TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Umweltanalytik und betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum massenhaften Sammeln von Proben.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Aus der Umweltanalytik ist es bekannt, Luft- und/oder Wasserproben zu sammeln und labortechnisch auszuwerten und zu analysieren. Bei der Luftprobensammlung können die zu sammelnden Luftproben gasförmige Substanzen und heterogene Gasgemische mit festen und/oder flüssigen Schwebeteilchen, wie Stäube oder Nebel, (sog. Aerosole) umfassen. Die Bestandtei- le von Luftproben kömien dabei eine natürliche, biologische oder anthropogene Herkunft haben.

Luftprobenbestandteile natürlicher Herkunft umfassen beispielsweise Mineralsalzaerosole, bei Vulkanausbrüchen freigesetzte Teilchen und Gase und/oder Flugstäube mit aufgewirbel- ten Erdpartikeln. Luftprobenbestandteile biologischer Herkunft umfassen beispielsweise lebende und/oder abgestorbene Organismen oder Teile davon, Viren, Bakterien, Pilze und deren Sporen, Pollen und/oder gasförmige Stoffe biotischen Ursprungs, wie gasförmige Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen. Zu den Luftprobenbestandteilen anthropogener Herkunft zählen organische und anorganische Reaktionsprodukte und Zwischenprodukte, die im Zu- sammenhang mit der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen, wie z.B. Feinstäube oder Rauch, oder solche, die im Zusammenhang mit dem Betrieb von chemischen Industrieanalgen entstehen.

Das Sammeln von Luftproben kann beispielsweise stationär und zu jeweils bestimmten Zeiten erfolgen oder mobil an unterschiedlichen Orten.

Eine Vorrichtung zum Sammeln von Luftproben, die für den mobilen Einsatz geeignet ist, ist in der US 3,985,619 beschrieben. In dieser Vorrichtung wird zum Sammeln der Luftproben ein poröses Tape verwendet, das auf einer ersten Spule aufgerollt bevorratet wird. Für eine Luftprobenentnahme wird das Tape abgerollt und anschließend zusammen mit einem weiteren Tape auf eine zweite Spule aufgerollt. Das weitere Tape kann gesammelte Partikel vor einer Kontamination schützen und kann zudem eine Nährlösung enthalten, um gesammelte Mikroorganismen zu versorgen. Für die Luftprobenentnahme wird ein Luftstrom mit darin enthaltenen Partikeln auf das Tape gerichtet. Gleichzeitig wird mithilfe einer Vakuumpumpe Luft durch das Tape gesogen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen Proben in einer Weise gesammelt werden können, die eine anschließende labortechnische Analyse erleichtert und das Risiko einer Verunreinigung verringert.

Diese Aufgabe wird durch die nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum massenhaften Sammeln von Proben. Die Vor- richtung umfasst ein Probenband, ein erstes Versiegelungsband, eine erste Spule und eine zweite Spule. Das Probenband umfasst eine Vielzahl von Aufnahmen zum Sammeln von Proben, wobei die Aufnahmen durch Zwischenbereiche des Probenbandes voneinander beabstandet sind. Das erste Versiegelungsband trennt die Aufnahmen des Probenbandes von ihrer Umgebung, wenn das erste Versiegelungsband mit dem Probenband verbunden ist. Die erste Spule ist dazu eingerichtet, miteinander verbundene Abschnitte des Probenbandes und des ersten Versiegelungsbandes aufgerollt zu bevorraten. Die Vorrichtung ist dazu eingerichtet, die Verbindung zwischen dem ersten Versiegelungsband und dem Probenband auf einem Abschnitt des Probenbandes zu lösen, der in Verbindung mit dem ersten Versiegelungsband von der Spule abgerollt wurde, wobei während des Lösens weitere mit dem ersten Versiegelungs- band verbundene Abschnitte des Probenbandes von der ersten Spule abgerollt werden und unterschiedliche Aufnahmen zu unterschiedlichen Zeiten der Umgebung der Vorrichtung ausgesetzt werden, um Proben zu sammeln. Ferner ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, das Probenband mit dem ersten oder mit einem zweiten Versiegelungsband zu verbinden, um dadurch die Aufnahmen, nachdem sie der Umgebung der Vorrichtung ausgesetzt wurden, von ihrer Umgebung zu trennen. Die zweite Spule ist dazu eingerichtet, das Probenband, nachdem es mit dem ersten oder zweiten Versiegelungsband verbunden wurde, zusammen mit dem ersten bzw. zweiten Verbindungsband aufzurollen. Durch ein Verbinden des Probenbandes mit dem ersten Versiegelungsband oder, falls vorhanden, alternativ mit dem zweiten Versiegelungsband können die Vielzahl der Aufnahmen oder auch nur einige davon von der Umgebung des Probenbandes getrennt werden. Weil die Aufnahmen auf dem Probenband durch die Zwischenbereiche voneinander beabstandet sind, können die Aufnahmen durch eine solche Verbindung auch voneinander getrennt bzw. isoliert werden. Durch diese Trennung kann verhindert werden, dass die Aufnahmen durch eine Umgebung und durch den Inhalt von anderen Aufnahmen verunreinigt werden. Wenn das erste Versiegelungsband von einem Abschnitt des Probenbandes mit einer Aufnahme gelöst wird, wird die Trennung zwischen der betreffenden Aufnahme und der Umgebung aufgehoben. Dabei wird die betreffende Aufnahme der Umgebung ausgesetzt, so dass eine Probe gesam- melt werden kann. Aufgrund der Zwischenbereiche können während des Sammeins dieser Probe andere der Aufnahmen mithilfe des ersten oder zweiten Versiegelungsbandes verschlossen sein. Dadurch können bereits gesammelte Proben im gesammelten Zustand erhalten bzw. konserviert werden. Außerdem kann eine Verunreinigung von leeren Aufnahmen, die noch nicht mit Proben beladen sind, verhindert werden. Weil die Vorrichtung dazu eingerich- tet ist, das Probenband nach der Aussetzung der Aufnahmen an die Umgebung mit dem ersten Versiegelungsband oder mit dem zweiten Versiegelungsband zu verbinden, können die Proben direkt nach dem Sammeln in den jeweiligen Aufnahmen vor einer Verunreinigung, wie beispielsweise vor einer Verunreinigung durch eine Umgebung an einem nicht für die Sammlung bzw. Messung beabsichtigten und somit unerwünschten Ort oder zu einer für die Samm- lung bzw. Messung nicht beabsichtigten und somit unerwünschten Zeit oder vor einer Verunreinigung durch eine benachbarte Aufnahme, geschützt werden. Demnach gestattet die Vorrichtung, auch wenn sie schnell durch einen Raum, beispielsweise einen Luftraum, bewegt wird, eine Vielzahl zeitlich und örtlich bestimmbarer und kontrollierbarer Probenentnahmen an jeweils unterschiedlichen Orten zu jeweils unterschiedlichen Zeiten mit vergleichsweise hoher Genauigkeit und Reinheit, ohne dass eine Verunreinigung der Aufnahme vor dem Aussetzen und der gesammelten Probe nach dem Aussetzen befürchtet werden muss.

Weil das Probenband voneinander beabstandete Aufnahmen umfasst, können die Proben örtlich und zeitlich isoliert voneinander gesammelt werden und isoliert voneinander im auf der zweiten Spule aufgerollten Probenband bevorratet werden, wobei jede Probe einer bestimmten zugehörigen Aufnahme und damit einem zugehörigen Entnahmezeitpunkt oder -Zeitraum und einem zugehörigen Entnahmeort im dreidimensionalen Raum zugeordnet werden kann. Dies ist vorteilhaft für eine anschließende Auswertung und Analyse, weil diese nach eindeutig identifizierbaren und eindeutig voneinander unterscheidbaren Aufnahmen vorgenommen werden kann, wobei Areale dreidimensional und nicht nur flächig untersucht werden können.

Aufgrund der ersten und zweiten Spule, die jeweils eine aufgerollte Bevorratung gestatten, ist zudem ein sehr kompakter Rolle-zu-Rolle(sog. reel-to-reel)-Aufbau möglich, der eine einfa- che und unkomplizierte Bandführung und Funktionsweise ermöglicht.

