CN105899653A - 在脱水反应培养基干法浸渗的多孔支持物中检测、鉴别和计数微生物的方法 - Google Patents
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Abstract
用于在多孔支持物(在其整个厚度包含反应培养基粉末)中对微生物进行检测、鉴别和计数的方法,所述支持物已在其整个厚度干法浸渗了脱水反应培养基。本发明还涉及使得能够进行所述方法的装置,以及所述装置的用途。
Description
本发明主要涉及微生物学分析领域。更具体地,其涉及用于在整个厚度经脱水反应培养基干法浸渗(dry-impregnated)的多孔支持物中检测、鉴别和/或计数微生物的方法。
在临床诊断和工业微生物学控制、食品加工、药物或化妆品的领域,从19世纪末起,皮氏培养皿中胶凝的培养基(最常见为琼脂培养基)就已经是用于病原微生物检测和鉴别的必不可少的工具。
已有若干可商业提供的产品来取代皮氏培养皿培养基。其中之一,包含可再水合(rehydratable)营养物的PetrifilmTM系统,使用非常广泛。另一个由Nissui Pharmaceutical开发的系统Compact DryTM,也包含脱水的培养基。这些培养基具有的优势是它们可以比即时可用的琼脂培养基保存的更久。它们也可以(如PetrifilmTM的情况)尺寸较小并因而会占据较小量的温育空间
因而,一般而言,有两种方式获得可再水合的培养基:
第一种包括将液体形式的培养基置于支持物中,继而将其整个进行干燥,以及
第二种包括将脱水形式的培养基附着至支持物,从而立即获得可再水合的培养基。
第一种方法,也即获得可再水合的营养培养基(其制备中包括湿法浸渗营养物的阶段),其已经成为若干专利申请的主题。因而,专利申请CN102337324描述了这样的方法,其中将营养液与快速蒸发的化学成分混合。文献WO2005/061013描述了溶于溶剂中并沉积于吸附层上的标志物,从而用以检测阴道炎。近来,专利申请US20130089887描述了这样的支持物,也即用溶于溶剂的发色和/或发荧光底物浸渗的薄膜(与琼脂培养基接触)。
然而,此种溶于水中或溶于溶剂中的方法,对于可再水合培养基的保存的时间长度有负面影响。事实上,将某些脆弱的产物如酶或者酶或代谢底物或者抗生素置于悬液中可对其总体稳定性有严重影响。对培养基进行干燥所需的加热也可以使反应培养基的热敏感成分变性并使其无效。此种水相中的方法也无法控制和改变反应培养基和/或细菌显示所需的各种添加剂的位置。
为了克服此种方法所获得的培养基的缺点,第二种方法提出了将营养粉末直接置于支持物上,而没有之前的溶解所述粉末的阶段。
因而,3M提出了脱水的营养培养基,其涂敷有粘附剂并且被置于薄膜上而未曾经过之前将培养基溶解的阶段。此装置由两部分组成,底薄膜和顶薄膜,在其表面覆盖有脱水培养基的某些成分。在进行分析的时候,样品被置于这两个薄膜之间。
此装置以及相关检测方法(如申请WO 2009/082667中所述)具有若干缺点。
首先,此装置的制备需要将脱水的营养物粘附到薄膜上的步骤,所述薄膜则必需在事先涂敷有粘附剂。在这之后,所述培养基不能事实上形成具有可变高度和分层浓度的三维结构,因为其粘附至薄膜。因而只有一块小的表层的培养基可用。用于微生物学分析的所需的液体样品的体积因而不会超过1或2ml,这会影响检测灵敏度的阈值。然后,PetrifilmTM的包装需要将所述底薄膜和顶薄膜一起进行制备。这也使得不能够在同一装置上有若干不同的培养基。另外,此装置具有有限的应用并且不能例如用于接拭子或用作包扎(dressing)。最后,PetrifilmTM必然需要引入外部操作者来提供水成样品。
另一方面,在此前的专利申请FR1257047中,申请人提出了在可于原处再水合的培养基上从要分析的样品中进行分离的方法,其使得可以获得分离的菌落。此种可再水合的培养基覆盖有能分离菌落的膜。因而,培养基保持无菌而菌落则就在所述培养基之上的膜上发展。
