用于借助气溶胶润湿试样的设备和方法_2

文档序号:9437493阅读:来源:国知局
G中。
[0023]设备的底部区域构成为:容纳定位设备或与所述定位设备共同作用。对此,底部区域例如构成:侧向地包围定位设备或提供用于定位设备的位置。底部区域能够具有底板,所述底板完全地或至少部分地封闭由侧壁构成的底部开口。定位设备能够设置在底板上。定位设备例如能够构成为一个、两个、三个或多于三个的微量滴定板微量滴定板。对此,底部区域优选还构成用于容纳这些数量的微量滴定板,优选通过相应的具有用于安置匹配于侧壁的几何形状的微量滴定板的凹部的相应的底板来容纳。这能够是特别有利的,因为上文描述的设备因此能够与现有的系统一起使用。优选地,这是微量滴定板。然而,定位设备也能够个体地构成。优选地,定位设备包括:用于测量和/或调节温度的元件,优选借助于水循环或电调温设备,例如电加热器来测量和/或调节温度;用于对试样进行供应、例如供应培养基的元件和/或用于优选借助于一个或多个石英晶体微天平测量沉着的气溶胶的重量的元件。这种石英晶体微天平优选且尤其适合于直接、在原位(实时)测定沉着到试样上的物质量。定位设备优选构成用于润湿6、12、24、48、96、384或1536个试样,或2X (6、12、24、48、96、384 或 1536)或 3X (6、12、24、48、96、384 或 1536)或 4X (6、12、24、48、96、384 或1536)个试样。
[0024]在此所描述的设备能够实现使气溶胶适当地且有利地沉着在试样上并且润湿所述试样。尤其,所述设备能够以简单且有效的方式实现快速且均匀地润湿一个和尤其多个试样。在此,尤其设备的或暴露腔室的结构以及气溶胶化设备相对于设备以及试样的定位证实为是有利的。尤其,设备通过气溶胶化设备允许气溶胶云雾的、尤其如下云雾的形成,对于所述云雾而言,云雾运动定律是至少基本上适用的。设备还能够实现使所述云雾,优选通过雨雾的自身运动,尤其利用云雾物理运动定律以及重力下降,进而允许:均匀地润湿腔室的底部区域、优选定位设备,进而快速地,通常少于3min地均匀地润湿试样。在此,设备还能够实现尤其在没有输送的或生成的、例如影响气溶胶运动且例如在现有技术中那样的空气流的情况下(无空气流或无空气流动地)无干扰地使云雾下降。有利地,已经无空气流地、即不提供空气流地产生气溶胶。这种空气流在现有技术中例如用于例如借助于喷嘴产生气溶胶或用于引导气溶胶经过试样进而用于部分地运输出气溶胶。在无空气流输送的情况,所有产生的气溶胶留在暴露腔室中进而能够极其有效地通过云雾的重力和初始速度沿朝试样的方向沉着到试样上。对于这种无空气流的气溶胶化设备的实例是在现有技术中已知的振动膜雾化器。优选的是,气溶胶化设备设计为,使得排出的气溶胶沿朝底部区域的方向具有一定的不等于零的初始速度。
[0025]云雾在此优选理解为:气溶胶总体的下落速度(受重力影响)为单独气溶胶(或变薄的云雾)的下落速度的至少10倍并且尤其由于云雾的自身运动达到大于lcm/s,优选大于3cm/s,尤其优选大于10cm/s的平均下落速度。因此,在云雾中优选出现风影效应(Windschatteneffekt):在云雾内部中的至少一些气溶胶颗粒经受降低的空气阻力,因为其在外部的或包围其的气溶胶颗粒的风影中下落。对此的前提尤其是,云雾是足够紧密的。对此,气溶胶颗粒体积是包含所述气溶胶颗粒的空气体积的至少10 4%,优选至少10 3%,尤其优选10 2%。
[0026]尤其,设备能够确保:气溶胶优选至少在暴露的前I至10秒中作为良好限定的完整无缺的云雾在底部区域之上并且直接在底部区域上形成。于是,云雾能够在没有例如由于在下落路径中安装的物体或犹豫例如从外部输送的、附加的空气流引起干扰的情况下在设备中或通过其构成的暴露腔室中下落,其中对于不被阻挡的情况而言云雾是有利的,即云雾的(垂直于云雾的下落方向的)直径明显小于腔室在相应的高度上的净宽,特别地即是暴露腔室的横截面至少在腔室的上半部中比云雾在相应高度上的横截面积的2倍还大,优选比2.5倍还大,尤其优选比其3倍还大。