Die Proben können beispielsweile aus der Luft gesammelt werden. Die Erfindung ist allerdings nicht auf die spezielle Anwendung des Sammeins von Luftproben beschränkt, sondern kann auch für das Sammeln von Proben aus einem anderen Fluid als Luft eingesetzt werden. Eine andere beispielhafte Anwendung der vorliegenden Erfindung ist das Sammeln von Wasserproben, so dass die vorliegende Erfindung auch Ausführungsformen umfasst, die für das Sammeln von Wasserproben eingerichtet sind. Auch wenn die Erfindung im Folgenden zum Teil mit konkretem Bezug auf das Beispiel des Luftprobensammelns beschrieben und erläutert wird, ist zu beachten, dass entsprechende Ausführungsformen für das Wasserprobensam- mein entsprechende Vorteile haben können und diese ebenfalls von der Erfindung umfasst sind.

Vorzugsweise bevorratet die erste Spule verbundene Abschnitte des Probenbandes und des ersten Versiegelungsbandes, wobei vorzugsweise zumindest einige der Aufnahmen dieses Probenbandabschnitts jeweils hermetisch verschlossen sind. Aufgrund eines hermetischen Verschlusses kann ein Stoffaustausch mit der Umgebung der Aufnahme verhindert werden, so dass eine Verunreinigung der Aufnahmen durch einen Stoffaustausch mit der jeweiligen Umgebung des Probenbandes und mit dem Inhalt anderer der Aufnahmen verhindert werden kann. Beispielsweise können die Aufnahmen des Probenbandes vor dem Sammeln, und be- reits beim Herstellen des Probenbandes, in einen sterilen Zustand versetzt werden. Dieser sterile Zustand kann aufgrund des hermetischen Verschlusses bis zum Aussetzen der Aufnahme aufrechterhalten werden. Dies ist besonders vorteilhaft beim Sammeln biologischer Luftinhaltsstoffe, wie beispielsweise Bakterien, Pollen oder Viren. Unterschiedliche Aufnah- men können auch unterschiedliche Medien, beispielsweise Nährmedien, enthalten, die bei dem hermetischen Verschluss nicht zwischen den Aufnahmen ausgetauscht werden können.

In einer vorteilhaften Ausführungsform bevorratet die zweite Spule verbundene Abschnitte des Probenbandes und des ersten oder zweiten Versiegelungsbandes, wobei die Aufnahmen dieses Probenbandabschnitts jeweils hermetisch verschlossen sind. Dadurch kann auch eine Kontamination aufgrund eines Stoffaustausches nach dem Sammeln einer Probe vermieden werden und die gesammelte Probe sicher im gesammelten Zustand konserviert werden. Beispielsweise kann das Probenband mit dem ersten und/oder dem zweiten Versiegelungsband mithilfe eines Klebstoffs verbunden sein oder verbunden werden. Mithilfe eines Klebstoffs kann eine sichere Verbindung hergestellt werden, die auch hermetisch sein kann.

Die Aufnahmen können auch ein Aufnahmemedium umfassen. Dies kann vorteilhaft beim Sammeln biologischer Proben sein, für die das Aufnahmemedium beispielsweise ein Nähroder Agarmedium umfassen kann. Das Aufnahmemedium kann auch für einen bestimmten Luftinhaltsstoff spezifisch sein, so dass lediglich bestimmte Luftinhalts Stoffe selektiv gesammelt werden können. Vorzugsweise ist das Aufnahmemedium fest oder gelartig. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Aufnahmen in beliebigen Raumorientierungen der Vorrichtung der Luftumgebung ausgesetzt werden können, ohne dass das Aufnahmemedium aus der jeweils ausgesetzten Aufnahme ausläuft. Unterschiedliche Aufnahmen können auch unterschiedliche Aufnahmemedien umfassen. Beispielsweise können sich die Aufnahmemedien dadurch unterscheiden, dass sie für unterschiedliche Luftinhaltsstoffe selektiv sind. Dadurch können mithilfe desselben Probenbandes unterschiedliche Probenarten bzw. Luftinhaltsstoffe selektiv gesammelt werden. Zusätzlich oder alternativ können sich die Aufnahmemedien beispielsweise auch dadurch unterscheiden, dass sie für unterschiedliche Analyseverfahren geeignet und bestimmt sind. Die selektiv oder unselektiv gesammelten Proben können dann mit unterschiedlichen Analyseverfahren ausgewertet werden. Die Aufnahmen können beispielsweise Vertiefungen im Probenband umfassen. In diese Vertiefungen kann beispielsweise eine bestimmte Menge eines Aufnahmemediums eingebracht werden. Zusätzlich können sowohl die Vertiefungen mit Aufnahmemedium als auch diejenigen ohne Aufnahmemedium dazu dienen, eine gasförmige Probe oder ein Aerosol zu sam- mein und zu konservieren.

In der zuvor genannten Ausführungsform kann das Probenband ein tiefgezogenes Kunststoffband umfassen, wobei das Probenband in den Vertiefungen keine Lochung aufweist. Die Verwendung eines tiefgezogenen Kunststoffbands gestattet eine besonders einfache und kos- tengünstige Herstellung, wobei insbesondere auf Techniken und Verfahren aus anderen technischen Gebieten zurückgegriffen werden kann. Durch das Fehlen einer Lochung, kann ein Verschluss der Vertiefungen gegenüber der Umgebung leichter sichergestellt werden.

Das Probenband kann auch eine Transportlochung aufweisen. Diese kann dazu dienen, das Probenband von der ersten Spule abzurollen und auf die zweite Spule aufzurollen. Ferner kann die Transportlochung für die Handhabung und die Führung des Probenbandes zwischen der ersten und zweiten Spule verwendet werden.

Einige oder alle der Aufnahmen können auch eine Schaltung umfassen, die für die Analyse der Probe bestimmt ist. Dadurch kann eine Analyse oder ein Teil der Analyse in direktem zeitlichem Zusammenhang mit dem Sammeln der Probe vorgenommen werden, ohne dass bis zu einer Laboruntersuchung gewartet werden muss. Diese Vorverarbeitung kann insbesondere bei flüchtigen Proben oder bei Proben, die nicht für einen hinreichend langen Zeitraum konservierbar sind, vorteilhaft sein. Ferner kann es beim Sammeln von Proben vorteilhaft sein, die giftig sind und/oder die aus den verschlossenen Aufnahmen nicht mehr freigesetzt werden sollen. Die Analyse kann in solchen Fällen mithilfe einer Wechselwirkung mit der Schaltung, etwa mithilfe eines Auslesens von außerhalb der Aufnahme erfolgen. Die Schaltung kann zudem auch die Automatisierbarkeit der Analyse verbessern und somit die Analyse beschleunigen bzw. effizienter gestalten. Die Schaltung kann in die Aufnahmen eingebettet oder inte- griert sein. Bei der Schaltung handelt es sich vorzugsweise um eine kompakte elektronische Schaltung.

Weiterhin können die Aufnahmen oder zumindest einige der Aufnahmen ein mikrostrukturiertes und/oder mikrofluidisches Substrat umfassen, in das Mikrokanäle mit einem Quer- schnitt im Mikrometerbereich für die Handhabung von Flüssigkeiten eingebracht sind. Mithilfe solcher mikrostrukturierter und/oder mikrofluidischer Substrate kann ein Teil einer Laboranalytik in die Aufnahmen verlagert werden. Dabei sind nur äußerst geringe Mengen von Flüssigkeiten bzw. Reagenzien erforderlich. Zudem kann Zeit bei der Analyse gespart wer- den. Das mikrostrukturierte und/oder mikro fluidische Substrat kann auch unterschiedliche Reagenzien bzw. Indikatorlösungen für unterschiedliche Analysen umfassen, so dass ein und dieselbe Probe bereits in der Aufnahme direkt nach dem Sammeln gleichzeitig unterschiedlichen Tests unterzogen werden kann. Die Schaltung und die mikro strukturierten und/oder mikro fluidischen Substrate sind besonders vorteilhaft hinsichtlich einer automatisierten Auswertung einer Vielzahl von Proben, weil die Analyse zumindest teilweise ohne Zutun von außen zumindest teilweise bereits in den Aufnahmen erfolgen kann und eine nachfolgende manuelle Analyse entfallen oder zumindest wesentlich vereinfacht werden kann.