然而,在琼脂或非琼脂支持物上分离菌落,有时会被视为是种限制并且常常与实验室外进行的实验和/或由微生物学领域内具有很少知识和技能的人进行的实验不相容。
有鉴于上文所列出的所有问题,本发明提出了用于检测、鉴别和计数样品中可能含有的微生物的新方法。
因而,本发明的一个目的是提供这样的装置,其包含改善检测灵敏度的脱水培养基。
本发明的另一目的是提供用于不依赖于分离而对微生物进行检测、鉴别和计数的方法。
本发明的另一目的是提供这样的装置和方法,其使得能够进行多重检测,并由此无需进行分离而从所要分析的相同样品中获得分离的、可检测的、和可计数的培养物(在同一装置上存在的不同反应培养基之上)。
本发明的一个目的也是要提供特别具有灵活性的装置和方法。所述反应培养基可以是或多或少复杂的培养基,其例如是发色的,或者可以是很简单的,也就是说仅仅含有有限数目的底物(抗生素、代谢底物等)。所述装置和方法也可以具有很多样化模式的用途,如用作拭子,或者用于在包扎、卫生巾或食品包装中显示微生物污染的吸附培养基。
本发明的另一目的是提供可以由具有很少微生物学技能的人所使用的装置。因而,可以在对样品进行分析的时候由操作者一次将所述装置再水合。也可以于原处进行再水合而无需引入操作者,特别是当所要测试的样品临近所述可再水合的反应培养基的时候,使得其可以逐步再水合。待分析的样品可以例如是渗出性伤口(exudative wound)或一片肉,并且可以产生可能含有待检侧微生物的液体。
本发明的另一目的是提供这样的装置,其本身就用于收集所述样品,如拭子(swab)。
本发明的一个目的是提供装置,其中反应培养基干法浸渗的多孔支持物独立于其包装而进行生产,这有助于所述装置的生产和销售。
本发明的另一目的是提供这样的装置,其中创建了反应底物的浓度梯度,由此使得这些底物的量有限,并且所述装置的生产成本也有限。
基于对本申请的阅读将知晓其它的目的。
本发明因而意在实现所有或者一些上文所述的目标。
因此,本发明的主题是用于在可能含有至少一种微生物的样品中检测和/或鉴别和/或计数所述至少一种微生物的方法,包括以下步骤:
(a)提供用于检测和/或鉴别和/或计数微生物的包含多孔支持物的装置,所述多孔支持物在其整个厚度包含反应培养基粉末,所述多孔支持物已在其整个厚度经脱水反应培养基干法浸渗,
(b)将样品与所述多孔支持物接触,
(c)温育所述装置,
(d)当所寻找的微生物存在于所述样品中时,在所述多孔支持物内检测和/或鉴别和/或计数微生物的一个或多个菌落。
根据本发明,所述装置在其整个厚度干法浸渗了脱水反应培养基。可以根据至少四种技术来将粉状材料掺入多孔支持物中:
-使用如专利US 5,213,843中所描述的真空泵;
-用任何震动系统来机械震动多孔支持物本身(其上放置了粉末),该震动可以引起粉末或多或少深入地进行渗入;
-使用静电场;
-超声波震动,与应用所述粉末同时,使用引起超声波发生头(sonotrode)震动的超声波发生器,如专利申请FR 2866578中所述。当多孔产物从超声波发生头下经过时,后者的作用使得粉末颗粒震动,它们继而渗入到多孔物质的空腔内。
优选地,用于制备在其整个厚度干法浸渗了的多孔支持物的方法包括通过电场的措施使得粉末颗粒震动的步骤。优选地,此为交变电场。专利EP 1.028.836描述了通过在两个电极系统(粉末覆盖的织物位于其间)之间应用交变电场而对织物(非编织的、编织的等)的浸渗。变得带电的粉末颗粒,开始以交变场的频率震动。因而,出乎意料地,此技术可以用于采用脱水反应培养基对多孔支持物进行干法浸渗。颗粒的移动因而使它们能够渗入到支持物的孔中。所述颗粒已经深入地渗入到多孔支持物的整个厚度。
因而,支持物浸渗有培养基的区域是遍及该支持物厚度的浸渗,因为所述粉末已经穿过了所述多孔支持物的厚度。因而,至少所有或者一些多孔支持物在其整个厚度包含粉末形式的反应培养基,但是支持物上的一些区域缺乏任何培养基,如例如所述支持物的边缘。
