CN104792983A - 细菌培养暨检测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种细菌培养暨检测装置，包含：上盖，其具有顶面与上周边；下盘，其具有底面与下周边，其中通过该下盘与该上盖相接合，以在该上盖与该下盘之间形成密闭空间；及纸条，其具有均匀材质，且固定在该上盖上，其中该纸条被用以吸附欲检验液体，该密闭空间被用以盛载培养液。
Description
技术领域
本发明相关于一种细菌培养暨检测装置和方法，尤其相关于一种用于酵素结合免疫吸附分析法(ELISA)的细菌培养暨检测装置和方法。
背景技术
酵素结合免疫吸附分析法(Enzyme-linked immunosorbent assay，简称ELISA)利用抗原抗体之间专一性键结的特性，对检体进行检测。由于结合了固体承载物(例如，塑料孔盘)上的抗原或抗体仍可具有免疫活性，因此设计其键结机制后，配合酵素呈色反应，即可显示特定抗原或抗体是否存在，并可利用呈色的深浅进行定量分析。根据待测样品与键结机制的不同，酵素结合免疫吸附分析法可设计出各种不同类型的检测方式，主要以三明治法、间接法、以及竞争法三种为主。
三明治法常用于检测大分子抗原，一般的操作步骤为：将具有专一性的抗体固着于塑料孔盘上，完成后洗去多余抗体；加入待测检体，检体中若含有待测的抗原，则其会与塑料孔盘上的抗体进行专一性键结；洗去多余待测检体，加入另一种对抗原专一的一次抗体，与待测抗原进行键结；洗去多余未键结一次抗体，加入带有酵素的二次抗体，与一次抗体键结；洗去多余未键结二次抗体，加入酵素受质(即呈色试剂)使酵素呈色，以肉眼或仪器读取呈色结果。三明治法分别以两种抗体对检体中的抗原进行两次专一性辨认，因此专一性相当高，但此待测抗原必须是多价抗原，如此才可获得两种以上的专一性抗体，以分别进行夹心；而且此法需要足够的表位空间以进行抗原抗体的夹心，所以并不适用于半抗原或小分子抗原等分子量较小的标的。
间接法常用于检测抗体，一般的操作步骤为：将已知的抗原固着于塑料孔盘上，完成后洗去多余的抗原；加入待测检体，检体中若含有待测的一次抗体，则其会与塑料孔盘上的抗原进行专一性键结；洗去多余待测检体，加入带有酵素的二次抗体，与待测的一次抗体键结；洗去多余未键结二次抗体，加入酵素受质(即呈色试剂)使酵素呈色，藉酵素结合免疫吸附分析法读取仪器测定塑料盘中的吸光值(OD值)，以评估有色终产物的含量即可测量待测抗体的含量。
竞争法是一种较少用到的酵素结合免疫吸附分析法检测机制，一般用于检测小分子抗原，其操作步骤为：将具有专一性的抗体固着于塑料孔盘上，完成后洗去多余抗体；加入待测检体，使检体中的待测抗原与塑料孔盘上的抗体进行专一性键结；加入带有酵素的抗原，此抗原也可与塑料孔盘上的抗体进行专一性键结，由于塑料孔盘上固着的抗体数量有限，因此当检体中抗原的量越多，则带有酵素的抗原可键结的固着抗体就越少，也就是说，两种抗原皆竞相与塑料孔盘上抗体键结，即所谓竞争法的由来。洗去检体与带有酵素的抗原，加入酵素受质(即呈色试剂)使酵素呈色，当检体中抗原量越多，代表塑料孔盘内留下的带有酵素的抗原越少，显色也就越浅。当需要侦测无法获得两种以上单一性抗体的抗原，或是不易得到足够的纯化抗体以固着于孔盘上时，一般会考虑使用竞争法酵素结合免疫吸附分析法。
然而，传统的酵素结合免疫吸附分析法，培养和检测是分开的，除了需要较多的装置，使用塑料孔盘，成本也增加，也不利于携带和快速检测。
因此，需要一种装置用于细菌培养与检测，并可以节省成本，并且有利于携带和快速检测。
发明内容
本发明即用以解决上述的问题，除可对细菌进行培养外，也可使用同一装置直接对细菌进行检测。因此，可以节省成本，并且有利于携带和快速检测。此外，本发明使用纸条取代传统酵素结合免疫吸附分析法的塑料孔盘，所得到的检测成果更为准确。
