CN104662144B - 用于生物负载样品收集和检测的可弃容器 - Google Patents

Abstract

一种用于收集包含微生物的流体样品的可弃容器(2)在多种微生物检测方法中是有用的。容器(2)的一个端部设有盖(17)，盖(17)在一个表面上包括流体流动孔口(16)，且在相反的表面上包括膜过滤器(MF)(18)。公开了方法，其中，容器(2)配置在保持组件(100)中，其中盖(17)被抓握在分离的平台(140)中。组件(100)和平台(140)可相对于彼此移位，以将盖(17)与容器(2)分离。

Description

用于生物负载样品收集和检测的可弃容器

技术领域

本发明涉及一种可弃容器，其在用于多种微生物检测方法的包含被分析物微生物的流体样品的收集和检测中是有用的。此外，本发明涉及微生物测量方法，其在将容器用作用于流体样品的接受器的情况下执行。

背景技术

在卫生保健、食品、化妆品和其他产业中，生物负载测试(bioburden testing)已在评估各种样品的微生物含量方面起到日益重要的作用。生物负载测试被公知为许多名字，包括：微生物计数、活菌计数、总计数、平板计数、菌落计数、异养计数、和嗜温计数。基本上，生物负载是与多种产品和成分相关的微生物群落的估算。明显地，该群落与使用的原材料的清洁度、生产环境、和各种制造阶段期间产物的处理有关。

确定微生物计数的一种方法是膜过滤器(MF：membrane filter)程序，其中，微生物计数是使用膜过滤器确定的。在这些MF相关方法中，包含被分析物的流体样品通过MF而被过滤，来将期望的被分析物微生物俘获在其上。在一些情况下，将俘获的微生物和MF放置为与营养培养基接触来培养微生物。包含微生物的微生物菌落数量可使用显微镜或照相机来计数。

在一些方法中，MF上的俘获微生物的计数可直接进行而不需要例如通过采用营养培养基来培养微生物。在这些情况下，微生物的显微镜或照相机检测可通过检测器(例如显微镜或照相机)与MF的操作联合而直接进行。在许多这些直接测量技术中，微生物与着色剂或发光剂接触，着色剂或发光剂与微生物反应来促进微生物检测。

因此，本发明专用于一种容器，其可用来收集流体样品且促进在样品中的微生物在MF上的沉积，以用于通过检测机构(例如显微镜或照相机等)进行的随后的菌落检测。

发明内容

在一个示范实施例中，本发明涉及用于生物负载样品选择和检测的可弃容器，其中，容器具有常见的透明塑料瓶主体；专用结构帽，其在中心区域处具有排水孔，由过滤膜覆盖且由保护膜（protective film）密封。容器还具有带橡胶片的可移除底部帽。

系统公开了一种方法，其中，容器作用为用于选择水样品的具有帽的普通瓶。在一个实施例中，在样品制备工序期间，容器可在与排水泵连接的台或平台组件上上端朝下地放置。容器由平台上的夹紧机构定位和固定，该夹紧机构保持容器的专用帽。通过开启泵，在容器中的水样品将通过在专用帽上的过滤膜和排水孔排出以废弃。样品的细菌将留在过滤膜上，且关闭泵。针机构向下穿过底部帽上的橡胶片，并且将着色剂或其他试剂注入容器中。该试剂通过标准着色工序排出。

在样品制备工序之后，容器将移动至另一个台，该台具有用于保持专用帽的相同的夹紧机构。另一机构将移除瓶主体和底部帽，但带有过滤膜的专用帽将留在平台上，并且膜朝上。显微镜机构将定位为接近膜以用于检测工序。在工序完成后，可弃容器可从分析系统卸下。

在一个实施例中，提供样品容器以用于微生物检测工序。该容器具有顶部开口和相反的底部开口。顶部帽密封顶部开口，其中顶部帽包括密封盖，该密封盖包括凹入的盖部分。凹入的盖部分包括其中的多个流体流动孔口。膜过滤器(MF)层在凹入盖的一侧上置于流动孔口下方。底部帽组件密封容器的底部开口。