可以对颗粒穿过支持物厚度的浸渗程度进行控制,例如均匀地、以局部化的方式或作为梯度,这取决于所存在的材料(支持物和粉末)的特点,但也取决于所使用的方法的特点(电场的强度、处理时间、频率等)。
所述支持物可以随着时间而顺次浸渗,这使得可实现更好的浸渗。因而,用胶凝剂进行浸渗可以早于用反应培养基进行浸渗。
将脱水的培养基干法浸渗至多孔支持物的整个厚度不需要使用水,并且使得可以控制颗粒的位置。另外,通过在厚度上定义不同的区域(不同的量以及不同的性质)从而使得所浸渗的层的厚度具有灵活性。
有利的是,在多孔支持物中创建反应底物的浓度梯度,由此可以限制这些底物的量以及限制所述装置的生产成本。也可以选择多孔支持物包含均匀分布的一种类型的底物以及梯度分布的另一种类型的底物。有利的是,所述支持物在其整个厚度浸渗了营养培养基而在表面浸渗发色底物。在另一实施方案中,将底物包囊,使得它们能在温育装置之后顺次释放。因而,此实施方案具有这样的优势,其通过避免在培养基再水合期间稀释至营养培养基中,从而限制了底物的使用。
类似地,也可以将选择性物质如抗生素包囊。此实施方案特别有利,因为可以延迟将内含物(包含小量的目标微生物,如果存在的话)与选择性物质(其要使微生物的生长倾向于所寻找的微生物)接触。因而,处于微生物胁迫阶段的微生物并不直接与选择性物质接触,所述选择性物质在此阶段有延缓所述微生物生长从而增加分析所需时间的风险、或者有完全抑制所述微生物生长并因而阻碍检测/鉴别的风险。这是因为当目标微生物存在于要分析的样品中时,它们是处于“受胁迫”的。微生物(包括目标微生物)需要一定量的时间来适应多孔支持物内存在的环境。在它们的“受胁迫”状态时,目标微生物特别敏感,尤其是对于选择性物质如抗生素的存在特别敏感。
因而,所述多孔支持物可包含不同的反应培养基。这些反应培养基位于支持物的不同区域。这些区域可对应于垂直的区域并因而对应于支持物的厚度,和/或对应于支持物的水平区域。所述多孔支持物因而可以在一个区域中具有若干种反应培养基,如例如培养培养基和显示培养基。所述装置也可以具有一或多种反应培养基,其安置在一或多个多孔支持物的不同区域,这些区域每个都具有遍及支持物的厚度分布的反应培养基
在实践中,若干参数可影响此方法的执行,如原则上有:
-纤维或丝的网络的质地,或者一般而言所使用的多孔支持物的质地;
-粉末的物理化学特性,如粉末的性质或颗粒大小;
-处理的持续时间,电场的强度以及还有电场的频率。
因而需要调整这些参数,从而可以满足将反应培养基干法浸渗到多孔支持物中。
优选地,多孔支持物中浸渗的粉末形式的反应培养基的量为0.01g/cm3至0.1g/cm3、优选0.02g/cm3至0.09g/cm3、更优选0.03g/cm3至0.06g/cm3。
优选地,当反应培养基包含培养培养基以及任选存在的显示培养基时,所浸渗的粉末形式的反应培养基的量为0.01g/cm3至0.09g/cm3、更优选0.03g/cm3至0.06g/cm3。因而,本发明的优势是使得能实现最优化的生长,特别是由于过量的培养基,其由此减缓了微生物之间的营养物竞争的问题。
优选地,当反应培养基包含显示培养基而无培养培养基时,所浸渗的粉末形式的反应培养基的量要低得多,并且为0.10mg/cm3至10mg/cm3。
根据本发明,将所述多孔支持物置于与样品接触。
在本发明的一个实施方案中,样品是水成的并且会使多孔支持物中所含有的反应培养基再水合。
根据另一实施方案,当所述样品非水成或者未充分水成时,将适宜体积的液体添加至样品和/或添加至多孔支持物,以便使反应培养基再水合。
实践中,本领域技术人员会选择作为液体或者水成样品粘度的函数或者多孔支持物直径的函数的适宜体积的液体或者水成样品,从而将培养基再水合并使得微生物生长。
有利的是,多孔支持物的再水合需要超过2ml体积的液体或水成样品、优选超过3ml、更优选超过4m,这使得可以在样品中微生物浓度低时改善检测灵敏度。
根据本发明,所述样品可以包括制备、浓缩或稀释样品的在先步骤。
根据本发明,对支持物进行再水合可以有或者没有操作者的介入。