Alternativ oder zusätzlich können die Aufnahmen auch ein luftdurchlässiges Filtermaterial umfassen und kann das Probenband im Bereich der Aufnahmen luftdurchlässig sein. In dieser Ausführungsform ist das Probenband auf der ersten Spule auf einer ersten Seite mit dem ersten Versiegelungsband verbunden und auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite mit einem dritten Versiegelungsband verbunden. Auf der zweiten Spule ist das Probenband auf der ersten Seite mit dem ersten oder mit dem zweiten Versiegelungsband verbunden und auf der zweiten Seite mit dem dritten oder mit einem vierten Versiegelungsband verbunden. Diese Ausführungsform erlaubt es, Proben zu sammeln, indem die Aufnahmen von einem Luftstrom durchströmt werden, wobei die zu sammelnde Probe im Filtermaterial verbleibt. Weil das Probenband vor dem Aussetzen und nach dem Aussetzen beidseitig mit einem Versiegelungsband verbunden ist, kann - wie auch bei den vorhergehenden Ausführungsformen - sichergestellt werden, dass eine Kontamination der Aufnahmen vor dem Aussetzen und nach dem Aussetzen unterbleibt. Weiterhin können die Aufnahmen erste und zweite Aufnahmen umfassen, die in nebeneinander verlaufenden Spuren entlang des Probenbandes angeordnet sind. Dadurch kann eine der ersten Aufnahmen gleichzeitig mit einer zugehörigen der zweiten Aufnahmen der Luftumgebung der Vorrichtung ausgesetzt werden, so dass gleichzeitig unterschiedliche Proben oder identische Proben in unterschiedlichen Aufnahmen gesammelt werden können. Diese gleich- zeitig am gleichen Ort gesammelten Proben können dann unterschiedlichen Analysen unterzogen oder für eine bessere Statistik denselben Analysen unterzogen werden. Durch die Anordnung in nebeneinander verlaufenden Spuren können doppelt so viele Proben gesammelt werden, ohne dass das Probenband doppelt so lang sein muss. Andere Ausführungsformen umfassen mehr als zwei nebeneinander verlaufende Spuren von Aufnahmen für das gleichzeitige Sammeln von mehr als zwei Proben. Die nebeneinander verlaufenden Spuren können parallel verlaufen.

Die ersten Aufnahmen können auch ein anderes Aufnahmemedium als die zweiten Aufnah- men umfassen. Dadurch können gleichzeitig unterschiedliche Proben gesammelt werden, wenn die Aufnahmemedien für unterschiedliche Probenarten selektiv sind. Ferner kann dieselbe Probe unterschiedlich ausgewertet werden, wenn die unterschiedlichen Aufnahmemedien für dieselbe Probe selektiv sind, jedoch für unterschiedliche Analyseverfahren geeignet und bestimmt sind.

Die Vorrichtungen gemäß der zuvor genannten Ausführungsformen können auch eine dritte Spule zum Aufnehmen des ersten Versiegelungsbandes, nachdem es vom Probenband gelöst wurde, umfassen und/oder können eine vierte Spule zum Abgeben des zweiten Versiegelungsbandes umfassen, sofern ein zweites Versiegelungsband vorgesehen ist.

Ferner können auch eine fünfte Spule zum Aufnehmen des dritten Versiegelungsbandes und/oder eine sechste Spule zum Abgeben des vierten Versiegelungsbandes vorgesehen sein, sofern ein drittes bzw. ein viertes Versiegelungsband vorgesehen ist. Die erste und die zweite Spule können in einem kassettenartig ausgebildeten Gehäuse enthalten sein. Das Probenband kann dadurch sicherer innerhalb der Kassette mithilfe der ersten und der zweiten Spule gehandhabt werden, wobei das Probenband geschützt ist. Für das Sammeln und die anschließende Analyse kann lediglich eine Handhabung der Kassette erforderlich sein, ohne dass das Probenband gesondert manuell gehandhabt werden muss. Dies bietet be- sondere Vorteile beim automatisierten Sammeln und Auswerten, weil ein kompakter, robuster und kassettenartiger Aufbau sehr gut für eine Automatisierung geeignet ist, die sehr effizient und sicher erfolgen kann. Innerhalb einer Kassette kann das Probenband auch sehr einfach und sicher transportiert und aufbewahrt werden. Die vorliegende Erfindung umfasst ferner ein System mit einer Vorrichtung nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen und mit einer Luftzufuhrvorrichtung. Die Luftzufuhrvorrichtung ist angeordnet und eingerichtet, um einen Luftstrom bereitzustellen, der auf eine jeweils ausgesetzte Aufnahme der Vielzahl von Aufnahmen gerichtet ist. Die Luftzufuhrvor- richtung ermöglicht, dass die Aufnahmen in derselben Zeit mit mehr Inhaltsstoffen der Luftumgebung in Berührung kommen, so dass in derselben Zeit konzentriertere Proben gesammelt werden können. Vorzugsweise ist die Luftzufuhrvorrichtung nicht innerhalb des kassettenartig ausgebildeten Gehäuses enthalten, sofern vorhanden. Dadurch können die Proben nach dem Sammeln getrennt von der Luftzufuhrvorrichtung innerhalb einer kleineren, kom- pakteren kassettenförmigen Einheit transportiert werden, aufbewahrt werden und einer Analyse zugeführt werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das System weiterhin ein Fluggerät. Dies erlaubt das Abfliegen eines Luftraums, in welchem mit einer Vorrichtung nach einer der vor- genannten Ausführungsformen Proben gesammelt werden können.

Das System kann auch eine Datenermittlungseinheit umfassen, die eingerichtet ist, für jede der Aufnahmen, wenn sie der Luftumgebung der Vorrichtung ausgesetzt ist, eine Zeitangabe und/oder eine Angabe über den Ort des Systems zu ermitteln und diese Angaben auf einem computerlesbaren Medium zu speichern. Dadurch können die gesammelten Proben zu einem späteren Zeitpunkt dem Entnahmezeitpunkt und/oder ihrem Entnahmeort zugeordnet werden, wodurch eine zeitliche und/oder örtliche Probenverteilung in einem bestimmten Luftraum ermittelt werden kann. Das System kann weiterhin eine Messeinrichtung umfassen, die eingerichtet ist, eine Luftmenge zu ermitteln, die durch die Luftzufuhrvorrichtung bereitgestellt wird während eine Aufnahme der Luftumgebung der Vorrichtung ausgesetzt ist, und eine Luftmengenangabe auf einem computerlesbaren Medium zu speichern. Mit dieser Information kann später die tatsächliche Probenkonzentration zum Entnahmezeitpunkt am Entnahmeort ermittelt werden.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum massenhaften Sammeln von Proben aus der Luft, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Abfliegen eines Luftraumes mit einem System nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen, Sammeln einer Vielzahl von Proben mit einer Vorrichtung oder mit einem System nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen, Ermitteln von Zeit- und/oder Ortsinformationen zu den gesammelten Proben, Zuordnen von Zeit- und/oder Ortsinformationen zu den gesammelten Proben sowie Ermitteln einer zeitlichen und/oder räumlichen Probenverteilung für den abgeflogenen Luftraum.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand von beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert, wobei

Fig. 1 einen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt,

Fig. 2 einen Bereich der Fig. 1 vergrößert und detaillierter darstellt,

Fig. 3 a und 3 b die Anwendung von erfindungsgemäßen Systemen gemäß zweier beispielhafter Ausführungsformen veranschaulichen,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Probenbandes, das mit einem ersten und mit einem zweiten Versiegelungsband verbunden ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt,

Fig. 5a bis 5e Probenbänder gemäß weiterer Ausführungsformen zeigen,

Fig. 6a und 6b eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem kassettenförmigen Gehäuse zeigen,

Fig. 7 und 8 Ausführungsformen weiterer erfindungsgemäßer Vorrichtungen zeigen, bei denen das Probenband beidseitig mit Versiegelungsbändern verbunden ist.

