-
Gegenstand
der vorliegenden Anmeldung sind Vorrichtungen zur Analyse von Gasen,
bevorzugt zur Untersuchung von Luft im Hinblick auf gesundheitsschädliche Stoffe
im Haushaltsbereich.
-
Auf
die Belastung der Umwelt durch verschiedenste gesundheitsschädliche,
also auch giftige Stoffe wird zunehmend ein Augenmerk gelenkt.
-
In
einer wegweisenden Studie des Landesgsundheitsamtes Baden-Württemberg
(Schimmelpilze in Innenräumen – Nachweis,
Bewertung, Qualitätsmanagement;
Abgestimmtes Arbeitsergebnis des Arbeitskreises Qualitätssicherung – Schimmelpilze
in Innenräumen
am Landesgesundheitsamt Baden-Württemberg
vom 14.12.2001, erhältlich ebenda;
hier in Folgenden als „LGA-BW-Studie" bezeichnet) wird
ein Teilbereich dieser Problematik beschrieben.
-
Darin
werden Verfahren beschrieben, daß geeignete Probenzwischenträger in den
zu untersuchenden Räumen
vor Ort ein Kontakt mit der zu untersuchenden Luft gebracht werden,
die dann in einem geeigenten Labor an einem anderen Ort weiter untersucht
und analysiert werden, um Rückschlüsse auf
die Ausgangsluft zu gewinnen.
-
Als
Probenzwischenträger
werden sterile Filter mit Porengrößen von 0,1 μm – 10 μm oder Nährböden, sowie
Aktivkohlefilter genannt.
-
Die
Thematik der Filter wird beschrieben in der Firmenbroschüre der Fa.
Sartorius AG, Göttingen „Gelatin
Membrane Filter Method: For quantitative, validatable air monitoring
in isolators and clean rooms." (1998,
Bestell Nr.: 85030-509-97 Lit#C-004), wo insbesondere die Verwendung
von Gelatinefilter mit Porengrößen von
3 μm empfohlen
wird.
-
Zur
Untersuchung von Luft mit haushaltsüblichen Mitteln wird von Fa.
Dräger
Lübeck
ein kombiniertes Produkt- und Analyseserviceangebot, der BIO-Check,
angeboten (Firmenbroschüre
Fa. Dräger Lübeck). Dabei
wird als Probenzwischenträger
ein zunächst
verschlossener steriler Filteraufsatz zum einmaligene Gebrauch eingesetzt,
der an den Haushalt versandt wird, in dem z.B. eine Schimmelpilzanalyse
der Raumluft stattfinden soll. Der Aufsatz wird dort auf einen Haushaltsstaubsauger
gesteckt, nachdem die beiden Verschlußkappen abgenommen wurden.
Anschließend
wird über
einen gewissen Zeitraum durch Anschalten des Staubsaugers eine bestimmte
Zeit Luftdurch den Filteraufsatz geblasen. Danach wird der Aufsatz
mit den Gummikappen verschlossen und zur Analyse in ein Servicelabor
eingesandt.
-
Ein
Nachteil dieser Methode, die unter Aspekten des Qualitätsmanagements
wie in der oben erwähnten
LGA-BW-Studie ausdrücklich
beschrieben, ist, daß über dieses
Verfahren keinerlei Informationen über die Menge an Luft erhoben
werden können,
aus der Luftbelastungen ausgefiltert wurden. Die Varianz der Saugleistung
herkömmlicher
Haushaltsstaubsauger variiert sehr stark, so daß die Messung der Zeit alleine
als Maß für die Menge
an Luft, die durch das Filter gesogen wurde nicht ausreicht.
-
Darüber hinaus
läßt die Ausführung des
Filters bei dieser beschriebenen Ausführung im Hinblick auf die Aufrechterhaltung
der Sterilität über den
gesamten Meßprozeß zu wünschen übrig.
-
Überraschender
Weise wurde durch die hier beschriebenen Vorrichtungen erhebliche
Verbesserungen bei der Probennahme gefunden.
-
1 zeigt den prinzipiellen
Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Sie besteht aus einem sterilen oder sterilisierbaren Filterhalter
(5) mit zwei verschließbaren Öffnungen
(23), einem geeigneten Probenzwischenträger (1) und einem
integrierten Luftstrommessgerät
insbesondere einem Anemometer (2) oder ähnlichem. Über den Querschnitt des Luftkanals
und die an dem Anemometer (2) angezeigten Luftströmungsgeschwindigkeit
läßt sich zusammen
mit der gemessenen Dauer der Filterexposition das Volumen an Luft
berechnen, aus der mögliche
Verunreinigungen herausfiltriert und auf den Probenzwischenträger (1) übertragen
wurden.