可以通过移液管的手段手动或者自动将所述水成样品添加至装置中。其也可以被包含在整合至所述装置内的至少一个储液器中和/或能使多孔支持物再水合的通道中。通过简单地按压储液器从而使其散布于支持物。
有利的是,通过将样品置于多孔支持物之下而使其与所述多孔支持物接触。因而,再水合经下部和/或外侧部进行,优选经下部进行。此操作程序使得可以对整个多孔支持物进行均匀水合并且特别是可以避免营养物和/或底物被液体或水成样品带到装置的下部。有利的是,此操作程序通过解决了与样品和/或液体重力缺失关联的问题,而使得本发明的方法能够在太空中进行。
在一个实施方案中,没有人类的介入并且水成样品直接源自产生待测液体的区域。这可以是,例如渗出性伤口或者在储存期间释放液体的食品。所述样品,基于其本质,将会释放一些其组成性液体,这会随着时间而浸入多孔支持物之内。产生待测样品的区域也可以是人类或动物排泄尿液的会阴区。然后,可以将所述多孔支持物安置在接近此区域,并且逐渐浸渗了所产生的水成样品。
在另一实施方案中,通过用所述多孔支持物取样品而使得样品与该多孔支持物接触。所述多孔支持物因而被用作拭子,并且如果样品不是水成的或者未充分水成的话,则操作者必须要将该拭子放置在含有适宜量的液体的管中。
随后将该装置在原处(对于包扎、卫生巾等的情形)或者在保温箱内温育足够长的时间,使得能够在多孔支持物内检测微生物菌落。
根据优选的实施方案,本发明的方法为检测方法,其可以通过目视或光学读取所述多孔支持物来进行。
本发明还涉及包含在其整个厚度干法浸渗了脱水反应培养基的多孔支持物的装置,使得能够在所述支持物中显示微生物的菌落,所述多孔支持物经过轧光(calendered)。
所述多孔支持物已在其整个厚度经过干法浸渗,也就是说,当在支持物的位置存在反应培养基时,其在此区域存在于遍及该支持物的厚度。
所述多孔支持物经过轧光操作。轧光经由所产生的压力和加热温度,可以通过确保不同的元件如营养元件保留在多孔支持物中,从而使脱水反应培养基能够稳定地保持和停留在多孔支持物中。其也使得可以获得完全光滑和平整的多孔支持物上表面。
优选地,在高于室温的温度进行轧光,优选在30℃至60℃之间的温度进行。低于60℃的温度会避免使不耐热成分变性。
除了能够使多孔支持物与非轧光的多孔支持物相比加速再水合,轧光还能够压缩构成多孔支持物的纤维。此种压缩,再加上多孔支持物中存在的脱水培养基,使得水平放置的支持物的所有区域同时再水合,并因而保持所选择的物质分布(均匀的或成梯度的)。
轧光因而使得可以将反应培养基保持在支持物中并且使其易于操控。
所述支持物包含至少一种粉末形式的脱水反应培养基(分布在多孔支持物的整个厚度),所述多孔支持物在轧光后具有0.5至2mm之间的厚度。优选地,多孔支持物具有0.8mm至1.8mm的厚度,更优选还是1至1.5mm。多孔支持物的表面积在1cm2至40cm2之间、优选在10cm2至30cm2之间、更优选在15cm2至25cm2之间。
所述多孔支持物能够保留超过2ml体积的水、优选超过3ml。因而,具有25cm2表面积和1mm厚度的多孔支持物在轧光之后将能够保留3ml体积的水。
因此,根据本发明的装置,经由遍及其厚度而存在的培养基而具有这样的优点,其能够通过保留高体积的液体样品的能力而改善灵敏度。
优选地,浸渗到多孔支持物中的粉末形式的反应培养基的量在0.01g/cm3至0.1g/cm3之间、优选在0.01g/cm3至0.09g/cm3之间、更优选在0.03g/cm3至0.06g/cm3之间。优选地,当反应培养基包含培养培养基以及任选存在的显示培养基时,浸渗的粉末形式的反应培养基的量在0.01g/cm3至0.09g/cm3之间、更优选在0.03g/cm3至0.06g/cm3之间。因而,本发明的优势是使得可以最优化地生长,特别是由于过量的培养基,其由此减缓了微生物之间营养物竞争的问题。出乎意料地,某些菌株的检测要比在琼脂培养基上更快。