在其他示范实施例中，底部帽组件包括外部帽部件和置于外部帽下方的不透流体的弹性体层。弹性体层能够由针注射器或其他尖锐物体穿透。

在本发明的另一方面中，顶部帽包括覆盖密封盖的保护膜层。在其他实施例中，密封盖包括围绕凹入的盖部分的环形凸起台阶区域。凹入的盖部分可包括大体平面的表面。

在本发明的其他实施例中，容器包括圆柱形横截面的主体部件和具有比主体部分小的直径的颈部部分。此外，在某些实施例中渐缩区段提供为介于主体部分与颈部部分之间。在某些实施例中，渐缩区段具有与截头圆锥相似的横截面。顶部帽可分离地配合在颈部部分上方，且底部帽组件可分离地配合在底部开口上方。

本发明的其他方面涉及用于检测流体样品中的微生物存在的方法。在某些实施例中，收集瓶的至少一部分在其中填充有包含期望的被分析物微生物的流体样品。第一帽部件提供在容器的开口中的一个上，其中该第一帽具有在其中包括流体流动孔口的第一表面和置于所述第一表面下方的膜过滤器(MF)层。第二帽部件提供在容器中的另一个开口上，其中，该第二帽部件包括不透流体但针可穿透的表面。流体样品通过第一帽部件排出，从而使被分析物微生物沉积在第一帽的MF层上。试剂穿过不透流体的、针可穿透的第二帽表面注入流体样品中。试剂适于与流体样品中的被分析物微生物反应，以形成MF层上的可检测的存在。检测器放置成与MF层操作地相关，以检测MF层上的被分析物微生物的存在。

在本发明的某些实施例中，试剂包括着色剂，或在某些情况下，试剂包括发光剂，该发光剂适于在MF层上产生发光微生物。在某些情况下，检测器可为显微镜或照相机等。此外，检测器可为CCD(冷却固态照相机装置)，其具有可直接插入MF中的光学检测元件。

在本发明的其他实施例中，收集瓶放置在瓶保持组件中。在试剂已注入流体样品中之后，第一帽部件与收集瓶分离。在某些实施例中，第一帽部件配置在由平台承载的抓握部件中。平台和保持组件例如通过扭转等相对于彼此移位，以从而将第一帽部件与收集瓶分离。在本发明的其他实施例中，流体管道连接至第一帽部件，且流体样品通过第一帽部件排出并排入流体管道中。真空或泵器件可附接至管道，以通过管道提供排水、真空源，以有助于确保完成且促进通过帽部件及其相关MF层的流体排出。

本发明将结合附图进一步描述，其中。

附图说明

图1是生物负载样品选择和检测容器的侧视图，其中某些部分以假想示出；

图2是图1的容器的侧视图，其中，保护膜从顶部帽移除；

图3是容器的分解侧视图，其中容器的某些部分被移除；

图4是排水阶段期间的容器、相关保持组件和平台的局部剖开正交投影图，其中，从容器排泄流体；并且

图5是与图4相似的局部剖面图，但显示生物负载测试工序中的另一阶段，其中，承载膜过滤器(MF)的平台与容器保持组件分离。

具体实施方式

转向图1-3，在此显示用于生物负载样品选择和检测的可弃容器2。该容器由透明的塑料材料组成，例如聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephlate)、聚丙烯或其他塑料材料。如所示，容器包括圆柱形横截面的主体区段8和渐缩或递减直径的区段10，区段10的大体形式为重叠在主体8上方的截头圆锥形状。如图1所示，容器的最顶部区段由变窄的颈部部分9限定，在其上方，帽区段适于通过螺纹接合、搭扣配合或其他类似的附接器件进行接合。具体参照图1，保护膜14提供在容器的顶部上，并且例如收缩配合在容器的顶部上方，以用于易于移除。顶部帽12还包括环形密封盖部分18。顶部帽组件配合在容器的顶部开口5上方并且密封其。

在容器2的底部端部处，可移除帽20提供在瓶的底部或基部上。不透流体的橡胶隔膜26或相似的表面沿着瓶的内侧较低末端提供，并且其可经由密封帽24固连至瓶的底部，密封帽24可螺纹或搭扣配合在瓶基部上。帽20密封容器的底部开口7。

在图2中，保护膜14已从顶部帽12移除，从而露出环形密封盖17，环形密封盖17又优选地摩擦配合在颈部9的周缘内。环形密封盖17包括围绕凹入的平面区段的凸起的环形台阶区域，该凹入的平面区段在其中具有多个孔口16，以促进通过密封盖17的流体流。过滤膜18在盖17的下面或底部侧上，该过滤膜18可由聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚(偏二氟乙烯)组成。如后面将详细提及的，该膜作用为将微生物种类保留在其上。