In den Figuren sind einander entsprechende Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen. AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Vorrichtung 10 umfasst eine erste Spule 12, eine zweite Spule 14, ein Probenband 16, ein erstes Versiegelungsband 18, ein zweites Versiegelungsband 20, eine dritte Spule 22, eine vierte Spule 24 und eine Luftzufuhrvorrichtung 26. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Detailansicht eines Bereichs der Fig. 1 zwischen der ersten Spule 12 und der zweiten Spule 14. Wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, umfasst das Probenband 16 eine Vielzahl von Aufnahmen, die in der Ausführungsform der Figur 1 durch Vertiefungen 28 im Probenband 16 gebildet sind.

Die erste Spule 12 ist dazu eingerichtet, einen Abschnitt des Probenbandes 16 aufgerollt zu bevorraten, wobei der aufgerollte, bevorratete Abschnitt mit einem Abschnitt des ersten Versiegelungsbandes 18 verbunden ist. Aufgrund der Verbindung mit dem ersten Versiegelungs- band 18 sind die Vertiefungen 28 auf diesem Abschnitt des Probenbandes 16 gegenüber der Luftumgebung der Vorrichtung 10 verschlossen. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Vertiefungen 28 durch Zwischenbereiche 30 des Probenbandes 16 voneinander beabstandet. In Verbindung mit dem Probenband 16 ist das erste Versiegelungsband 18 auch mit den Zwischenbereichen 30 des Probenbandes 16 verbunden, so dass die Vertiefungen 28, die sich auf einem mit dem ersten Versiegelungsband 18 verbundenen Abschnitt des Probenbandes 16 befinden, auch voneinander getrennt sind. Dadurch kann eine Verunreinigung der Vertiefungen 28, beispielsweise durch einen Gas-, Flüssigkeits- und/oder Partikelaustausch zwischen unterschiedlichen Vertiefungen 28 und zwischen den Vertiefungen 28 und der Luftumgebung verhindert werden. Je nach Art der Verbindung können bestimmte Verunreinigungen, die durch den Austausch bestimmter Stoffe verursacht werden können, vermieden werden. Bei einer Verbindung, welche die Vertiefungen 28 jeweils hermetisch verschließt, kann ein Austausch von festen, flüssigen und gasförmigen Stoffen verhindert werden. Dadurch können hinzukommende Verunreinigungen von außen vollständig oder nahezu vollständig vermieden werden. Die Verbindung zwischen dem Probenband 16 und allen genannten Versiegelungsbändern kann mithilfe eines geeigneten Klebstoffs hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Klebstoff verwendet werden, der auch in der Lebensmittelindustrie zum Verschließen sowie ggf. zum Wiederverschließen von Kunststoffverpackungen, die Lebensmittel enthalten, verwendet wird. In ähnlicher Weise wie die erste Spule 12 ist auch die zweite Spule 14 eingerichtet, einen Abschnitt des Probenbandes 16 aufgerollt zu bevorraten. In der Vorrichtung 10 der Fig. 1 ist der auf der zweiten Spule 14 bevorratete Abschnitt des Probenbandes 16 jedoch nicht mit dem ersten Versiegelungsband 18 verbunden, sondern mit einem Abschnitt des zweiten Versiegelungsbandes 20. In anderen nicht gezeigten Ausführungsformen kann das erste Versiegelungsband 18 zusätzlich verwendet werden, um mit einem Abschnitt des Probenbandes 16 verbunden bzw. wiederverbunden zu werden, der auf der zweiten Spule 14 bevorratet ist bzw. auf die zweite Spule 14 aufgenommen wird. In der Vorrichtung der Fig. 1 haben die Spulen 12, 14, 22 und 24 kreisförmige Querschnitte. Es wird darauf hingewiesen, dass in anderen Ausführungsformen diese Spulen auch andere Querschnitte haben können, die nicht notwendigerweise kreisförmig sein müssen.

In der Darstellung der Fig. 1 befindet sich die Vorrichtung 10 in einem Zustand, in dem ein erster Abschnitt des Probenbandes auf der ersten Spule 12 aufgerollt bevorratet ist. An den ersten Abschnitt des Probenbandes 16 schließt ein zweiter Abschnitt des Probenbandes 16 an, der von der ersten Spule 12 bis zu einem ausgesetzten Abschnitt des Probenbandes 16 verläuft. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Probenbandes 16 sind jeweils mit einem zugehörigen Abschnitt des ersten Versiegelungsbandes 18 verbunden. Der ausgesetzte Abschnitt des Probenbandes 16 befindet sich in Fig. 1 unterhalb der Luftzufuhrvorrichtung 26, die auf den ausgesetzten Abschnitt gerichtet ist. Der ausgesetzte Abschnitt ist mit keinem der Versiegelungsbänder 18 und 20 verbunden sondern liegt frei, so dass solche Vertiefungen 28, die sich auf dem ausgesetzten Abschnitt befinden, der Luftumgebung der Vorrichtung 10 ausgesetzt sind.

An den ausgesetzten Abschnitt schließt ein dritter Abschnitt des Probenbandes 16 an, der bis zur zweiten Spule 14 verläuft und mit dem zweiten Versiegelungsband 24 bzw. mit einem Abschnitt des zweiten Versiegelungsbandes 24 verbunden ist. An den dritten Abschnitt des Probenbandes 16 schließt ein vierter Abschnitt des Probenbandes 16 an, der in Verbindung mit einem Abschnitt des zweiten Versiegelungsbandes 24 auf der zweiten Spule 14 aufgerollt bevorratet ist.

Im Zustand, in dem sich die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 10 befindet, sind die zuvor genannten ersten bis vierten Abschnitte des Probenbandes 16 und der ausgesetzte Abschnitt des Probenbandes 16 jeweils in ersten bis vierten Bereichen bzw. in einem Aussetzungsbereich angeordnet. Wenn sich die Vorrichtung in einem anderen Zustand befindet, können die zuvor genannten ersten bis vierten Abschnitte des Probenbandes 16 und der ausgesetzte Abschnitt des Probenbandes 16 jeweils in einem anderen Bereich angeordnet sein. Der Zustand der Vor- richtung 10 ändert sich beispielsweise dann, wenn das Probenband 16 innerhalb der Vorrichtung 10 bewegt wird. In anderen Zuständen der Vorrichtung können in den ersten bis vierten Bereichen und in dem Aussetzungsbereich jeweils teilweise oder vollständig andere Abschnitte des Probenbandes 16 angeordnet sein, beispielsweise nachdem das Probenband 16 weitertransportiert wurde. Auch in einem anderen Zustand der Vorrichtung 10 der Fig. 1 sind dieje- nigen Abschnitte des Probenbandes 16, die sich im ersten und zweiten Bereich befinden, mit dem ersten Versiegelungsband 18 verbunden, sind diejenigen Abschnitte des Probenbandes 16, die sich im dritten und vierten Bereich befinden, mit dem zweiten Versiegelungsband 20 verbunden und ist derjenige Absclinitt des Probenbandes 16, der sich im Aussetzungsbereich befindet, der Luftumgebung ausgesetzt.