优选地,本发明的装置包含至少一种抗生素和/或至少一种热敏感化合物如酶底物或代谢底物。由于此种化合物在制备装置期间没有被置于悬液中和/或并未经过培养基脱水所需的加热,因而其具有增强的稳定性的优点。
根据一个实施方案,所述装置包含多孔支持物,所述多孔支持物包含均匀分布在遍及该多孔支持物厚度的至少一种粉末形式的反应培养基。根据另一实施方案,至少一种粉末形式的反应培养基以分层次的方式分布在所述多孔支持物的整个厚度中。
另一实施方案提出了至少两种不同的粉末形式的反应培养基分布在至少两个层中,所述支持物在给定的点经由其厚度包含一种和/或另外一种培养基。
根据本发明,所述装置包含多种反应培养基。
优选地,所述装置包含上保护层。保护层安置在多孔支持物上,并且在多孔支持物和保护层之间没有安排其它层。优选地,保护层直接置于多孔支持物上。
保护层可以是半透明的或者透明的,使得可以通过此层观察到菌落。其也可以避免在温育期间受到污染。其对于细菌是不可渗的并限制了水蒸气的损失。事实上,装置在预先确定的时间段和预先确定的温度下温育,使得微生物能够不依赖于周围的湿度条件而进行生长。因而,对上层的性质进行选择,从而使得可以进行微生物生长所需的气体交换,而又使局部水合。
优选地,所述装置包含用于容纳水成样品和/或液体的容器。优选地,所述容器也包含多孔支持物,其优选通过其下部而再水合。
有利的是,所述装置包含下部防水层。优选地,此下部层是刚性的,使装置更易于操控。其是由化合物如聚酯、聚丙烯和聚苯乙烯来制成。优选地,其是由纤维素制成。其可以是组合有防水薄膜纸板或纸。其可含有热成型的通道而用于多孔支持物的适当再水合。
有利的是,装置的不同的层由可回收材料制成。
根据本发明一个特定的实施方案,下部层是半透明的或者透明的。
根据本发明一个特定的实施方案,所述装置还包含识别码如条形码或者RFID标签。
根据本发明,也可以在同一装置内组合彼此并排的不同的反应培养基,其将会用待测样品来同时进行再水合。
在一个实施方案中,所述装置包含杆,在其末端固定了多孔支持物(干法浸渗了脱水反应培养基)。
可以由本领域技术人员已知的任何措施来进行该固定,如例如粘附粘合或者热封。
固定于杆的多孔支持物因而可以用作拭子。
有利的是,所述装置还包含容纳拭子的防水透明管,以及该管的密封盖。
在用所述拭子取样品之后,将该拭子置于管中,该管中含有多孔支持物再水合所需的水(置于其顶端部分)。继而将管盖上盖并温育。
在另一实施方案中,所述多孔支持物被整合至包扎、包扎、卫生巾或食品包装物中。
优选地,所述装置在多孔支持物下面包含下部多孔层,其与待分析样品接触。
更优选地,所述装置至少在一部分还包含上部、透明且不可渗层。
本发明还涉及本发明的装置用于在可能含有至少一种微生物的样品中检测和/或鉴别和/或计数所述至少一种微生物的用途。
有利的是,本发明涉及装置作为拭子的用途,所所述装置包含末端固定所述多孔支持物的杆。
在另一实施方案中,本发明涉及本发明的装置作为包扎的用途。
根据另一实施方案,本发明还涉及本发明的装置作为卫生巾的用途。
在另一实施方案中,本发明涉及本发明的装置作为食品包装的用途。
术语“样品”是指通过通常称之为取样的削减行为而从整体所分离的一小部分或少批量,以用于分析的目的。所述样品可以是生物学、人类、动物、植物、或者环境来源。其可以涉及工业加工过程中的产品或者完成品,例如食品。其因而可以对应于生物学液体(全血、血清、血浆、尿液、脑脊液、器官分泌物)的样品、组织样品或者分离的细胞。其可以是工业来源,也即(根据非穷举的列表),空气样品、水样品、在加工或制造过程中的表面、部分、或产品中所取的样品、食物来源的产品。在食物来源的样品中,可以非穷举地提到的有来自奶制品(酸奶、奶酪等)、肉、鱼、蛋、蔬菜、水、饮料(奶、果汁、苏打水等)以及终产品的组成性或辅助性产品的样品。食物样品可最终得自要用于动物的饲料,如特别是作为动物饲料的餐食。在进行分析之前,此样品可以通过本领域技术人员已知的方法来进行制备,如进行富集、提取、纯化。