图3显示了倒置布置的容器。这是如下定向：在一个实施例中，瓶将以该定向定位，以便促进生物负载取样和检测。在此，可移除的外部帽20已移除，从而露出环形固连帽24和置于下方的流体不可穿透的橡胶层26。层26适于作用为对流动穿过其的流体的屏障，但是该层可由尖锐物体(例如皮下注射探针等)穿透。优选地，层26由弹性体材料制成，例如，EPDM橡胶、苯乙烯丁二烯、丙烯腈/丁二烯、聚氯丁烯或天然橡胶。此外，在图3中，保护膜14已从瓶的现已倒置的顶部移除，从而露出在环形搭扣盖17的底部侧上的过滤膜18，其中盖的凹入孔口侧16现在配置在过滤膜18下方。

为了执行生物负载测试，瓶2填充有包含被分析物微生物种类的含水或其他流体样品。瓶2可放置在例如在图4中显示的类型的瓶保持组件100中。在此，组件100包括两个相对的压板部件102、104，其中顶部压板102经由连接件106、108、110、112连结至压板104，这些连接件均可通过由螺旋弹簧114和116供应的弹簧张力来调整。例如由橡胶隔膜或类似弹性材料组成的固持器部件120从压板102向下下垂，并且具有与瓶2的形状相适的大体形状，以牢固地抓握并将其保持在组件100中。

如图4所示，平台140定位在压板104下面，且环形密封盖17接合在承载于平台上的轭部件142、144之间，轭部件142、144一起包围盖17。可使用定位螺钉等来改变弹簧146、148的张力，以提供通过轭部件实现的盖17的牢固抓握。在该点，保护膜14已经从旋塞12移除，使得膜18(图3)与瓶2的内容物直接流体连通。管道150经由漏斗类型的连接器或其他装置(未显示)连接至瓶的现在倒置的顶部区段。真空源154或泵通过提供阀部件152而与瓶2连通。皮下注射橡胶针等穿过瓶的可穿透橡胶层插入，以将着色、发光、清洁、或其他试剂或纯水注射至瓶2内的流体样品。

通过开启真空或泵，样品中的流体通过过滤膜18和盖17上的排水孔口16排出以废弃。由于过滤膜的孔隙大小，故样品的微生物种类将被俘获在过滤膜18上，并然后关闭泵或真空源。因而，在从瓶排出流体后，微生物种类和试剂配置在膜18上，以便然后可通过常规技术来进行微生物计数。

转至图5，如所示，平台140已从下压板104移除，其中，微生物种类和试剂配置在表面18上。在该步骤紧前，盖17已经从容器的其余部分移除，剩下盖17配置在平台上。如在图5中显示，在弹簧146和148中的弹簧张力已松弛，其中，盖17由轭部件142、144宽松地包围。在该阶段处，检测器(例如显微镜等)可接近膜移动，来计数或其他方式检测被分析物微生物种类。在该检查后，瓶2可被处置。

因而显而易见的是，提供用于生物负载样品选择和检测的可弃容器。该容器作用为正常的瓶，以选择流体样品并且由帽密封。在本发明的一个方面中，然后使容器上端朝下地放置在用于样品制备(过滤、着色)和检测(成像)的台上。

生物负载测量工序可包括许多常规技术中的任一个，例如，比色测量技术，其中，着色剂经由穿透层26的注射器等注入容器2中的流体样品中。显微镜等用来对膜18上的微生物菌落进行计数，以估算生物负载水平。

此外，另一示范生物负载测试方法可包括发光或荧光剂通过可穿透层24到容器2中的样品中的注入。可然后经由紧接膜18放置的照相机等来检测俘获在膜18的表面上的期望的被分析物微生物种类。

可利用的另一生物负载测试程序包括“原位细胞分裂”方法。该方法是在细胞变得对肉眼可见之前用于有生命目标细胞检测的直接生长快速方法。在该方法中，样品通过MF过滤，以将微生物俘获在其上。将MF转移至营养琼脂片，并且允许目标细胞通过原位呼吸而形成微菌落。(这通常耗费大约三小时的保温培养期。)利用蓝光LED(Ex 450-500nm，Em510-560nm)照射微菌落。CCD芯片用来检测细胞自身荧光，且分析软件用来对覆盖各微菌落的感光像素自动地进行计数。