Die dritte Spule 22 ist eingerichtet und angeordnet, um ehemals mit dem Probenband 16 verbundene Abschnitte des ersten Versiegelungsbandes 18 aufzurollen und aufgerollt zu bevorraten. In der Vorrichtung 10 ist die dritte Spule 22 derart angeordnet, dass bei einem Aufrollen des ersten Versiegelungsbandes 18 durch die dritte Spule 22 das erste Versiegelungsband 18 am Ende des zweiten Bereichs vom Probenband 16 getrennt wird, wobei das Trennen bei einem gleichzeitigen Transport des Probenbandes 16 von der ersten Spule 12 zur zweiten Spule 14 erfolgt. Um zu verhindern, dass das erste Versiegelungsband 18 im zweiten Bereich vom Pro- benband 16 getrennt wird, kann die Vorrichtung eine erste Rolle 32 umfassen, die entlang einer Achse Ri angeordnet ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. In der Vorrichtung 10 definiert die erste Rolle 32 durch ihre Anordnung den Anfang des Aussetzungsbereichs, d.h. den Anfang des jeweils gerade ausgesetzten Abschnitts des Probenbandes 16. Die vierte Spule 24 ist eingerichtet, um einen Abschnitt des zweiten Versiegelungsbandes 20 aufgerollt zu bevorraten und das zweite Versiegelungsband 20 abzurollen, um es mit dem Probenband 16 zu verbinden. In der Vorrichtung 10 wird das von der vierten Spule 24 abgerollte zweite Versiegelungsband 20 derart geführt, dass es am Ende des Aussetzungsbereichs, d.h. am Ende des gerade ausgesetzten Abschnitts des Probenbandes 16, mit dem Probenband 16 verbunden wird, wenn das zweite Versiegelungsband 20 während eines Transportes des Probenbandes 16 von der vierten Spule 24 abgerollt wird. Die entsprechende Führung des zweiten Versiegelungsbandes 20 wird in der Vorrichtung 10 aufgrund der Anordnung der vierten Spule 24 und mithilfe einer zweiten Rolle 34 erreicht. Die zweite Rolle 34 ist entlang einer Achse R ₂ angeordnet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, und definiert durch ihre Anordnung das Ende des Aussetzungsbereichs, d.h. das Ende des jeweils gerade ausgesetzten Abschnitts des Probenbandes 16.

Im Folgenden wird der Betrieb der Vorrichtung 10 beschrieben. Um mit der Vorrichtung 10 eine Vielzahl von Proben zu sammeln, werden die Spulen 12, 14, 22 und 24 synchron betrieben, um nacheinander verschiedene unbeladene Vertiefungen 28 des zweiten Abschnitts des Probenbandes 16 einzeln und nacheinander der Luftumgebung der Vorrichtung 10 auszuset- zen, wobei sich eine jeweils ausgesetzte Vertiefung 28 auf einem jeweils ausgesetzten Abschnitt des Probenbandes 16 befindet.

Die Spulen 12, 14, 22 und 24 drehen sich dabei derart synchron, so dass die Spulen 12 und 24 innerhalb derselben Zeit jeweils gleichviel Bandmaterial abrollen und zusammen so viel Bandmaterial abrollen, wie die Spulen 14 und 22 zusammen aufrollen. Dabei rollen die Spulen 14 und 22 innerhalb derselben Zeit jeweils gleichviel Bandmaterial auf.

Bei einem derartigen Betrieb werden unterschiedliche Abschnitte des Probenbandes 16 und damit unterschiedliche Vertiefungen 28 zu unterschiedlichen Zeiten dem Aussetzungsbereich der Vorrichtung zugeführt. Wenn sich eine jeweilige der Vertiefungen 28 im Aussetzungsbereich befindet, ist sie der Luftumgebung der Vorrichtung ausgesetzt. Im Aussetzungsbereich kommt die Vertiefung 28 demnach in Kontakt mit der zu sammelnden Luftprobe. Dieser Kontakt kann beispielsweise darin bestehen, dass eine Luftmenge in die jeweils ausgesetzte Vertiefung 28 aufgenommen wird und/oder dass bestimmte Luftinhaltsstoffe an einem Aufnah- me-/Kontaktmedium in der jeweils ausgesetzten Vertiefung 28 haften bleiben.

Im Anschluss an die Aussetzung wird die mit der Probe beladene Vertiefung 28 bei einem Weiterdrehen der Spulen 12, 14, 22 und 24 mit dem zweiten Versiegelungsband 20 verschlossen, so dass die gesammelte Probe konserviert werden kann und vor einer Verschmutzung oder Kontamination durch die Luftumgebung oder durch benachbarte Vertiefungen 28 geschützt wird.

Die Luftzufuhrvorrichtung 26 ist auf den Aussetzungsbereich gerichtet und dazu eingerichtet, der jeweils ausgesetzten Vertiefung 28 eine bestimmte vergrößerte Luftmenge zuzuführen, so dass die Luftproben in höherer Konzentration gesammelt werden können. Beispielsweise können mehr in der Umgebungsluft enthaltene Partikel in der gleichen Zeit in ein Aufnahme/Kontaktmedium aufgenommen werden. Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, kann die Luftzufuhrvorrichtung 26 trichterförmig ausgebildet sein und ein Beschleunigungsmittel, wie einen Propeller 36, umfassen. Mithilfe der trichterförmigen Ausgestaltung und des Beschleunigungsmittels kann die Luftzufuhrvorrichtung 26 der jeweils ausgesetzten Vertiefung 28 eine bestimmte vergrößerte Luftmenge zuführen. Die zugeführte Luftmenge kann über die Drehgeschwindigkeit des Propellers 36 eingestellt wer- den. Die Drehgeschwindigkeit des Propellers 36 kann auch gemessen werden, um die Luftmenge, die den Vertiefungen 28 jeweils zugeführt wird, zu messen. Dadurch kann bei einer Auswertung anhand der Probenkonzentration in der Vertiefung 28 und anhand der Drehgeschwindigkeit des Propellers auf eine tatsächliche Probenkonzentration zum Zeitpunkt des Sammeins der Probe in der Luftumgebung der Vorrichtung 10 geschlossen werden.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfasst die Vorrichtung 10 weiterhin zwei Transportrollen 38, die beidseitig außerhalb des Aussetzungsbereichs angeordnet sind und beide zwischen der ersten und der zweiten Spule 12 und 14 angeordnet sind, damit das Probenband 16 zwischen der ersten und der zweiten Spule 12 und 14 mit einem gewünschten Verlauf befördert werden kann. In einer alternativen Ausführungsform können anstelle der Transportrollen oder zusätzlich zu den Transportrollen Führungsschienen (nicht gezeigt) umfasst sein.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfasst das Probenband 16 auch eine Transportlochung 40, mit deren Hilfe das Probenband 16 sicher geführt und kontrolliert befördert werden kann.

In anderen Ausführungsformen sind die Aufnahmen anders als in Fig. 2 ausgebildet. Anstatt von Vertiefung 28 können die Aufnahmen auch jeweils ebene Bereiche des Probenbandes 16 umfassen, die jeweils mit einem Aufnahme-/Kontaktmedium beschichtet sind, an dem Luftbestandteile haften bleiben können. Außerdem kann das Probenband 16 in anderen Ausführungsformen, beispielsweise in denen der Figuren 7 und 8, alternativ oder zusätzlich zu den Vertiefungen 28 und/oder alternativ oder zusätzlich zu einem Aufnahme-/Kontaktmedium ein luftdurchlässiges Filtermaterial, wie beispielsweise Papier oder eine Membran, als Aufnahme bzw. als Teil einer Aufnahme umfassen. In diesem Fall kann der durch die Luftzufuhrvorrichtung 26 bereitgestellte Luftstrom durch das im Aussetzungsbereich befindliche Filtermaterial der Aufnahme hindurchtreten, wobei in Abhängigkeit des Filtermaterials bestimmte spezifische Luftbestandteile im Filtermaterial verbleiben und dadurch gesammelt werden können. In dieser Ausführungsform ist das Probenband 16 im ersten, zweiten, dritten und vierten Bereich beidseitig mit einem Versiegelungsband verbunden, wobei - wie es in Fig. 8 gezeigt ist - zusätzlich ein drittes Versiegelungsband 64 oder - wie es in Fig. 7 gezeigt ist - ein drittes und ein viertes Versiegelungsband 64 und 66 vorgesehen sein kann. Dabei kann - wie es in Fig. 8 gezeigt ist - das dritte Versiegelungsband 64 mit der Rückseite des Probenbandes 16 im ersten, zweiten, dritten und vierten Bereich verbunden sein. Alternativ kann - wie es in Fig. 7 gezeigt ist - das dritte Versiegelungsband 64 mit der Rückseite des Probenbandes 16 im ersten und zweiten Bereich verbunden sein und das vierte Versiegelungsband 66 mit der Rückseite des Probenbandes 16 im dritten und vierten Bereich verbunden sein. Die Fig. 3a und 3b veranschaulichen jeweils das Sammeln einer Vielzahl von Proben aus der Luft innerhalb eines Luftraumes mithilfe eines erfindungsgemäßen Systems 44 gemäß einer ersten Ausführungsform, die in Fig. 3a) gezeigt ist, und mithilfe eines Systems 144 gemäß einer zweiten Ausführungsform, die in Fig. 3b) gezeigt ist. Die Systeme 44 und 144 umfassen jeweils ein Fluggerät und die Vorrichtung 10 der Fig. 1, wobei das Fluggerät des Systems 44 ein Quadrokopter ist und das Fluggerät des Systems 144 ein Gleitfluggerät ist. Andere erfindungsgemäße Systeme umfassen andere Fluggeräte, wie beispielsweise Helikopter, andere Multikopter, Fixed-Wing-Fluggeräte oder hybride Versionen davon, die jeweils bemannt oder unbemannt sein können. Mithilfe der Systeme 44 und 144 können dreidimensionale Lufträume 42 abgeflogen werden, wobei während des Abfliegens die Vorrichtung 10 wie zuvor beschrieben betrieben werden kann, um nacheinander an unterschiedlichen Orten innerhalb des Luftraums 42 zu jeweils zugehörigen unterschiedlichen Zeiten Luftproben zu sammeln. Beispielsweise kann der Luftraum 42, wie in den Fig. 3a und 3b dargestellt ist, in würfelförmige Unterabschnitte unterteilt werden, wobei innerhalb eines jeden Unterabschnitts eine Probe zu einer bestimmten Zeit gesammelt werden kann. Vorzugsweise sind die Systeme 44 und 144 dazu eingerichtet, bei jedem Aussetzen einer Aufnahme innerhalb eines Unterabschnitts den Zeitpunkt und die Position des jeweiligen Unterabschnitts zu ermitteln und so zu speichern, dass eine spätere Zuord- nung zu der zugehörigen Aufnahme möglich ist.

