil 30 dadurch gebildet, daß sich die Öff
nung 34 im Außenteil 32 im Durchmesser nach unten hin
aufweitet, während der Durchmesser des Innenteils 30 kon
stant bleibt. In diesem zweiten, in der Zeichnung unten
liegenden Bereich 40 ist im Außenteil 32 ein zweiter
Dichtring 44 angeordnet. Dieser Dichtring 44 dient dazu,
den Wandungsrand einer in die Öffnung des Außenteils ein
gesetzten Petrischale 16 gegen das Außenteil 32 abzu
dichten. In den Wandungsbereich des Außenteils 32 zwi
schen dem ersten und dem zweiten Dichtring 38; 44 mündet
eine Saugleitung 46, die mit der motorisch angetriebenen
Luftpumpe 24 verbunden ist.
Das Innenteil 30 trägt an seiner Stirnfläche eine
Schlitzdüse 26, die aus zwei auswechselbaren, mit dem In
nenteil 30 verschraubbaren Platten 52, 54 besteht. Das
Innenteil 30 ragt in die Petrischale 16 hinein, wobei der
Abstand der Schlitzdüse 26 zur Oberfläche des in der Pe
trischale 16 befindlichen Nährbodens 14 ca. 1 mm beträgt.
Da der Nährboden 14 im Randbereich der Petrischale 16
hochsteht, ist der Übergang der Stirnfläche des Innen
teils 30 zu seiner Mantelfläche abgerundet.
Die durch die Luftpumpe 24 angesaugte Luft strömt bei
eingesetzter Petrischale 16 somit durch die Schlitzdüse
26 und prallt zunächst auf die Oberfläche des Nährbodens
14 auf. Der Luftstrom verteilt sich dann in der Petri
schale 16, entweicht in den Ringraum 42 und wird über die
Saugleitung 46 von die Luftpumpe 24 nach außen abgeführt.
Im in der Zeichnung oberen Bereich trägt das Innenteil 30
einen verzahnten Flansch 48, der mit einem im Außenteil
32 gelagerten Antriebsritzel 50 des Antriebs 28 in Ein
griff steht. Mittels dieses Antriebs 28 wird während der
Probenentnahme das Innenteil 30 einmal um 360° gedreht,
so daß die Schlitzdüse 26 den gesamten Nährboden 14 ein
mal überstreicht und die koloniebildenden Keime damit auf
der gesamten zur Verfügung stehenden Nährbodenfläche der
Petrischale 16 gleichmäßig verteilt werden.
Sowohl die für eine Probenentnahme vorbereiteten Nähr
bodenbehälter 16 als auch die bereits impaktierten Nähr
bodenbehälter 16 befinden sich in einem Magazin 18 , das
als motorisch drehbare Trommel 66 ausgebildet ist. In
dieser Trommel 66 sind die Nährbodenbehälter 16 in radial
angeordneten Fächern 68 enthalten. Zum Transport vom Ma
gazin 18 zum Probenentnahmekopf 12 und zurück dient eine
Transportvorrichtung 22 mit einem Klauengreifer 56, der
im einzelnen in Fig. 5 dargestellt ist. Der Klauengreifer
56 besitzt zwei gegensinnig spreiz- und schließbare halb
runde Klauen 58, 60, die jeweils eine Petrischale 16 an
ihrer Mantelfläche teilweise umgreifen können. Der Klau
engreifer 56 ist mittels der Transportvorrichtung 22 in
drei Freiheitsgraden verfahrbar, d. h., auf den in Fig. 1
dargestellten Führungen in x-, y-, und z-Richtung. Die
x- und y-Führungen verlaufen parallel zum Boden des Gehäu
ses, während die z-Richtung senkrecht dazu verläuft. Die
motorisch drehbare Trommel 66 des Magazins 18 umfaßt ein
Zahnrad 76, das mit einem mit einem Antrieb 78 versehenen
Ritzel 80 in Eingriff steht.
Auf dem Umfang der Trommel 66 sind zwölf Fächer 68
gleichmäßig verteilt, die Blattfedern 70 zur Halterung
der Nährbodenbehälter 16 aufweisen. Eine Deckfläche der
Trommel 66 ist mit einer luftdicht verschließbaren Platte
72 versehen und bildet eine Beschickungs- und Entnahme
öffnung für die Nährbodenbehälter 16. Dabei können entwe
der die Nährbodenbehälter 16 einzeln aus den Fächern 68
herausgenommen bzw. eingesetzt werden oder es kann auch
ein Einsatz der Trommel 66 mit sämtlichen Nährbodenbehältern 16
in einem Arbeitsgang gegen einen neuen Trommel
einsatz ausgetauscht werden.
