CN104711191A - 冷水可溶解的微生物薄膜培养基 - Google Patents

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Abstract

冷水可溶解的微生物薄膜培养基。琼脂培养基是常规的微生物学实验室的必备材料，而琼脂的制备通常包括了很多步骤。本发明是一个配方创新，把琼脂配方替换为可以在冷水可溶解的胶质，从而达到节能减排和缩减操作步骤的目的。配方创新的胶质可以被干燥工艺驱赶水分后形成薄膜，放置于密闭体系中辐照灭菌，用于微生物学测试。

Description

冷水可溶解的微生物薄膜培养基
技术领域
在微生物学应用中，含有特别营养的琼脂培养基被用来例证微生物的数目和生长能力，其中的琼脂主要是一个提供物理性质的冷凝的胶，与其胶混合溶解的特别营养物质具有扩散营养物质分子的能力，从而帮助微生物生长。
琼脂的制备必须通过称量，热溶解在水中，高压蒸汽灭菌，倾倒培养皿平板，等步骤来完成。本发明描述一项完全具备琼脂的渗透扩散能力，可以直接用冷水溶解的胶质微生物培养基。
发明背景
在实验室中常看见懒散的试验员将用过的细菌琼脂培养基放在实验室桌面上达数月之久，该培养基最后变成了一张透明的薄膜，且具有一定的物理拉伸强度，从而联想为什么培养基制备如此麻烦？如果可以制成一张薄膜加上水(这里指的水已经含有检测样本细菌了)就可以来例证微生物是多么方便啊？可是琼脂的溶解必须在约60摄氏度以上的热溶液中，使这个捷径的想法无法实施。
有一天，发明人正在享用中华传统美食大白兔奶糖，当吃到糖纸和奶糖中间的一层糯米纸时，上述捷径方法学工艺有了灵感。把糯米纸放入冷水中后，该糯米纸被溶解掉了，于是开始了本方法学创新。
背景技术
为了能够检测微生物指标，实验室技师通常需要制备含有特别营养成分的琼脂培养基，之所以使用琼脂是因为它可以在高温下(通常50摄氏度以上)呈现为液体，而在低温下(通常30摄氏度以下)呈现为固体胶状物质。当琼脂与特别营养物质均匀混合后，在琼脂上“落户(colony)”的微生物通常可以利用琼脂的胶体性质汲取营养物质，从而大规模繁殖，最终形成菌落，以便肉眼观察和判断。然而，为了创造无菌理想环境，琼脂培养基的制备非常复杂，需要通过高压蒸汽灭菌等步骤才能使用。
传统培养基起码面临以下三个挑战：
第一、高压蒸汽灭菌设备是一种高气压设备，高耗能设备，和危险设备，需要定期检查其安全状态以保障实验室和工作人员的安全。
第二、在节能减排的时代需求下，往往工业界和科教界在寻求一种低能耗的微生物学方法。
第三、传统培养基办法劳动密集，操作步骤很多，随着劳动力的价格上涨，需要寻求便捷式方法来提供工业生产效率。
本发明通过配方创新，使用薄膜培养基可以替代传统的琼脂培养基，这样的薄膜培养基具备以下多种特性：
第一、该配方可以与任意水溶性营养配方结合，配合特定微生物生长；
第二、该配方可以与任意水溶性微生物生长抑制剂(比如抗生素)结合，来有选择的例证特定微生物；
第三、该配方可以被调配成任意剂型，剂量来例证不同的细菌，真菌和其它微生物；
第四、该配方可以加入酸碱指示剂或者特定代谢指示剂来指示特定代谢途径的产物或者中间产物；
第五、无需高压蒸汽灭菌，在纸张制备过程中灭菌过程已经完成；
第六、可以用来作微生物琼脂培养基的涂布和划线，目前所有在琼脂培养基上可以做的实验，在薄膜培养基上全部都可以做。
发明内容
本发明专利是一个配方创新，描述了对现有琼脂微生物培养基的物理性质改良，成为一款混合
凝胶薄膜(薄膜培养基)主要但不局限于以下几个方面：
第一，将传统琼脂配方改为多凝胶混合物，其物理性质改变为易溶于冷水(通常指冷水温度为15-25摄氏度)；
第二，多凝胶混合物形成均一混合物后被烘缸加热，烘干后形成营养物质和胶质分布均一的混合凝胶薄膜，该薄膜同样溶于冷水；
第三，混合凝胶薄膜可以任意方式附着到微生物检测平台上；
第四，薄膜可以通过辐照灭菌的方式批量处理。
具体实施方式
本发明所使用的化学药品材料，除非特别申明，全部采购自“西格玛Sigma-Aldrich”公司上海分部，全部化学药品为实验室用分析纯级别。另外，化学药品曲拉通采购自美国陶氏化学公司上海分公司，淀粉购自石家庄筋尔麦面粉有限公司。辐照灭菌通过上海束能辐照技术有限公司提供，薄膜烘缸由河北保定市益坤机械厂生产。
(1)平板计数薄膜培养基(混合微生物生长物质的典型)
第一步：溶胶配制
称重以下物质并充分溶解于1000毫升去离子水中：
胰蛋白胨25克
酵母浸膏8克
葡萄糖5克
瓜尔胶0.1-15克
黄原胶0.1-15克
磷脂1-25克
曲拉通0.01-8克
淀粉3-15克
将上述溶液保持在70摄氏度水浴中搅拌25-75分钟，备用。
薄膜培养基抄膜步骤
一个不锈钢缝隙漏斗由“上海浩程金属材料有限公司”定制而成，该不锈钢漏斗可以保持液体高度在8厘米到35厘米，漏出部分是一个高度水平的宽0.08-0.8毫米，长6-35厘米的缝隙。
1.将上述水浴中溶液倒入不锈钢缝隙漏斗中，保持其液体高度在8-35厘米，缝隙漏斗漏出液体在一个速度6-15米／分钟运行的硅胶传送带上，通过烘缸，烘缸温度调节在65-95摄氏度，烘缸长度为5-15米；
2.通过烘缸的溶胶混合物形成了薄膜培养基，用自动卷筒机收获薄膜培养基。
薄膜培养基三明治的做法
上述薄膜培养基可以被加工成各种形状(可以粘贴在培养皿底部，可以粘贴在塑料薄膜上)后装入一个封闭体系中待用，本方法描述以塑料薄膜为例说明薄膜培养基三明治的做法：
a)薄膜培养基被憎水医用压敏胶(浙江精华科技有限公司)固定在一张厚度为0.4毫米的聚丙烯薄膜上；
b)上述聚丙烯薄膜、压敏胶和薄膜培养基混合物三层夹层三明治被装在一个密封塑料袋中，这三层我们简称为薄膜培养基三明治。
薄膜培养基三明治被包裹在密闭透明的体系中后送到上海束能辐照技术有限公司进行辐照灭菌。薄膜培养基三明治制作完毕。
微生物学实验
灭菌后薄膜培养基三明治可以直接用于微生物接种，实验检测样本是在室温(25摄氏度)下摆放36个小时的巴氏消毒牛奶(上海光明牛奶公司出品)，该实验引入对照组是英国OXOID公司的平板计数琼脂培养基，按照其说明书配制并灭菌。
在薄膜培养基三明治的接种过程中，确保液体(牛奶)接种量为每毫升溶液接种面积为25平方厘米，这个面积界定是通过一个相应面积的灭菌塑料圆圈实施的。上述步骤的薄膜培养基三明治被装回透明塑料袋中，放入37摄氏度恒温培养箱30个小时后，进行平板计数。
结果显示，薄膜培养基平板计数结果与传统琼脂计数平板培养基无异。
(2)抗生素敏感薄膜培养基
抗生素敏感薄膜培养基测试(antibiotic susceptibility testing)几乎是完全重复第一个平板计数薄膜培养基的试验步骤。唯一不同的是将试验中的牛奶样品配以0.1微克每升的青霉素(由哈尔滨制药厂注射剂调制)，具体的方法是将已知高浓度青霉素通过无菌过滤器(pall公司)然后再配比样本牛奶达到期望的青霉素浓度。
本实验包括了三个对照组，分别是(1)浓度为0.1微克每升的青霉素在琼脂培养基，(2)不含有抗生素的琼脂培养基和(3)不含有抗生素的平板计数薄膜培养基。
结果显示：(1)含有抗生素的平板计数薄膜培养基和琼脂培养基计数效果一致；(2)不含有抗生素的平板计数薄膜培养基和琼脂培养基计数效果一致；(3)含有抗生素的培养基菌落数少于不含抗生素的约20％，充分显示了抗生素的抑制微生物生长效果在薄膜培养基上和琼脂培养基上无异。