本发明提供一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置，包含：上盖，其具有顶面与上周边；下盘，其具有底面与下周边，并可通过该下周边与该上周边接合而使得该下盘与该上盖相接合，以在该上盖与该下盘之间形成密闭空间；及纸条，其具有均匀材质，且固定在该上盖上，其中该纸条被用以吸附欲检验液体，若该欲检验液体中有欲检测细菌，则该欲检测细菌便会吸附在该纸条上，其中该密闭空间被用以盛载培养液，以在该欲检验液体中有该欲检测细菌时，培养该欲检测细菌。作为优选，该纸条系平铺黏贴在该上盖的该顶面上。其中该细菌培养暨检测装置是隐形眼镜盒。
选择性地，本发明的细菌培养暨检测装置，还包含：内盖，用以套入该上盖中，以夹住该纸条的周边，使该纸条被该内盖和该上盖固定，其中该内盖具有中空部位，其用以使该纸条的中心部位从该内盖露出。作为优选，该纸条的上端黏贴在该上盖的该顶面上，该纸条的下端垂下长度超过该上盖的该上周边。
作为优选，本发明的细菌培养暨检测装置，还包含：内盖，用以套入该上盖中，以夹住该纸条的上端，使该纸条被该内盖和该上盖固定，其中该内盖具有中空部位，其用以使该纸条的下端从该内盖穿出，该纸条的下端垂下长度超过该上盖的该上周边。
作为优选，在本发明的细菌培养暨检测装置中，该内盖呈扁平状；该上盖的该上周边有内螺纹；及该下盘的下周边具有外螺纹，通过该上盖的该内螺纹和该下盘的该外螺纹，可以使该上盖和该下盘接合。
作为优选，本发明的细菌培养暨检测装置的内盖具有周边，该周边有内螺纹；及该下盘的下周边具有外螺纹，通过该内盖的该内螺纹和该下盘的该外螺纹，可以使该内盖和该下盘接合。
依据本发明的一种优选实施例，一种使用本发明细菌培养暨检测装置的细菌培养暨检测方法，包含下列步骤：在该下盘中倒入该培养液；手持该上盖，利用该上盖的该纸条去吸附该欲检验液体；将该上盖套入该下盘，使该纸条浸入该培养液中；及放置该细菌培养暨检测装置使该纸条呈水平，以培养该欲检测细菌。
作为优选，本发明的细菌培养暨检测方法，还包含下列步骤：在完成培养后，打开该上盖，倒掉该培养液；直接在该装置上进行酵素结合免疫吸附分析法：在该下盘中加入对该欲检验细菌有专一性的抗体试剂，重新盖上该上盖；上下翻转该细菌培养暨检测装置；及打开该上盖，待半干后加入呈色剂，依据该纸条上的颜色变化和颜色浓度，判断该欲检验细菌的有无，并且得到精确的分析值。
附图说明
通过参考下列详细叙述，将可以更快地了解上述观点以及本发明的优点，并且通过下面的描述以及附图，可以更容易了解本发明的精神。其中：
图1A所示为在“无破菌”的条件下，使用本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法进行检测平均亮度，实验组除以控制组的比例所得的长条图。
图1B所示为在“无破菌”的条件下，使用传统酵素结合免疫吸附分析法进行检测吸光值，实验组除以控制组的比例所得的长条图。
图1C所示为在“破菌”的条件下，使用本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法进行检测平均亮度，实验组除以控制组的比例所得的长条图。
图1D所示为在“破菌”的条件下，使用传统酵素结合免疫吸附分析法进行检测吸光值，实验组除以控制组的比例所得的长条图。
图2A依据本发明实施例，绘示一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置。
图2B依据本发明另一实施例，绘示一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置。
图2C是图2B的装置的分解示意图。
图3A依据本发明又一实施例，绘示一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置。
图3B是图3A的装置的分解示意图。
图4依据本发明又一实施例，绘示一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置。
图5依据本发明又一实施例，绘示一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置。
图6依据本发明又一实施例，绘示一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置。