Die Trommel 66 bildet lediglich einen Schlitz zum Inneren
des Gehäuses 10, durch den die gerade in dieser Position
befindlichen Fächer 68 zugänglich sind und in die der
Klauengreifer 56 der Transportvorrichtung 22 hineinfahren
kann.
Außerhalb der Trommel 66 befindet sich eine Haltevorrich
tung 62 zur Aufnahme eines Verschlußdeckels 64, mit dem
die Nährbodenbehälter 16 üblicherweise abgedeckt sind.
Diese Haltevorrichtung 62 wird von der Transportvorrich
tung 22 angefahren, wobei der Verschlußdeckel 64 in eine
konische und/oder mit wenigstens einer Blattfeder verse
hene passive Klemmvorrichtung gelangt. Nachdem der Ver
schlußdeckel 64 eingeklemmt ist, kann der Nährbodenbehäl
ter 16 axial verfahren und so vom Verschlußdeckel 64 ge
trennt werden.
Nach der Probenentnahme wird der Nährbodenbehälter 16
dann wieder in den Verschlußdeckel 64 hineingefahren, an
schließend aus der Haltevorrichtung 62 herausgedrückt und
schließlich in das zugeordnet Fach 68 des Magazins 18
verbracht. Die programmierbare Ablaufsteuerung 74 ist mit
den Antrieben des Probenentnahmekopfes 12 , der Luftpumpe
24, der Transportvorrichtung 22 und des Magazins 18 ver
bunden, so daß die Bewegungsabläufe aufeinander abge
stimmt werden können und in weiten Grenzen die Probenent
nahmezeit und die Zyklus zeit zwischen der Entnahme auf
einanderfolgender Proben einstellbar ist. Die Einstellung
kann durch eine von außen zugängliche Tastatur erfolgen.
Zu Beginn einer Probenentnahme fährt die Transportvor
richtung 22 in y-Richtung mit dem Klauengreifer 56 in das
gerade auf dem Niveau des Klauengreifers 56 befindliche
Fach 68 des Magazins 18, wobei die Klauen 58, 60 des
Klauengreifers 56 beim Überstreichen der Wandung der Pe
trischale 16 automatisch öffnen und danach wieder schlie
ßen. Der Klauengreifer 56 wird dann verriegelt, so daß
beim anschließenden Herausfahren aus dem Fach 68 die Pe
trischale 16 mitgenommen wird. Anschließend wird eine
Verfahrbewegung zunächst in Richtung der z-Achse und dann
in Richtung der x-Achse durchgeführt, wobei der Ver
schlußdeckel 64 der Petrischale 16 in die Haltevorrich
tung 62 gelangt und dort festgeklemmt wird. Durch Verfah
ren in umgekehrter z-Richtung wird nun die Petrischale 16
von dem Verschlußdeckel 64 getrennt. Anschließend ver
fährt die Transportvorrichtung in x-Richtung unter den
Probenentnahmekopf 12 und sobald die Petrischale 16 mit
der Öffnung 34 im Außenteil 32 des Probenentnahmekopfes
12 fluchtet, in z-Richtung in die Öffnung 34 hinein, bis
der Wandungsrand der Petrischale 16 gegen den zweiten
Dichtring 44 zur Anlage gelangt.
Während nun das Innenteil 30 mit der Schlitzdüse 26 ein
mal um 360° gedreht wird, wird gleichzeitig die Luftpumpe
24 eingeschaltet, so daß Luft über die Schlitzdüse 26 an
gesaugt wird und die Mikroorganismen auf dem Nährboden 14
der Petrischale 16 anhaften. Sobald eine volle Umdrehung
des Innenteils 30 erreicht ist, wird die Luftpumpe 24
wieder ausgeschaltet, die Petrischale 16 in umgekehrter
z-Richtung aus der Öffnung 34 des Außenteils 32 heraus
gefahren, anschließend in umgekehrter x-Richtung zur
Haltevorrichtung 62 verfahren, dort in z-Richtung in den
Verschlußdeckel 64 hineingefahren und anschließend
gemeinsam mit dem Verschlußdeckel 64 zunächst in umge
kehrter x-Richtung aus der Haltevorrichtung 62 befreit,
dann in umgekehrter z-Richtung abgesenkt und schließlich
in y- Richtung in das Fach 68 des Magazins 18 zurückge
stellt.