Aufgrund der Bevorratung mithilfe einer ersten Spule 12 und einer zweiten Spule 14 und aufgrund der Verwendung eines Probenbandes mit Aufnahmen zum Sammeln von Proben, kann die Vorrichtung 10 sehr kompakt gehalten werden. Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Betrieb von Spule zu Spule, auch als reel to reel bezeichnet, erlaubt eine besonders einfache Handhabung, weil beispielsweise durch ein Aufrollen mithilfe der zweiten Spule 14 auch ein Abrollen von der ersten Spule 12 und ein Abrollen von der vierten Spule 24 bewirkt werden kann. Das Aufrollen auf die Spule 22 kann passiv, beispielsweise mithilfe einer Feder, vorgenommen werden, ohne dass dafür ein aktives äußeres Antriebsmittel zum direkten Antreiben der Spule 22 erforderlich wäre.

Zudem ist es möglich, für ein Auswerten der gesammelten Proben die in der Fig. 1 durch die Pfeile gezeigte Drehrichtung umzukehren, so dass die gesammelten und auf der zweiten Spule 14 bevorrateten Proben nach und nach ausgesetzt und dabei analysiert werden können. Dies kann wiederum dadurch erreicht werden, dass lediglich eine der Spulen 12, 14, 22 und 24, in diesem Fall nämlich lediglich die erste Spule 12, aktiv angetrieben wird. Das Aufrollen durch die vierte Spule 24 kann wiederum passiv, beispielsweise mithilfe einer Feder, erfolgen.

Aufgrund der sehr einfachen Handhabung und der klaren Trennung unterschiedlicher Auf- nahmen kann sowohl das Sammeln als auch die nachfolgende Analyse besonders leicht automatisiert werden. Die sehr kompakte Form mit einer Vielzahl von Aufnahmen erlaubt in Verbindung mit einem vergleichsweise kleinen ferngesteuerten Fluggerät eine fein gerasterte Probensammlung entlang eines fein eingeteilten Luftraumes 42. Das Fluggerät kann in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung gewählt werden. Ein Gleitfluggerät wie beim System 144 ist beispielsweise vorteilhaft, wenn Proben innerhalb eines großen Luftraumes 42 gesammelt werden sollen und die Geschwindigkeit, mit der die Vorrichtung 10 durch den Luftraum 42 bewegt werden soll, vergleichsweise hoch sein soll. Für eine langsamere Fluggeschwindigkeit und das Probensammeln innerhalb eines kleineren Luftraumes 42 ist das System 44 vorteilhaft, das einen Quadrokopter umfasst, der zudem auch senkrechte Flugbewegungen ausführen kann. Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bereiches eines Probenbandes 116 gemäß einer zweiten Ausführungsform mit anderen Aufnahmen die keine Vertiefungen 28 umfassen. Der in Fig. 4 gezeigte Bereich des Probenbandes 116 umfasst einen Teilbereich 46 des zuvor genannten zweiten Bereichs, in welchem das Probenband 116 mit dem ersten Versiegelungsband 18 verbunden ist und einen Teilbereich 48 des zuvor genannten dritten Bereichs, in wel- chem das Probenband 116 mit dem zweiten Versiegelungsband 20 verbunden ist.

Zwischen dem Teilbereich 46 und dem Teilbereich 48 befindet sich der zuvor genannte Aussetzungsbereich 50, auf dem sich eine Aufnahme in Form eines Aufnahmebereiches 128 befindet. Anders als beim Probenband 16 der Fig. 1 und 2 sind die Aufnahmen des Probenban- des 116 nicht durch Vertiefungen 28, sondern durch Aufnahmebereiche 128 gebildet. Die Aufnahmebereiche 128 sind mit einem Aufnahme-/Kontaktmedium beschichtet und sind zusammen mit den übrigen Bereichen des Probenbandes 1 16 flach, d.h. ohne Vertiefungen, in einer gemeinsamen Ebene ausgebildet. Das Probenband 116 bietet dadurch den Vorteil, dass es kompakter aufgerollt werden kann und somit die erfindungsgemäße Vorrichtung bei glei- eher Größe ein längeres Probenband 116 mit mehr durch die Aufnahmebereiche 128 gebildeten Aufnahmen bevorraten kann.

Als Aufnahme-/Kontaktmedium kommen grundsätzlich unterschiedliche Medien in Betracht, wobei das Aufnahme-/Kontaktmedium entsprechend dem Untersuchungsziel ausgewählt werden kann. Das Aufnahme-/Kontaktmedium kann unterschiedlichen Klassen, beispielsweise einem Selektivmedium oder einem Differentialmedium sowie einem Minimalmedium oder einem Vollmedium, zugeordnet werden. Beispielsweise kann für das Sammeln von Mikroorganismen aus der Luft ein Nährmedium als Aufnahme-/Kontaktmedium gewählt werden, das auch die spätere Isolierung und Analyse der jeweiligen zu sammelnden Mikroorganismen gestattet. Solche Medien werden auch als Isolierungsmedien bezeichnet. Es können auch Aufnahme-/Kontaktmedien verwendet werden, mit deren Hilfe bei einer späteren Analyse eine Quantifizierung von Mikroorganismen aufgrund einer Bestimmung einer Kolonienzahl auf dem Aufnahme-/Kontaktmedium vorgenommen werden kann. Als Inhalts Stoffe für solche Aufnahme-/Kontaktmedien können beispielsweise D-Glucose, Amoniumchlorid (NH ₄ C1), Magnesiumsulfat (MgS0 ₄ ), Dikaliumhydrogenphosphat (K ₂ HP0 ₄ ), Pepton, Kaseinhydroly- sat, Hefeextrakt, Fleischextrakt, Blut oder eine beliebige Kombination daraus verwendet werden. Es können Aufnahme-/Kontaktmedien verwendet werden, die kann beispielsweise nur die Kultivierung und das Überleben eines bestimmten oder einiger bestimmter Mikroorganismen sicherstellen. Alternativ oder zusätzlich können Aufnahme-/Kontaktmedien verwendet werden, die die Kultivierung und das Überleben einer Vielzahl verschiedener Mikroorganismen gestatten. Die Aufnahme-/Kontaktmedien können also für bestimmte Probenarten selektiv sein, d.h. nur das Sammeln oder Auswerten bestimmter Probenarten gestatten, oder unselektiv sein und damit das Sammeln und Auswerten beliebiger oder einer Vielzahl verschiedener Probenarten gestatten. Das jeweilige Aufnahme-/Kontaktmedium kann in die Vertiefungen 28 eingebracht werden, in das zuvor genannte Filtermaterial eingebracht werden und/oder auf die Aufnahmebereiche 128 aufgebracht werden.