主要组件符号说明：
200,300,400,500,600细菌培养暨检测装置
210,310,410,510,610上盖
212,312,412,512,612顶面
214,314,414,514,614纸条
216,316,416,516,616上周边
218,318,418,518内螺纹
220,320,420,520,620下盘
222,322,422,522,622底面
226,326,426,526,626下周边
228,328,428,528,628外螺纹
230,330,530,630内盖
234,334,534,634中空部位
336,636周边
338,638内螺纹
具体实施方式
现在将对本发明不同的实施方式进行说明。下列描述提供本发明特定的施行细节，从而使读者彻底了解这些实施例的实施方式。然该领域技术人员须了解本发明也可在不具备这些细节的条件下实施。此外，文中不会对一些已熟知的结构或功能作细节描述，以避免各种实施例间不必要相关描述的混淆，以下描述中使用的术语将以最广义的合理方式解释，即使其与本发明某特定实施例的细节描述一起使用。
图1A、1B、1C、1D的控制组皆为无菌的培养液。图1A、1C为本发明，其纵轴比对的是本发明与控制组的平均亮度。图1B、1D为公知常识，其纵轴比对的是公知常识与控制组的吸光值。
图1A所示为在“无破菌”的条件下，使用本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法进行检测平均亮度(a.u.)，实验组除以控制组的比例所得的长条图。
图1B所示为在“无破菌”的条件下，使用传统酵素结合免疫吸附分析法进行检测吸光值，实验组除以控制组的比例所得的长条图。如图1B所示，随着细菌浓度的递减，实验组除以控制组的比例值也随之下降。
根据图1A使用本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法和图1B传统酵素结合免疫吸附分析法所得的结果，显示本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法是可行性的。虽然图1B传统酵素结合免疫吸附分析法在高浓度1x109(cells/mL)实验组除以控制组的比例值高达30，比本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法比例值18还要来得高。但在低浓度1x105(cells/mL)实验组中，本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法比例值高达5，而传统酵素结合免疫吸附分析法比例值只有1.2，相较起来本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法低浓度灵敏度较高，这是本发明的优势。
图1C所示为在“破菌”的条件下，使用本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法进行检测平均亮度(a.u.)，实验组除以控制组的比例所得的长条图。随着细菌浓度的递减，实验组除以控制组的比例值也趋于下降。
图1D所示为在“破菌”的条件下，使用传统酵素结合免疫吸附分析法进行检测根据吸光值，实验组除以控制组的比例所得的长条图。如图1D所示，随着细菌浓度的递减，实验组除以控制组的比例值也随之下降。
根据图1C使用本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法和图1D传统酵素结合免疫吸附分析法所得的结果，显示本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法是可行性的。虽然图1D传统酵素结合免疫吸附分析法在高浓度1x109(cells/mL)实验组除以控制组的比例值高达30，比本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法比例值16还要来得高。但在低浓度1x105(cells/mL)实验组中，本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法比例值高达7，而传统酵素结合免疫吸附分析法比例值只有3，相较起来本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法低浓度灵敏度较高，这是本发明的优势。