另一示范生物负载测试程序已知为“固相细胞计量术(SPC)方法”。该方法是用于通过下列连续步骤检测总活细胞(TVC)的快速方法：(a)在黑的聚酯或聚碳酸酯MF上方过滤样品，以俘获微生物；(b)将MF转移至包括碳氟化合物染料的垫，培养，以仅标记代谢活性细胞；(c)利用氩激光扫描(Ex 480nm，Em 515nm)检测由被标记的细胞放射的荧光；(d)通过计算机处理信号，以区分有效信号与荧光粒子；和(e)确定该总活细胞的数量。

选择过滤器膜的孔隙大小来俘获固定在其上的微生物被分析物。该孔隙大小可大范围地改变，例如包含从大约0.05μm至大约0.65μm的孔隙大小。示范膜过滤器(MF)包括以下：1) 25mm直径，7-20μm厚度，0.4μm孔隙大小；2) 25mm直径，6-11μm厚度，0.2μm孔隙大小；和3) 47mm直径，7-22μm厚度，0.45μm孔隙大小。适当的过滤器膜18的选择是在本领域技术人员的技术范围内的。

本领域技术人员将理解，可进行生物负载测试来确定多种微生物的存在和计数水平。例如，可使用本发明的容器和方法进行多种细菌、真菌、霉菌、酵母和孢子的计数。

应当理解的是，本发明不限于在本文中描述和显示的例示，认为其仅例示了本发明的各种实施例，并且其适于进行各种修改。本发明意图覆盖在所附权利要求中限定的精神和范围中的所有的这种修改。

要求保护的为：

Claims (16)

1.一种用于微生物检测工序的样品容器，其包括：

a. 容器，其具有顶部开口和相反的底部开口；

b. 顶部帽，其密封所述顶部开口，所述顶部帽包括：密封盖，所述密封盖包括凹入的盖部分，其配合在所述顶部开口的周缘内，所述凹入的盖部分在其中包括多个流体流动孔口；和膜过滤层，其置于所述流动孔口下方；

c. 底部帽组件，其密封所述底部开口。

2.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述底部帽组件包括外部帽部件和置于所述外部帽部件下方的不透流体弹性体层。

3.根据权利要求2所述的容器，其特征在于，所述弹性体层能够由针注射器穿透。

4.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述顶部帽包括覆盖所述密封盖的保护膜层。

5.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述密封盖包括围绕所述凹入的盖部分的环形凸起台阶区域，所述凹入的盖部分为大体平面的。

6.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，具有：圆柱形横截面的主体；颈部部分，其具有比所述主体小的直径；和渐缩部分，其介于所述主体部分与所述颈部部分之间，所述顶部帽可分离地配合在所述颈部部分上方，且所述底部帽组件可分离地配合在所述底部开口上方。

7.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述容器是可弃的。

8.一种用于检测流体样品中的微生物存在的工序方法，包括：

i. 用在其中包含被分析物微生物的流体样品填充收集瓶的至少一部分，所述收集瓶具有相反的顶部和底部开口，其中在填充步骤期间，所述顶部和底部开口中的至少一个被密封；

ii. 在所述顶部和底部开口中的一个上提供第一帽部件，所述第一帽部件具有：第一表面，其在其中包括流体流动孔口；和膜过滤器层，其置于所述第一表面下方；

iii. 在所述顶部和底部开口中的另一个上提供第二帽部件，所述第二帽部件包括不透流体的针可穿透的表面；

iv. 通过所述第一帽部件排出所述流体样品，从而使所述被分析物微生物沉积在所述膜过滤器层上；

v. 穿过所述不透流体的针可穿透的表面将试剂注入所述流体样品中，所述试剂适于与所述被分析物微生物反应，以形成所述膜过滤器层上的可检测的存在；

vi. 放置与所述膜过滤器层操作地相关的检测器，以检测所述被分析物微生物。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述试剂包括着色剂。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述试剂包括发光剂，所述发光剂适于在所述膜过滤器层上产生发光微生物。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述检测器是显微镜。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述检测器包括照相机。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括将所述收集瓶放置在瓶保持组件中，和在将所述试剂注入所述流体样品中的步骤之后，将所述第一帽部件与所述收集瓶分离。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括将所述第一帽部件固连在由平台承载的抓握部件中，其中，所述平台和所述保持组件相对于彼此移位，以从而将所述第一帽部件与所述收集瓶分离。

15.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，包括将流体管道连接到所述第一帽部件和通过所述流体管道排出所述流体样品。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括对所述流体管道应用真空源。