[0027]—个附加的优选的方面是,云雾应具有足够的位置,以便不被堵住进而不受阻挡地下落。这能够例如且尤其通过如下方式确保:腔室的侧壁彼此分离足够宽地安置。
[0028]一个附加的优选的方面是,云雾应作为整合的结构到达底部区域附近,以便能够在暴露腔室中形成用于气溶胶的均匀空间上的分布的强烈的漩涡。这的前提能够是:下落高度不过大,因为否则云雾在底部区域附近强烈扩宽并且消散。如果下落高度或雾化单元的排出口距底部区域的间距过小,那么同样不能构成足够大的漩涡,以便在整个底部区域上延伸。
[0029]尤其优选的是,释放的气溶胶颗粒在离开气溶胶化设备之后仅还经受惯性和重力的作用下,即没有其他外部的力作用到云雾上。
[0030]这和设备的相应的特征尤其允许产生具有强烈的“自身运动”的良好限定的云雾。为此,下述方面优选是有利的:云雾的直径、云雾的液体含量和/或暴露腔室的几何形状、特别是其高度以及长度/宽度。所述参数优选共同确定在底部区域附近的云雾的结构上的整体性和下落速度,所述整体性和下落速度对于形成足够强的漩涡进而气溶胶作为烟雾在暴露腔室中的均匀的分布是有利的。因此,云雾的平均下落速度优选能够称作设备的结构上的特征的结果。尤其,暴露腔室用越多的烟雾填充,下落速度优选总是变小。因此,优选只在暴露过程开始时得到高的下落速度。
[0031]尤其,在此所描述的(气溶胶)云雾能够通过其具有高至使得其在日光下可见的液体含量来限定。与烟雾不同地,云雾优选局部地限界,即其明显地与具有低的液体含量的周围环境隔开。由此,云雾、如具有较高密度的气体在具有较小密度的气体中运动,即云雾由于重力展开强烈的自身运动进而能够达到比单独小滴明显更高的下落速度,因为小滴在云的内部中通过外部的小滴保护免受空气阻力影响进而能够更快速地下落(“风影效应”,如也在上文中提到的那样)。所述云雾效应对于本发明是有利的。此外,已经具有一定的初始速度的云雾根据摩擦定律制动,其中云雾作为几何整体负责于运动过程(不是单独小滴)。
[0032]对于气溶胶在底部区域上均匀的分布优选的且有利的是:不将紧密限界的云雾直接在底部区域上通过惯性压紧来沉着,而是将云雾转变为均匀的烟雾,所述烟雾填充整个暴露腔室并且所述烟雾随后通过自然的沉淀润湿底部区域或在那设置的定位设备连同位于其中的试样。烟雾同样是非常紧密的液态气溶胶,其与云雾的区别在于:烟雾均匀地分布并且宽阔地膨胀,而云雾在空间上受限制地、不需均匀地分布并且具有到周围的液体少的空气的清楚的过渡部。例如在设备中产生烟雾并且当云雾碰撞到底部区域上并且在那全方位地均匀地转向时,优选通过云雾的自然的涡流产生烟雾,这引起形成漩涡或涡流,所述漩涡或涡轮将清楚限定的云雾转变为均匀的烟雾。
[0033]在此所描述的烟雾尤其能够描述为宽地扩展的、均匀分布的液态气溶胶,其液体含量高至,使得其由于在液滴上的光散射是肉眼可见的。烟雾是空间上非常稳定的;与云雾相反地,烟雾不展开强烈的自身运动。
[0034]此外优选且有利的是,设备的不同元件适当地尤其彼此成比例地设计尺寸。例如,气溶胶化设备、特别是其排出口能够在底部区域或定位设备和尤其LFG之上大约5cm至50cm,更优选大约7cm至30cm并且尤其优选大约9cm至20cm处设置。侧壁的竖直的侧长或高度优选大约为8cm至53cm,优选大约为1cm至33cm并且尤其优选大约为12cm至23cm。底部区域的和/或侧壁的优选水平的侧长或宽度大约为5cm至10cm(尤其在使用多个雾化器时,如在下文中所描述)并且优选大约为7cm至50cm并且尤其优选大约为8cm至25cm。侧壁能够是同样长的,并且包括大致正方形的底部区域和/或盖区域或具有不同的宽度,并且例如包括矩形的底部区域和/或盖区域。在不同长的侧壁中,底部区域和/或侧壁的其他优选水平的侧长或深度大约为4cm至80cm(尤其在使用多个雾化器时,如在下文中所描述)并且优选大约为5cm至40cm并且尤其优选大约为6cm至20cm。在侧壁的竖直长度(高度)与水平的侧长(宽度;深度)之间的比大约为1/1至2/1和/或更优选大约为4/3至1.5/1。