比较有无破菌的条件，可知：(1)在高浓度1x109(cells/mL)传统酵素结合免疫吸附分析法中，在有无破菌条件下比例值都高达30。(2)在高浓度1x109(cells/mL)下，本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法，不论有无破菌，比例值都非常相近。(3)在低浓度1x105(cells/mL)传统酵素结合免疫吸附分析法中，在破菌条件下比例值比无破菌条件下高一点。(4)在低浓度1x105(cells/mL)下，本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法，在破菌条件下比例值比无破菌条件下高一点。因此，对本发明而言，不论有无“破菌“，皆不影响本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法检测平台的可行性。
经由以绿脓杆菌和大肠杆菌作为培养及检测对象的实验证明，本发明的纸基酵素结合免疫吸附分析法的检测结果稳定，且灵敏度高，甚至可不用破菌，即可通过少量检体获取检测结果。因此，本发明使用纸条取代传统酵素结合免疫吸附分析法的塑料孔盘，所得到的检测成果更为准确。
综上所述，本发明具有以下优点：(一)简化器材，降低成本，增进易用性。因为本发明的纸基细菌培养暨检测平台，除可对细菌进行培养外，也可使用同一装置直接对细菌进行检测，所以本发明可使用同一装置进行检测，所以可以简化器材，从而降低成本，也能增进易用性。(二)简化流程，缩短时间，提升效率，因为本发明的纸基细菌培养暨检测平台可使用同一装置完成培养和检测，而无需转渍(blotting)，且经得起冲洗，而且即使在无破菌或细菌浓度很低的条件下，检测结果的颜色的呈现仍非常明显。因此可以简化流程，缩短培养病菌的时间，进而可以提升效率，并缩短取得检测结果的时间。(三)符合医疗需求，具有市场价值。在医疗的需求上，针对角膜溃疡的治疗，在使用抗生素前，需先采取检体做细菌培养。其中绿脓杆菌引起的角膜溃疡，比其它的致病菌有较差的治疗结果。据统计，在美国绿脓杆菌感染所占比率约6-39%，而且它具高毒性，对眼睛会产生破坏性的影响。因此，快速诊断与积极治疗是决定能否保留住视力的主要关键。经由以绿脓杆菌作为培养及检测对象的实验证明，相较于传统的胶体电泳法与酵素结合免疫吸附分析法所需时间，本发明利用纸基酵素结合免疫吸附分析法的原理，可在纸上进行快速筛检，通过呈色反应判断有无绿脓杆菌感染，其培养及检测所花费时间可缩短为在1天的时间内完成，因此可达成快速诊断与积极治疗的目的。
图2A依据本发明实施例，绘示一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置。如图2A所示，本发明的一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置200包含：上盖210，其具有顶面212与上周边216；下盘220，其具有底面222与下周边226，并可通过该下周边226与该上周边216接合而使得该下盘220与该上盖210相接合，以在该上盖210与该下盘220之间形成密闭空间；及纸条214，其具有均匀材质，且固定在该上盖210上，其中该纸条214被用以吸附欲检验液体，若该欲检验液体中有欲检测细菌，则该欲检测细菌便会吸附在该纸条上，其中该密闭空间被用以盛载培养液，以在该欲检验液体中有该欲检测细菌时，培养该欲检测细菌。如图2A所示的实施例，在本发明的细菌培养暨检测装置200中，该纸条214平铺黏贴在该上盖210的该顶面212上。