在本发明的背景下,术语“微生物”涵盖了裸眼不可见的革兰氏阳性和革兰氏阴性的细菌、酵母菌、霉菌、变形虫、以及更普遍的单细胞生物体,其可以在实验室中进行操控和操作。
根据本发明优选的实施方案,所述微生物是革兰氏阴性或革兰氏阳性细菌、或者酵母菌。
对于革兰氏阳性细菌,可以提到的有以下属的细菌:肠球菌(Enterococcus)、链球菌(Streptococcus)、乳酸菌(Lactobacillus)、双歧杆菌(Bifidobacterium)、葡萄球菌(Staphylococcus)、芽孢杆菌(Bacillus)、利斯特菌(Listeria)、梭状杆菌(Clostridium)、分支杆菌(Mycobacteria)、诺卡氏菌(Nocardia)、棒状杆菌(Corynebacteria)、微球菌(Micrococcus)和奇异球菌(Deinococcus)。
对于革兰氏阴性细菌,可以提到的有以下属的细菌:沙门氏菌(Salmonella)、大肠杆菌和假单胞菌(Pseudomonas)。
对于酵母菌,可以提到的有以下属的酵母菌:假丝酵母(Candida)、隐球菌(Cryptococcus)、酿酒酵母(Saccharomyces)和毛孢子菌(Trichosporo)。
对于霉菌,可以提到的有以下属的霉菌:曲霉菌(Aspergillus)、青霉菌(Penicillium)、分枝孢子菌(Cladosporium)。
术语“多孔支持物”是指具有经调整的多孔性的体积(织物或非编织的形式),具有开孔泡沫的纤维或丝网络。这是三维的支持物,其中已经在多孔支持物的给定区域浸渗了遍及其厚度的反应培养基颗粒。
所述支持物可以是基于各种具有很高保水能力的吸附化合物,如纤维胶、人造丝、棉、天然纤维素纤维或化学修饰的纤维素纤维如羧甲基纤维素、吸附或超吸附化学聚合物如聚丙烯酸脂盐或丙烯酸/丙烯酰胺共聚物。优选地,所述多孔支持物将具有50g/m2至150g/m2之间的基础重量、优选90g/m2至110g/m2。
术语“反应培养基”是指包含微生物生存和/或生长所需的所有要素的培养基。此种反应培养基可以仅仅用作显示培养基,或者用作培养培养基和显示培养基。在第一种情况中,微生物的培养在事先发生,而在第二种情况中,反应培养基也是培养培养基。
因而,本发明装置的反应培养基是显示培养基和/或培养培养基。
术语“显示培养基”是指含有这样的分子的任何培养基,所述分子能够与微生物或所述微生物的结合配偶体偶合,并通过它们的传导性能(荧光、颜色、放射性等),使得可以显示所述微生物的存在。存在目标微生物的此种显示可以特别通过观察(用裸眼)或光学读取全部或部分支持物上的颜色或荧光来获得。
术语“培养培养基”是指包含微生物生存和/或生长所需的所有要素的培养基。在实践中,本领域技术人员会基于目标微生物来选择培养基(根据本领域技术人员熟知的且能力范围内的条件)。
本发明的反应培养基可以含有任选存在的添加剂,如例如:蛋白胨、一或多种生长因子、碳水化合物、一或多种选择性物质、缓冲剂、颜料、一或多种胶凝剂、水凝胶、粘稠剂(viscous agent)等。
优选地,本发明装置的反应培养基包含至少一种胶凝剂,其量为1mg/cm2至2mg/cm2。所述胶凝剂可以选自本领域技术人员熟知的胶凝剂,如琼脂、琼脂糖、泊洛沙姆、果阿胶或黄原胶。
因而,所述多孔支持物和胶凝剂使得可以限制底物和微生物的扩散,而有助于分离的微生物菌落的形成。
术语“粉末”是指颗粒大小1至200微米的颗粒。少数化合物如底物和抗生素的微粒化是可能的,以使得粉末完美均质化。
在本发明的背景下,“至少一种目标微生物”是指期望要对其进行检测和/或鉴别和/或计数的至少一种微生物。
在本发明的背景下,“检测灵敏度”的定义与本领域内通常接受的定义相同,也即当目标细菌菌株存在于样品中时给出阳性结果的能力(出现有颜色的和/或荧光的反应)。
附图简述
图1是本发明完全非限制性的示意图。
图1示出了本发明的装置中所含有的多孔支持物(10),其在不同的区域含有多种反应培养基(11),而这些区域的每个都具有遍及支持物厚度分布的反应培养基。