Dabei wird die Petrischale 16 mit dem Verschlußdeckel 64
durch die Blattfedern 70 im Fach 68 eingeklemmt, der
Klauengreifer 56 entriegelt und die Transportvorrichtung 22
mit dem Klauengreifer 56 aus dem Fach 68 des Magazins
18 herausgefahren. Dabei öffnet sich der Klauengreifer 56
und gibt die Petrischale 16 frei. Anschließend wird die
Trommel 66 um ein Fach 68 weitergedreht. Der Keimsammler
befindet sich dann in Warteposition zur Entnahme einer
weiteren Probe, die in gleicher Weise genommen werden
kann.
Wenn ein vollständiger Durchlauf mehrerer Probenentnahme
zyklen erfolgt ist, können die Nährbodenbehälter 16 durch
Abnahme der Platte 72 an der Trommel 66 über die Entnah
meöffnung entnommen werden und neue vorbereitete Nährbo
denbehälter 16 eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste
10 Gehäuse
12 Probenentnahmekopf
14 Nährboden
16 Nährbodenbehälter, Petrischale
18 Magazin
20 Antrieb für Transportvorrichtung
22 Transportvorrichtung
24 Luftpumpe
26 Schlitzdüse
28 Antrieb für Schlitzdüse, Innenteil
30 Innenteil
32 Außenteil
34 Öffnung im Außenteil
36 erster Bereich
38 erster Dichtring
40 zweiter Bereich
42 Ringraum
44 zweiter Dichtring
46 Saugleitung
48 Flansch
50 Antriebsritzel
52 verschraubbare Platte
54 verschraubbare Platte
56 Klauengreifer
58 halbrunde Klaue
60 halbrunde Klaue
62 Haltevorrichtung
64 Verschlußdeckel
66 Trommel
68 Fach
70 Blattfeder
72 verschließbare Platte
74 Ablaufsteuerung
76 Zahnrad
78 Antrieb
80 Ritzel
12 Probenentnahmekopf
14 Nährboden
16 Nährbodenbehälter, Petrischale
18 Magazin
20 Antrieb für Transportvorrichtung
22 Transportvorrichtung
24 Luftpumpe
26 Schlitzdüse
28 Antrieb für Schlitzdüse, Innenteil
30 Innenteil
32 Außenteil
34 Öffnung im Außenteil
36 erster Bereich
38 erster Dichtring
40 zweiter Bereich
42 Ringraum
44 zweiter Dichtring
46 Saugleitung
48 Flansch
50 Antriebsritzel
52 verschraubbare Platte
54 verschraubbare Platte
56 Klauengreifer
58 halbrunde Klaue
60 halbrunde Klaue
62 Haltevorrichtung
64 Verschlußdeckel
66 Trommel
68 Fach
70 Blattfeder
72 verschließbare Platte
74 Ablaufsteuerung
76 Zahnrad
78 Antrieb
80 Ritzel
Claims (16)
1. Verfahren zur Probengewinnung luftgetragener Mikro
organismen mittels eines Keimsammlers, wobei während
einer vorgebbaren Entnahme zeit Luft an einem Entnahmeort
unter Unterdruck angesaugt und ein Luftstrom durch wenig
stens eine Düse auf einen Nährboden gelenkt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß in vorgebbaren Entnahmezyklen ein mit
einem Nährboden vorbereiteter Nährbodenbehälter automa
tisch aus einem Magazin mit mehreren Nährbodenbehältern
entnommen, anschließend mit einem eine Schlitzdüse auf
weisenden Probenentnahmekopf gekoppelt und unter Beauf
schlagung von Unterdruck der Nährbodenbehälter und die
Schlitzdüse mittels eines Antrieb während der vorgebbaren
Entnahme zeit relativ zueinander verfahren werden und
schließlich der Nährbodenbehälter wieder in das Magazin
verbracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer rotationssymmetrischen Ausbildung des Nähr
bodenbehälters dieser und die Schlitzdüse des Probenent
nahmekopfes während der Probenentnahme relativ zueinander
um 360° gedreht werden.