图2B依据本发明另一实施例，绘示一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置。图2C是图2B上盖210和内盖230分解示意图。将图2C所示内盖230套入上盖210中，即可用以夹住该纸条214的周边，使该纸条214被该内盖230和该上盖210固定，如图2A所示。其中，该内盖230具有中空部位234，用以使该纸条214的中心部位从该内盖230露出。
如图2C所示，该内盖230呈扁平状，该上盖210的该上周边216的内侧有内螺纹218；及该下盘210的该下周边226有外螺纹228，通过该上盖210的该内螺纹218和该下盘220的该外螺纹228，可以使该上盖210和该下盘220接合。
图3A依据本发明又一实施例，绘示一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置。图3B是图3A上盖310和内盖330的分解示意图。将图3B所示的内盖330套入上盖310中，即可用以夹住该纸条314的周边，使该纸条314被该内盖330和该上盖310固定，如图3A所示。其中，该内盖330具有中空部位334，用以使该纸条314的中心部位从该内盖330露出。
如图3B所示，该内盖330具有周边336，该周边336的内侧有内螺纹338；及该下盘310的该下周边326具有外螺纹328，通过该内盖330的该内螺纹338和该下盘320的该外螺纹328，可以使该上盖310和该下盘320接合。
优选地，其中该细菌培养暨检测装置可以是隐形眼镜盒，使得隐形眼镜的配戴者可以在将隐形眼镜置入隐形眼镜盒存放时，检测浸泡隐形眼镜的生理食盐水，即可测得眼睛是否有被细菌感染，对隐形眼镜的配戴者而言，非常方便检测。
图4依据本发明又一实施例，绘示一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置。如图4所示，该纸条414的上端黏贴在该上盖410的该顶面412上，该纸条414的下端垂下长度超过该上盖410的该上周边416，以利于使用者手持上盖410，利用上盖410下垂的纸条414去吸附欲检验液体，可以免除手沾到纸条414，避免污染纸条414而影响到检测结果。
图5依据本发明又一实施例，绘示一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置。如图5所示，本发明一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置500，包含：内盖530，其可被上盖510套上，用以夹住该纸条514的周边，使该纸条514被该内盖530和该上盖510固定。其中，该内盖530具有中空部位，也就是狭缝534，用以使该纸条514的下端从该内盖530穿出，该纸条514的下端垂下长度超过该上盖510的该上周边516。
如图5所示，该内盖530呈扁平状，该上盖510的该上周边516的内侧有内螺纹518；及该下盘510的该下周边526具有外螺纹528，通过该上盖510的该内螺纹518和该下盘520的该外螺纹528，可以使该上盖510和该下盘520接合。
图6依据本发明又一实施例，绘示一种用于酵素结合免疫吸附分析法的细菌培养暨检测装置。如图6所示，内盖630可被上盖610套上，即可用以夹住该纸条614的周边，使该纸条614被该内盖630和该上盖610固定。其中，该内盖630具有中空部位，也就是狭缝634，用以使该纸条614的下端从该内盖630穿出，该纸条614的下端垂下长度超过该上盖610的该上周边616。
如图6所示，该内盖630具有周边636，该周边636的内侧有内螺纹638；及该下盘610的该下周边626具有外螺纹628，通过该内盖630的该内螺纹638和该下盘620的该外螺纹628，可以使该上盖610和该下盘620接合。