[0035]此外,能够尤其优选的是:在底部区域的面积与侧壁的竖直伸展(分别以cm2或cm测量)之间的商为3和12之间,优选在4和9之间,尤其优选在5和7.5之间(在此无单位地举出)。
[0036]同样地,在底部区域的面积与气溶胶化设备的进入口距底部区域的间距(分别以cm2或cm测量)之间的商为3和12之间,尤其优选在4和9之间,更尤其优选在5和7.5之间(在此无单位地举出)。
[0037]这种尺寸设计优选允许有利的气溶胶云雾形成以及试样的有效的、均匀的且快速的润湿。
[0038]对于从云雾的自身运动中在整个的暴露腔室中形成均匀分布的烟雾而言有利的是:初始的云雾(在暴露的前几秒之内形成的云雾,即尤其在云雾形成的前10秒之内、优选在前5秒之内并且尤其优选在前3秒之内)作为紧凑的形成物碰撞到底部区域上,以便具有足够的冲量,以形成均匀的在整个底部区域上扩散的漩涡。这优选取决于:气溶胶化设备的进入口定位在不大于在底部区域之上大约50cm,优选不大于30cm,尤其优选不大于20cm处。
[0039]尤其优选且有利的是:在相对置的侧壁之间的间距调整为,使得漩涡均匀地填充由此限定的底部区域的整个面。这将暴露腔室的优选最大水平伸展优选限制到最大为初始云雾在到暴露腔室中的进入点处的直径的大约10倍。云雾的该初始的直径例如能够大约为 2cm。
[0040]根据一个优选的实施方式,盖区域的几何形状基本上对应于底部区域并且与其竖直地一一沿重力方向在其之上一一设置。优选地,盖区域基本上沿着由侧壁的(上)端部展开的虚拟的平面延伸或在所述平面附近延伸和/或由侧壁向外限界。相应地,底部区域基本上沿着由侧壁的(下)端部展开的虚拟的平面延伸或在所述平面附近延伸和/或由侧壁向外限界。
[0041]此外优选的是,底部区域和/或盖区域是基本上水平的。这优选不仅有利地作用于结构和制造的简单性而且也有利地作用于设备的在上文和下文中描述的功能。
[0042]当如所描述那样优选对底部和/或盖区域侧向限界的侧壁优选基本上垂直地设置时,所述侧壁替选地优选基本上棱锥形地和/或锥形地以向下开放或以扩展的方式构成。
[0043]设备的在此讨论的尺寸设计和参数优选构成为且优选彼此协调为,使得保持和/或实现所描述的功能。例如有利的是,气溶胶化设备产生气溶胶,使得所述气溶胶形成云雾。所述由气溶胶化设备形成的气溶胶云雾优选能够基本上自由下落,尤其云雾的从中产生的强烈的自身运动在碰撞到底部区域时引起形成强烈地表示出的漩涡。对此有利的是,气溶胶化设备、云雾和/或设备构成为,使得云雾(垂直于云雾的下落方向)的横截面明显小于腔室在相应的高度上的净宽,尤其使得暴露腔室的横截面至少在腔室的上半部中比云雾在相应高度上的横截面积的2倍还大,优选比2.5倍还大,尤其优选比3倍还大。
[0044]盖区域除了侧壁的相应的端部部段以外能够仅构成为开口或留空部。然而尤其优选的是,盖区域具有盖壁。这能够将由竖直的侧壁与周围环境隔开的且也称作暴露腔室的区域进一步从周围环境屏蔽。
[0045]盖壁能够可取下地构成或可取下地设置在侧壁上。替选地,所述盖壁能够与侧壁整体地构成。尤其优选地,盖壁也能够具有留空部或开口或者具有构成为能取下或构成用于打开的区域。盖壁的所述开口或所述能取下的区域尤其优选地构成或尺寸设计为,使得气溶胶化设备能够将气溶胶穿过所述开口或区域竖直地向下沿朝底部区域方向引入到暴露腔室中。对此,气溶胶化设备能够刚好在盖区域的高度上竖直地刚好设置在盖区域之上或竖直地刚好设置在盖区域之下。在此,气溶胶化设备的位置优选由通过其气溶胶排出口,优选由气溶胶产生的、例如振动膜的位置确定。气溶胶化设备的定位能够引起特别适合的且有利的云雾形成。
[0046]此外尤其优选的是,侧壁是至少部分透明的。例如,侧壁能够具有玻璃和/或塑料,例如透明的聚碳
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