Fig. 5a bis 5e zeigen Draufsichten auf verschiedene Probenbänder unterschiedlicher Ausführungsformen mit unterschiedlich ausgebildeten und angeordneten Aufnahmen 51. Die verschiedenen Probenbänder unterscheiden sich zum Teil dadurch, dass sie für einen Betrieb vorgesehen sind, bei dem unterschiedlich viele der Aufnahmen 51 gleichzeitig ausgesetzt werden.

Die Probenbänder der Fig. 5 sind durch die horizontal dargestellten Linien in Längsrichtung in Abschnitte 52 eingeteilt, die bei einer Verwendung der Probenbänder in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nacheinander jeweils vollständig der Luftumgebung der Vorrichtung ausgesetzt werden. Auf jedem der Probenbänder der Fig. 5b bis 5e haben die Abschnitte 52 jeweils die gleiche Länge, wohingegen das Probenband der Fig. 5a auch unterschiedlich lange Abschnitte 52 umfasst. Der Probenbandabschnitt der Fig. 5a umfasst nämlich vier Abschnitte 52, die jeweils zwei in Längsrichtung beabstandete Aufnahmen 51 umfassen. Diese vier Abschnitte 52 sind länger als die übrigen Abschnitte 52 der Fig. 5a, die jeweils nur eine Auf- nähme 51 umfassen.

In dem Probenband der Fig. 5a kann beispielsweise jeder Abschnitt 52 eine Aufnahme 51 mit demselben bestimmten Aufnahme-/Kontaktmedium umfassen, wobei diejenigen Abschnitte 52, die eine zusätzliche Aufnahme 51 umfassen, ein zusätzliches anderes Aufnahme- /Kontaktmedium in der zusätzlichen Aufnahme 51 umfassen können. Die unterschiedlichen Aufnahme-/ ontaktmedien können beispielsweise für unterschiedliche Probenarten selektiv sein, so dass eine erste Probenart in anderen zeitlichen und räumlichen Abständen gesammelt werden kann als eine zweite Probenart, die jeweils gleichzeitig mit der ersten Probenart ge- sammelt werden kann.

In Fig. 5c sind die Abschnitte 52 länger als in der Fig. 5b. Die längeren Abschnitte 52 der Fig. 5c umfassen größere Aufnahmen 51 als die kürzeren Abschnitte 52 der Fig. 5b. Dadurch kann das Probenband der Fig. 5c verwendet werden, um jede Probe in einer größeren Menge zu sammeln. Das Probenband der Fig. 5c ist daher vorteilhaft für das Sammeln von Proben, die nur in einer sehr geringen Konzentration vorliegen, jedoch aufgrund der vergleichsweise großen Aufnahmen 51 der Fig. 5c dennoch in ausreichender Menge gesammelt werden können.

Das Probenband der Fig. 5b bietet dagegen aufgrund der kleineren Aufnahmen 51, die etwa halb so groß wie die Aufnahmen 51 der Fig. 5c sind, den Vorteil, dass bei gleicher Probenbandlänge mehr Proben gesammelt werden können. Dadurch kann mit der gleichen Probenbandlänge ein größerer Luftraum analysiert werden oder ein gleich großer Luftraum detaillierter analysiert werden. Auf den beiden Probenbändern der Fig. 5d und 5e umfassen die Aufnahmen 51 jeweils erste Aufnahmen 54 und zweite Aufnahmen 56. Die ersten Aufnahmen 54 und die zweiten Aufnahmen 56 sind jeweils in Längsrichtung des Probenbandes in einer Spur angeordnet, wobei die Spuren der ersten Aufnahmen 54 in Längsrichtung neben den Spuren der zweiten Aufnahmen 56 verlaufen. Aufgrund dieser Anordnung in nebeneinander verlaufenden Spuren kann eine erste Aufnahme 54 jeweils gleichzeitig mit einer zugehörigen zweiten Aufnahme 56, die neben der betreffenden ersten Aufnahme 54 liegt, der Luftumgebung der Vorrichtung ausgesetzt werden. Dadurch können gleichzeitig unterschiedliche Probenarten gesammelt werden, wenn die Aufnahmen 54 und 56 entsprechende unterschiedliche Aufnahme- /Kontaktmedien und/oder Filtermaterialien umfassen. Beispielsweise ist es auch möglich, dass eine oder mehrere der ersten Aufnahmen 54 und/oder eine oder mehrere der zweiten Aufnahmen 56 als Vertiefung ausgebildet sind.

Wie anhand der Fig. 5 zu erkennen ist, umfassen die Abschnitte 52 des Probenbandes der Fig. 5d vier Aufnahmen 51 , wohingegen die Abschnitte 52 des Probenbandes der Fig. 5e zwei Aufnahmen 51 umfassen. Dadurch können mit dem Probenband der Fig. 5d in Kombination mit einer entsprechend eingerichteten Vorrichtung vier einzelne Proben gleichzeitig an einem bestimmten Ort gesammelt werden, wohingegen mit dem Probenband der Fig. 5e zwei Proben gleichzeitig am selben Ort gesammelt werden können.

Das gleichzeitige Sammeln identischer Proben mit unterschiedlichen Aufnahmen 51 kann vorteilhaft für die Analyse und Auswertung sein, da jede der Aufnahmen 51 desselben Abschnitts 52 unterschiedlich analysiert werden kann, beispielsweise mit unterschiedlichen Reagenzien behandelt werden kann oder einer unterschiedlichen Nachbehandlung ausgesetzt werden kann. Dadurch können vergleichende Betrachtungen anhand von Proben angestellt werden, die unter gleichen Bedingungen gesammelt und konserviert wurden. Dies ist insbesondere auch dadurch möglich, dass die einzelnen Aufnahmen 51 auf dem Probenband voneinander getrennt und beabstandet sind, so dass auch eine isolierte Auswertung möglich ist, die nicht durch die Auswertung oder Behandlung benachbarte Proben bzw. Aufnahmen 51 beein- trächtigt oder verfälscht wird.

Grundsätzlich können die beschriebenen Aufnahmen 28, 51, 54, 56, 128, die beschriebenen Aufnahme-/Kontaktmedien und das Filtermaterial beliebig auf einem Probenband kombiniert werden, beliebig in Längsrichtung und in Querrichtung des Probenbandes angeordnet werden und auch in ihrer jeweiligen Größe vereinzelt, in Gruppen oder gemeinsam variiert werden.

Die Figuren 6a und 6b zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung 110 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, die ähnliche Bestandteile wie die Vorrichtung 10 der Fig. 1 aufweist und weiterhin ein Gehäuse 58 mit einer Kassettenform umfasst. Fig. 6a zeigt eine perspektivische Außenansicht der Vorrichtung 110 und Fig. 6b zeigt eine Schnittansicht der Vorrichtung 110. Die Kassettenform der Fig. 6 entspricht einer Quaderform, wobei der Quader eine rechteckige Grundfläche mit einer Höhe H und einer Länge L hat. Die Breite B des Quaders kann im Bereich von einigen Breiten der Spulen 12, 14 liegen, beispielsweise im Bereich zwischen einmal und viermal der Breite einer der Spulen 12, 14. Das Gehäuse um- schließt die Spulen 12, 14, 22, 24, die Transportrollen 38, das Probenband 16 sowie die Versiegelungsbänder 18, 20. Dadurch werden diese Komponenten vor äußeren Einflüssen und vor Verschmutzung geschützt und können sicher transportiert und aufbewahrt werden. Das Gehäuse 58 umfasst eine Öffnung 60, die auf den Aussetzungsbereich 50 gerichtet ist und die eine Verbindung zwischen der Außenumgebung des Gehäuses 58 und dem Inneren des Gehäuses 58 herstellt. Vorzugsweise ist die Öffnung 60 trichterförmig, wie es in Fig. 6b gezeigt ist. Andere nicht gezeigte Ausführungsformen können Öffnungen mit anderen For- men haben. Durch die Öffnung 60 kann Luft aus der Außenumgebung der Vorrichtung 110 auf den jeweils ausgesetzten Abschnitt des Probenbandes 16 strömen.