-
Bei
dem Filterhalter (5) handelt es sich um eine im Innenraum,
in dem sich der sterile Probenzwischenträger (1) befindet,
sterile oder sterilisierbare Vorrichtung bevorzugt aus Metall, jedoch
sind auch Vorrichtungen aus verformbarem Kunststoff zum einmaligen
Gebrauch erfindungsgemäß einsetzbar.
-
Als
Probenzwischenträger
(1) kommen dabei Filter zum Einsatz. In der LGA Studie
werden dafür
sterile Gelatine oder aber Polycarbonatfilter mit einem Porendurchmesser
von 1 – 10 μm empfohlen, wie
in der zuvor zitierten Firmenbroschüre der Fa. Sartorius AG erwähnt.
-
Zur
Unterstützung
dieser labilen Filter kommen erfindungsgemäß käufliche Siebe (10)
oder aber speziell gefertigte Elemente bevorzugt aus Metall sein
mit Durchmessern von 1 – 20
cm bevorzugt jedoch 6 – 12
cm und mindestens 400 Löchern
zum Einsatz. Der Durchmesser eines Siebloches beträgt dabei
0,1 – 2
mm bevorzugt 0,2 – 0,6
mm zu liegen kommen. Sie können
bei Vorrichtungen zum einmaligen Gebrauch auch aus Kunststoff sein.
-
Bei
den Anemometern (2) lassen sich handelsübliche Flügelradgeräte benutzen. Erfindungsgemäß lassen
sich jedoch alle Messgeräte
nutzen, mit denen der Luftstrom durch das Filter gemessen werden
kann. Im allgemeinen haben diese Geräte eine Ein-Ausschaltfunktion (8) sowie
eine Anzeige (7).
-
2 zeigt ein Variante einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die zum Einstellen eines bestimmten vorgegebenen Luftstroms eine
regulierbare Belüftung
vorhält.
Wie sich in der Praxis gezeigt hatte, ist die Saugleistung vieler
Staubsauger zu stark, so daß sie
durch eine regulierbare Öffnung
(9) vermindert werden muß, um für einige Keime den Probennahmestress
zu vermindern.
-
Erste
Feldversuche mit Prototypen haben überraschenderweise gezeigt,
daß sich
durch Umgestaltung des steriliserbaren Filterhalters (5)
diese Vorrichtung auch zur Aufnahme von weiteren Probenzwischenträgern (1)
eingesetzt werden können. So
zeigt 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die
als Impactor eingesetzt werden kann. Dabei werden Nährkulturböden (14)
direkt durch die im Luftstrom befindlichen Keime beaufschlagt. Bei
dieser Anwendung ist die Erfassung und Regulierung des Luftstroms
unumgänglich
und Vorrichtungen gem. 2 werden
bevorzugt eingesetzt.
-
In
der LGA-BW-Studie werden als Probenzwischenträger (1) mit Aktivkohle-Filter
(15) beschrieben, die sich mit einer weiteren Variante
eines Filtervorsatzes (5) einsetzen lassen. Bei dieser
Anwendung spielt naturgemäß die Sterilität des Filtervorsatzes
(5) eine untergeordnete Rolle. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Variante
für den
Einsatz eines Aktivkohle-Filters (15). Um diesen Filter
zur weiteren Analyse im Labor aus der Vorrichtung (5) entnehmen
zu können,
ist eine Verschraubung (16) vorgesehen. Diese sollte nur
von autorisiertem Laborpersonal geöffnet werden können und
was deshalb erfindungsgemäß nur mit
Spezialwerkzeug erfolgen kann.
-
5 zeigt die Konstruktionszeichnung
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
mit einem sterilisierbaren, verschließbaren Filterhalter (5),
der Probenzwischenträger
(1) im Allgemeinen ein steriles Filter (1) und
ein Sieb (10) enthält,
sowie ein Verbindungselement (6), das eine Aufnahme (20)
für ein Anemometer
(2), eine Öffnung
zur Belüftung
(9) und eine Öffnung
(21) zum Abschluß eines
Staubsaugers enthält.
Dieses Verbindungselement (6) besteht erfindungsgemäß aus Kunststoff,
bevorzugt Silikon und kann durch die trichterförmige Ausformung des Anschlusses
(21) Saugrohrdurchmesser von 26 – 47 mm der Staubsauger aufnehmen.
-
6 zeigt die Konstruktionszeichung
im Schnitt einer verschlossenen Filterhalterung, mit dem Sieb (10)
dem Probenzwischenträger
(1), das durch einen Klemmring (18) gehalten wird.
Dieser Klemmring (18) enthält mindestens eine Nut (17),
mit deren Hilfe der Fachmann mit einem Spezialwerkzeug die Verschraubung
lösen und
den Probenzwischenträger (1)
für die
weitere Verarbeitung im Labor aus der Vorrichtung (5) entnehmene
kann. An beiden Enden sind entsprechende Kappen (4) aufgeschraubt,
die mittels O-Ringen (19) den Filterrraum nach außen luftdicht abschliessen,
um die Sterilität
des Innenraums zu gewährleisten.