使用本发明所示的细菌培养暨检测装置，可以实施一种细菌培养暨检测方法，包含下列步骤：(一)在下盘中倒入培养液；(二)若使用图4-6所示的细菌培养暨检测装置，则使用者可以手持上盖，利用上盖下垂的纸条去吸附该欲检验液体，可以免除手沾到纸条的可能性，避免污染纸条而影响到检测结果。替代性地，若使用的是图2A、2B、3A所示的细菌培养暨检测装置，则可改为以吸取器吸取该欲检验液体；(三)将该上盖套入该下盘，使该纸条浸入该培养液中；(四)放置该细菌培养暨检测装置为使该纸条呈水平，以培养该欲检测细菌，也就是说，若使用图4-6所示的细菌培养暨检测装置，则为放倒该细菌培养暨检测装置，若使用的是图2A、2B、3A所示的细菌培养暨检测装置，则为倒置该细菌培养暨检测装置。
在完成培养后，可以使用同一细菌培养暨检测装置进行检测，包含下列步骤：(一)打开该上盖，倒掉该培养液；(二)在该下盘中加入对该欲检验细菌有专一性的抗体试剂，重新盖上该上盖；(三)上下翻转该细菌培养暨检测装置；及(四)打开该上盖，纸条待半干后加入呈色剂，依据该纸条上的颜色变化和颜色浓度，判断该欲检验细菌的有无，并且得到精确的分析值。
综上所述，本发明的细菌培养暨检测装置，可用以培养细菌，也可使用同一装置检测细菌。因此，可以节省成本，并且有利于携带和快速检测。
本发明并未局限在此处所描述的特定细节特征。在本发明的精神与范畴下，与先前描述与图式相关的许多不同的发明变更是可被允许的。因此，本发明将由下述专利申请范围来包含其所可能的修改变更，而非由上方描述来界定本发明的范畴。
Claims (10)
1.一种细菌培养暨检测装置，其特征在于，该细菌培养暨检测装置包含：
上盖，其具有顶面与上周边；
下盘，其具有底面与下周边，并通过该下周边与该上周边接合而使得该下盘与该上盖相接合，以在该上盖与该下盘之间形成密闭空间；及
纸条，其具有均匀材质，且固定在该上盖上，其中该纸条被用以吸附欲检验液体，若该欲检验液体中有欲检测细菌，则该欲检测细菌便会吸附在该纸条上，
其中该密闭空间被用以盛载培养液，以在该欲检验液体中有该欲检测细菌时，培养该欲检测细菌。
2.根据权利要求1所述的细菌培养暨检测装置，其特征在于，其中该纸条平铺黏贴在该上盖的该顶面上。
3.根据权利要求1所述的细菌培养暨检测装置，其特征在于，其中该细菌培养暨检测装置是隐形眼镜盒。
4.根据权利要求1所述的细菌培养暨检测装置，其特征在于，该细菌培养暨检测装置还包含：
内盖，用以套入该上盖中，以夹住该纸条的周边，使该纸条被该内盖和该上盖固定，其中该内盖具有中空部位，其用以使该纸条的中心部位从该内盖露出。
5.根据权利要求1所述的细菌培养暨检测装置，其中该纸条的上端黏贴在该上盖的该顶面上，该纸条的下端垂下长度超过该上盖的该上周边。
6.根据权利要求1所述的细菌培养暨检测装置，其特征在于，该细菌培养暨检测装置还包含：
内盖，用以套入该上盖中，以夹住该纸条的上端，使该纸条被该内盖和该上盖固定，其中该内盖具有中空部位，其用以使该纸条的下端从该内盖穿出，该纸条的下端垂下长度超过该上盖的该上周边。
7.根据权利要求4或6所述的细菌培养暨检测装置，其特征在于，其中
该内盖呈扁平状；
该上盖的该上周边有内螺纹；及
该下盘的下周边具有外螺纹，通过该上盖的该内螺纹和该下盘的该外螺纹，可以使该上盖和该下盘接合。
8.根据权利要求4或6所述的细菌培养暨检测装置，其特征在于，其中
该内盖具有周边，该周边有内螺纹；及
该下盘的下周边具有外螺纹，通过该内盖的该内螺纹和该下盘的该外螺纹，可以使该内盖和该下盘接合。
9.一种使用权利要求5或6所述的细菌培养暨检测装置的细菌培养暨检测方法，其特征在于，该细菌培养暨检测方法包含下列步骤：
在该下盘中倒入该培养液；
手持该上盖，利用该上盖的该纸条去吸附该欲检验液体；
将该上盖套入该下盘，使该纸条浸入该培养液中；及
放置该细菌培养暨检测装置使该纸条呈水平，以培养该欲检测细菌。
10.根据权利要求9所述的细菌培养暨检测方法，其特征在于，该细菌培养暨检测方法还包含下列步骤：
在完成培养后，打开该上盖，倒掉该培养液，直接在该装置上进行酵素结合免疫吸附分析法；在该下盘中加入对该欲检验细菌有专一性的抗体试剂，重新盖上该上盖；
上下翻转该细菌培养暨检测装置；及
打开该上盖，在该纸条半干后加入呈色剂，依据该纸条上的颜色变化和颜色浓度，判断该欲检验细菌的有无，并且得到分析值。
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