Claims (7)

  1. 在现代应用微生物学中最广泛使用的琼脂培养基种类极其繁杂，本发明对琼脂进行配方改进，改进后的胶质混合物在本章节被称作冷水可溶性胶质。冷水可溶性胶质发明要求以下权利： 
    1.冷水可溶性胶质配方可以替换琼脂，适合微生物学琼脂平板的应用。 
  2. 2.冷水可溶性胶质可以溶解在冷水(4-45摄氏度)分散系中并形成胶质，该胶质有分子筛作用，与其混合的特别化学物质具有分子扩散的能力。 
  3. 3.权利要求2中所描述的冷水分散系可以包含任意化学物质，这些化学物质可以以任意方式参与微生物的生长，比如：营养物质帮助微生物生长，抗生素抑制微生物生长，或者伴随微生物生长并产生特定的可鉴别指示作用。 
  4. 4.权利要求1所描述的胶质配方必须是无毒的透明物质、冷水可溶物质、和易干燥物质。 
  5. 5.权利要求1所描述的胶质配方可能包括，却不局限于：琼脂，或者褐藻胶，或者瓜尔胶，或者黄原胶，或者磷脂，或者曲拉通，或者淀粉，以特定比例混合的混合物。 
  6. 6.权利要求1所描述的胶质配方可以通过干燥工艺形成一个薄膜，该薄膜可以任意加工后用于微生物检测。 
  7. 7.权利要求6所描述的薄膜使用辐照灭菌的方法来完成无菌条件。 
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