3. Keimsammler zur Probengewinnung luftgetragener Mi
kroorganismen, welcher ein Gehäuse (10) mit einem wenig
stens eine Düse (26) aufweisenden Probenentnahmekopf (12), an
den ein mit einem Nährboden (14) vorbereiteter Nährboden
behälter (16) koppelbar ist, sowie einen Unterdruckerzeu
ger umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (10)
des Keimsammlers ein Magazin (18) mit mehreren Nährboden
behältern (16) und eine einen Antrieb (20) aufweisende
Transportvorrichtung (22) zur Überführung jeweils eines
Nährbodenbehälters (16) vom Magazin (18) zum Probenent
nahmekopf (12) und zurück angeordnet sind, daß der Unter
druckerzeuger als motorisch angetriebene Luftpumpe (24)
ausgebildet ist und daß die Düse (26) als eine
Schlitzdüse ausgebildet ist und der Probenentnahmekopf (12)
mit einem Antrieb (28) gekop
pelt ist, der während der Probenentnahme eine Relativbe
wegung zwischen der Schlitzdüse (26) und dem Nährboden
behälter (16) ausübt.
4. Keimsammler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Nährbodenbehälter (16) und ein die Schlitz
düse (26) des Probenentnahmekopfes (12) aufnehmendes In
nenteil (30) rotationssymmetrisch ausgebildet sind und
daß der Antrieb (28) ein Drehantrieb ist, welcher eine
Relativdrehung zwischen der Schlitzdüse (26) und dem
Nährbodenbehälter (16) von 360° ausübt.
5. Keimsammler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Nährbodenbehälter (16) eine Petrischale ist und
daß der Probenentnahmekopf (12) aus einem Außenteil (32), das
eine eine Petrischale (16) aufnehmbare rotationssymmetri
sche Öffnung (34) aufweist, und einem in der rotationssym
metrischen Öffnung (34) relativ zum Außenteil (32) dreh
baren Innenteil (30) besteht, wobei in einem ersten Be
reich (36) zwischen dem Außenteil (32) und dem Innen
teil (30) ein erster Dichtring (38) angeordnet ist, in
einem zweiten Bereich (40) ein Ringraum (42) zwischen dem
Außenteil (32) und dem Innenteil (30) gebildet und im
Außenteil (32) ein zweiter Dichtring (44) angeordnet ist,
gegen den der Wandungsrand einer in die Öffnung (34) des
Außenteils (32) eingesetzten Petrischale (16) abdichtend
andrückbar ist, und daß in den Wandungsbereich des Außen
teils (32) zwischen dem ersten und dem zweiten
Dichtring (38; 44) eine mit der Luftpumpe (24) verbundene
Saugleitung (46) mündet.
6. Keimsammler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß eine die Schlitzdüse (26) aufnehmende Stirnfläche des
Innenteils (30) bei in das Außenteil (32) eingesetzter
Petrischale (16) in die Petrischale (16) hineinragt und
ein Übergang der Stirnfläche zur Mantelfläche abgerundet
ist.
7. Keimsammler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß bei in das Außenteil (32) eingesetzter Petri
schale (16) der Abstand der Schlitzdüse (26) zur Oberflä
che des in der Petrischale (16) befindlichen Nährbo
dens (14) wenigstens 1 mm beträgt.
8. Keimsammler nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß das Innenteil (30) einen
verzahnten Flansch (48) trägt, der mit einem im Außen
teil (32) gelagerten Antriebsritzel (50) des An
triebs (28) in Eingriff steht.
9. Keimsammler nach einem der Ansprüche 3 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüse (26) aus zwei
auswechselbaren, mit der Stirnfläche des Innenteils (30)
verschraubbaren Platten (52, 54) besteht.
10. Keimsammler nach einem der Ansprüche 3 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (22) aus
einem Klauengreifer (56) mit zwei gegensinnig spreiz- und
schließbaren halbrunden Klauen (58, 60) besteht, der auf
einem Schlitten zwischen dem Magazin (18) und dem Pro
benentnahmekopf (12) in drei Freiheitsgraden verfahrbar
ist.
11. Keimsammler nach einem der Ansprüche 3 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß eine Haltevorrichtung (62) zur
Aufnahme eines Verschlußdeckels (64) eines vom Maga
zin (18) zum Probenentnahmekopf (12) und zurück zu trans
portierenden Nährbodenbehälters (16) vorgesehen ist.