Das Gehäuse 58 umfasst weiterhin zwei Aufnahmen 62, in die jeweils ein Antriebselement (nicht gezeigt) aufgenommen werden kann, um die erste Spule 12 bzw. die zweite Spule 14 anzutreiben. Entsprechend können für eine oder mehrere der weiteren Spulen 22, 24 und/oder Rollen 38 weitere Aufnahmen vorgesehen sein.

Aufgrund der kassettenartigen Ausbildung können sämtliche Bänder 16, 18, 20 beim Betrieb der Vorrichtung 1 10 einfach, unkompliziert und geschützt innerhalb des Gehäuses 58 geführt und befördert werden. Dabei muss die Vorrichtung 110 selbst keine aktiven Antriebselemente enthalten. Stattdessen können die aktiven Antriebselemente außerhalb der Vorrichtung 110 angeordnet sein. Diese können über robuste und einfach ausgestaltete Schnittstellen, nämlich die Aufnahmen 62, auf schnelle, einfache und sichere Weise mit der Vorrichtung 110 in Interaktion gebracht werden. Dies ist besonders vorteilhaft für ein automatisiertes Sammeln und für eine automatisierte Analyse mithilfe von weiteren Vorrichtungen und in Interaktion mit diesen, wobei die weiteren Vorrichtungen dabei außerhalb des Gehäuses 58 angeordnet sein können. Diese weiteren Vorrichtungen können ebenso leicht von der Vorrichtung getrennt werden. Die Vorrichtung 110 kann lediglich passive Elemente umfassen und kann daher sehr kompakt und robust ausgebildet sein. Die kassettenartige Ausbildung gestattet daher eine be- sonders einfache und sichere Handhabung, insbesondere bei einer Interaktion mit weiteren Vorrichtungen, und eine gute Automatisierbarkeit des Sammel- und Aus werte Vorgangs. Zudem kann die Vielzahl von Proben sehr sicher und kompakt verwahrt und transportiert werden. In dem Gehäuse 58 der Fig. 6 sind die Spulen 12, 14 innerhalb einer gemeinsamen Ebene und drehbar um jeweilige Achsen angeordnet, die parallel sind und einen Abstand voneinander haben, der im Bereich zwischen zweimal und dreimal dem Radius einer der Spulen 12,14 liegt. In der Vorrichtung 1 10 der Fig. 6 haben die Spulen 12, 14 im Betrieb die gleiche Drehrichtung. In anderen nicht gezeigten Ausführungsformen sind die Spulen 12, 14 fluchtend angeordnet, d.h. nebeneinander und drehbar um eine gemeinsame Achse angeordnet. In solchen Ausführungsformen kann das Gehäuse die Form eines Quaders mit einer annährend quadratischen Grundfläche haben. Je nach Bandführung können in anderen, nichtgezeigten Ausführungsformen die Spulen 12, 14 im Betrieb die gleiche oder eine unterschiedliche Dreh- richtung haben.

Die Figuren 7 und 8 zeigen jeweils eine Vorrichtung 210 bzw. 310 gemäß weiterer erfindungsgemäßer Ausführungsformen, bei denen das Probenband 16 beidseitig mit einem Versiegelungsband verbunden ist.

Bei der Vorrichtung 210 der Figur 7 ist das Probenband 16 im ersten und im zweiten Bereich (d.h. in Fig. 7 links vom Aussetzungsbereich) auf einer ersten Seite oder auf einer Oberseite mit dem ersten Versiegelungsband 18 verbunden und auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite oder auf einer Unterseite mit einem dritten Versiegelungsband 64 verbunden. Im dritten und vierten Bereich (d.h. in Fig. 7 rechts vom Aussetzungsbereich) ist das Probenband 16 auf der Oberseite mit dem zweiten Versiegelungsband 20 verbunden und auf der Unterseite mit einem vierten Versiegelungsband 66 verbunden. Im Betrieb der Vorrichtung 210 wird das dritte Versiegelungsband 64 auf eine fünfte Spule 68 aufgerollt, nachdem das dritte Versiegelungsband 64 am Ende des zweiten Bereichs vom Probenband 16 getrennt wurde, um die Un- terseite des Probenbandes 16 freizulegen und der Umgebung der Vorrichtung 210 auszusetzen. Das vierte Versiegelungsband 66 ist auf einer sechsten Spule 70 aufgerollt und bevorratet. Im Betrieb wird das vierte Versiegelungsband 66 von der sechsten Spule 70 abgerollt, um anschließend mit der Unterseite des Probenbandes 16 am Ende des Aussetzungsbereichs verbunden zu werden.

In der Vorrichtung 210 der Fig. 7 kann das Probenband 16 im Bereich der Aufnahmen fluid- durchlässig sein, wobei die Aufnahmen ein Filtermaterial enthalten können. Durch die beidseitige Versiegelung mithilfe des ersten bis vierten Versiegelungsbandes 18, 20, 64 und 66 vor bzw. nach dem Aussetzen können auch solche Aufnahmen, die der Umgebung beidseitig, d.h. auf der Ober- und Unterseite des Probenbandes 16, ausgesetzt werden, vor und nach dem Aussetzen von der Umgebung getrennt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Probenband 16 auch Abschnitte umfassen, die getrennte und flui dundurchlässige Aufnahmen auf gegenüberliegenden Seiten des Probenbandes 16 umfassen. Dadurch kann die Anzahl der gleichzeitig ausgesetzten Aufnahmen weiter erhöht werden, so dass mehr Proben gleichzeitig gesammelt werden können.

Die Vorrichtung 310 der Figur 8 ist eine Abwandlung der Vorrichtung 210 der Figur 7 mit dem Unterschied, dass anstatt der Spulen 68 und 70 eine Rolle 72 vorgesehen ist und dass die Unterseite des Probenbandes 16 nicht nur im ersten und zweiten Bereich sondern auch im dritten und vierten Bereich mit dem dritten Versiegelungsband 64 verbunden ist. In der Vorrichtung 310 ist kein viertes Versiegelungsband 66 vorgesehen. Im Betrieb der Vorrichtung 310 wird das dritte Versiegelungsband 64 am Ende des zweiten Bereichs vom Probenband 16 getrennt, anschließend über die Rolle 72 umgelenkt und dann am Ende des Aussetzungsbereichs erneut mit dem Probenband 16 verbunden. In anderen Ausführungsformen kann anstelle der Rolle 72 oder zusätzlich ein anderes Umlenkmittel vorgesehen sein.

Es wird darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Ausführungsformen lediglich Beispiele für die vorliegende Erfindung darstellen und diese nicht einschränken sollen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird allein durch die beigefügten Ansprüche bestimmt.

B ezugszeichenliste

10, 110, 210, 310 Vorrichtung

12 erste Spule

14 zweite Spule

16, 1 16 Probenband

18 erstes Versiegelungsband

20 zweites Versiegelungsband

22 dritte Spule

24 vierte Spule

26 Luftzufuhrvorrichtung

28, 51, 128 Aufnahme (Vertiefung), Aufnahme, Aufnahme (Aufnahmebereich)

30 Zwischenbereiche

32 erste Rolle

34 zweite Rolle

36 Propeller

38 Transportrollen

40 Transportlo chung

42 Luftraum

44, 144 System

46 Teilbereich

48 Teilbereich

50 Aussetzungsbereich

52 Abschnitte

54 erste Aufnahmen

56 zweite Aufnahmen

58 Gehäuse

60 Öffnung

62 Aufnahmen

64 drittes Versiegelungsband

66 viertes Versiegelungsband

68 fünfte Spule

70 sechste Spule

72 Rolle