-
7 zeigt die Konstruktionszeichnung
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
eines Verbindungsstücks
(6) zum Staubsauger mit einem Gewinde (22) als Übergang
zum Filterhalter (5), einer Aufnahme für eine Anemometer (20),
einer Öffnung (9)
für eine
regelbare Luftzufuhr, die erfindungsmäß mit einem regulierbaren Ventil
(nicht gezeigt) verschlossen ist. Im einfachen Falle kann diese Öffnung zur
Regulierung auch kurzzeitig mit den Fingern verschlossen werden.
Der hier gezeigte trichterförmige Stutzen
(21) zum Anschluß an
einen Staubsauger kann Staubsaugenohre von 27 – 47 mm Durchmesser fassen.
-
Anwendungsbeispiel
-
Eine
erfindungsgemäße sterilisierte
Vorrichtung (5) wird zusammen mit dem Verbindungsstück (6),
das mit einem Anemometer (2) versehen ist in den Raum gebracht,
in dem zum Beispiel eine mögliche
Luftverkeimung gemessen werden soll. Dort werden die Kappen (4)
entfernt, das Verbindungsstück (6)
auf den Filterhalter (5) aufgeschraubt und der Stutzen
(21) auf einen Staubsauger gesteckt. Dann wird die zu untersuchende
Luft durch den Filterhalter durch Einschalten des Staubsaugers angesaugt.
Außerdem
wird mit einer Stoppuhr eine Zeitmessung gestartet. Der Luftstrom
wird durch ein Ventil an der Öffnung
(9) für
die Luftzufuhr auf einen Sollwert ein gestellt und nach einer vorgegebenen
Zeit die Probenentnahme beendet, in dem der Staubsauger abgeschaltet
wird. Danach werden die Kappen (4) wieder auf den Filterhalter
geschraubt, nachdem das Verbindungsstück (6) zu Staubsauger
zuvor abgeschraubt worden war. In einem mikrobiologischen Labor
kann nach Öffnen
des Filterhalters (5) und nach Entfernen des Klemmrings
(18) mit einem Spezialwerkzeug eine mikrobiologische oder
auch molekularbiologische Untersuchung des Probenzwischenträgers (1)
erfolgen.
-
Auf
diese Art und Weise kann Luftvereimung nachgewiesen werden. Ebenso
kann mit erfindungsgemäßer Vorrichtung
nach 4 eine Nährbodenplatte
(14) oder nach 5 ein
Aktivkohlefilter (15) als Probenzwischenträger (1)
eingesetzt werden, um Aufschlüsse
für Luftanalysen
in einem bestimmten Raum durch nachträgliche Untersuchung der Probenzwischenträgers (Sterilfilter,
Nährboden
oder Aktivkohlefilter) in einem Labor zu erhalten.
-
Abbildungen:
-
1 Schemazeichnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
-
2 Schemazeichnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit regulierbarer Luftzufuhr
-
3 Schnittzeichnung einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu Einsatz als Impactor
-
4 Schnittzeichnung einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit Aktivkohle-Filter
-
5 Konstruktionszeichnung
im Schnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
im geöffneten Zustand
-
6 Konstruktionszeichnung
im Schnitt einer verschlossenen sterilem Filterhalterung
-
7 Kontruktionszeichnung
im Schnitt eines Verbindungsstückes
zwischen sterilem Filterhalter und Staubsauger
-
- 1
- Probenzwischenträger z.B.
steriles Filter
- 2
- Luftrommessgerät, z.B.
Anemometer
- 3
- Haus-
oder Industrie-Staubsauger
- 4
- Verschlußkappe
- 5
- Filterhalter
- 6
- Aufsatz
(Stutzen, Öffnung,
Verbindungseinheit) zum Andocken an Staubsauger
- 7
- Anzeige
am Anemometer
- 8
- Ein/Aus-Schaltfunktion
am Anemometer
- 9
- Öffnung für regulierbare
Luftzufuhr zum Beispiel mit Ventil (nicht gezeigt)
- 10
- Sieb
- 11
- Klammerhalterung
für Nährbodenplatte
- 12
- Aufnahme
für Nährbodenplatte
- 13
- Füße für Platte
zur Aufnahme für
Nährbodenplatte
- 14
- Nährbodenplatte
- 15
- Aktivkohle-Einsatz
- 16
- Verschraubung
- 17
- Nut
für Spezialschlüssel
- 18
- Klemmring
für Fixierung
Filter und Sieb
- 19
- O-Ringe
- 20
- Aufnahme
für Anemometer
- 21
- Anschluß von Filterhalter
an Staubsauger
- 22
- Gewinde
passende für
sterilisierbares Filtergehäuse