12. Keimsammler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Haltevorrichtung (62) eine konische und/oder
mit wenigstens einer Blattfeder versehene passive
Klemmvorrichtung ist.
13. Keimsammler nach einem der Ansprüche 3 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß das Magazin (18) als motorisch
drehbare Trommel (66) mit radial angeordneten Fä
chern (68) zur Aufnahme der Nährbodenbehälter (16) ausge
bildet ist.
14. Keimsammler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß die Fächer (68) Blattfedern (70) zur Halterung
der Nährbodenbehälter (16) aufweisen.
15. Keimsammler nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Trommel (66) eine mit einer luft
dicht verschließbaren Platte (72) versehene Beschickungs-
und Entnahmeöffnung aufweist.
16. Keimsammler nach einem der Ansprüche 3 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß eine programmierbare Ablauf
steuerung (74) vorgesehen ist, mit der die Antriebe des
Probenentnahmekopfes (12), der Luftpumpe (24), der
Transportvorrichtung (22) und des Magazins (18) steuerbar
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19503663A DE19503663C2 (de) | 1994-01-28 | 1995-01-27 | Verfahren zur Probengewinnung luftgetragener Mikroorganismen mittels eines Keimsammlers sowie Keimsammler |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4402482 | 1994-01-28 | ||
DE19503663A DE19503663C2 (de) | 1994-01-28 | 1995-01-27 | Verfahren zur Probengewinnung luftgetragener Mikroorganismen mittels eines Keimsammlers sowie Keimsammler |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19503663A1 DE19503663A1 (de) | 1995-08-03 |
DE19503663C2 true DE19503663C2 (de) | 1996-12-19 |
Family
ID=6508870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19503663A Expired - Fee Related DE19503663C2 (de) | 1994-01-28 | 1995-01-27 | Verfahren zur Probengewinnung luftgetragener Mikroorganismen mittels eines Keimsammlers sowie Keimsammler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19503663C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10301446A1 (de) * | 2003-01-09 | 2004-07-22 | A.I.D. Autoimmun Diagnostika Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Ent- und Beladen von mit Petrischalen beladenen Magazinen |
US6958234B2 (en) | 2003-04-03 | 2005-10-25 | Hospira, Inc. | Automatic microbial air sampling system and method |
Families Citing this family (9)
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DE19546093A1 (de) * | 1995-12-11 | 1997-06-12 | Ross Karl Dipl Ing | Kombiniertes Dosimeter zur gleichzeitigen Sammlung/Bestimmung von Bakterien, Chemikalien, Hefen, Pilzen und radioaktiven Aerosolen |
US6023982A (en) * | 1998-05-01 | 2000-02-15 | Rupprecht & Patashnick Company, Inc. | Sequential air sampler with automatic sample collector changer |
WO2003102548A1 (de) * | 2002-05-31 | 2003-12-11 | Abb Patent Gmbh | Analyseeinrichtung zur qualitätsüberwachung eines gasförmigen stoffes oder stoffgemisches, insbesondere luft |
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DE102006044546A1 (de) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Biotest Ag | Luftkeimsammler |
CN102199527B (zh) * | 2011-04-15 | 2013-07-17 | 苏州苏净仪器自控设备有限公司 | 一种在线多点式微生物采集*** |
CN102220235B (zh) * | 2011-04-15 | 2013-07-31 | 苏州苏净仪器自控设备有限公司 | 一种微生物采样器的采样头 |
DE102011053759A1 (de) * | 2011-09-19 | 2013-03-21 | Helmut Holbach | Sammelvorrichtung zum Sammeln von Substanzen aus einem Gas |
CN116042383B (zh) * | 2023-01-06 | 2023-10-10 | 江苏海魄酒业股份有限公司 | 一种用于酿酒的海洋微生物的培养***及培养方法 |
Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
US3968012A (en) * | 1975-06-06 | 1976-07-06 | Jones Jay A | Aerosol bacterial contamination test kit |
DE9306607U1 (de) * | 1993-05-03 | 1993-08-19 | Biotest Ag, 63303 Dreieich | Luftkeimsammler |
-
1995
- 1995-01-27 DE DE19503663A patent/DE19503663C2/de not_active Expired - Fee Related
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US7191670B2 (en) | 2003-04-03 | 2007-03-20 | Hospira. Inc. | Automatic microbial air sampling system and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19503663A1 (de) | 1995-08-03 |
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