图1b对应于根据本发明的多孔支持物(10)的平面图。
图1c对应于根据另一实施方案的平面图,其中多孔支持物在表面上形成环的区域浸渗了反应培养基,而这些区域的每个都具有遍及支持物厚度分布的反应培养基。
实施例1:制备本发明的多孔支持物,其包含均匀分布于支持物中的培养基粉末
材料:
-95g/m2非编织支持物(ref:95NN81,SCA Life)大小25cm2以及厚度2mm(轧光之前):
-0.13g的ChromID CPS 3脱水培养基(600-04595,bioMérieux)+0.06g黄原胶(ref:4452073479,Alliance Gum)
方案:
将0.2g的粉末均匀喷撒至支持物上,继而将该支持物置于两个电极之间,应用3200V/mm的电压15秒(35-45%的相对湿度)。
通过应用3×105Pa/cm2的压力将所述支持物于60℃进行轧光。
继而将培养基粉末穿过所述支持物。
实施例2:制备本发明的多孔支持物,其包含均匀分布于支持物中的反应培养基粉末以及仅分布在表面的反应培养基粉末
材料:
-95g/m2非编织支持物,大小25cm2厚度2mm(轧光之前)(ref:95NN81,SCA Life)
-培养基1:ChromID CPS 3脱水培养基(0.13g)(600-04595,bioMérieux)+0.06g黄原胶(ref:4452073479,Alliance Gum)
-培养基2:ChromID CPS 3脱水培养基(0.13g)(600-04595,bioMérieux)+0.06g黄原胶(ref:4452073479,Alliance Gum)+微粉化的亚胺培南单水合物(sp2129,Merck and Co)
第一面根据实施例1的方案均匀地浸渗了反应培养基。接着,将该支持物转过来,并通过弱于1050V/mm的电场进行15秒的措施而在第二面上浸渗了反应培养基(包含抗生素、亚胺培南),从而该粉末渗入较少并有更多保持在表面。如实施例1中所述那样进行轧光。
实施例3:制备本发明的多孔支持物,其包含均匀分布于支持物中的反应培养基粉末以及以梯度分布于支持物中的反应培养基粉末
材料:与实施例2相同。
第一面根据实施例1的方案均匀地浸渗了培养基。接着,将该支持物转过来,并用相同的强电场(3169V/mm)以第二种培养基浸渗了第二面。
由此在均匀分布的第一种反应培养基中实现了成梯度的第二种反应培养基的浸渗。
实施例4:制备本发明的多孔支持物,其包含分布于支持物内两个层的不同反应培养基
用中等电场(1408V/mm)将第一面浸渗了反应培养基。接着,将该支持物转过来,并用相同的中等电场(1408V/mm)以第二种培养基浸渗了第二面。
由此实现了两个分离的层的反应培养基,并且多孔支持物的整个厚度都包含反应培养基粉末。
实施例5:用包含1mg/l亚胺培南作为抗生素的本发明的装置来检测大肠杆菌(Escherichia coli)和绿脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)
材料:
1.所使用的试剂
·CPS3琼脂(bioMérieux,ref:43549,22002)
·Chrom ID CPS3干培养基(bioMérieux,ref:600-04595)
·胰蛋白胨盐9ml瓶,(AES,ref:111499,批号327601)
·黄原胶(Alliance Gum FF Pharma,批号FF 2524429),颗粒大小75μm
·亚胺培南(bioMérieux INC,ref:066259-1)
2.所使用的菌株
·大肠杆菌ATCC 25922,0.12mg/ml的MIC(最小抑制浓度)
·绿脓假单胞菌ATCC 27853,MIC 2mg/ml
方法:
为了产生琼脂培养基,将1升水加至干培养基的试样,也即对于ChromID CPS3为38.3g。继而通过搅拌将干培养基溶解,使其达到沸腾再通过高压灭菌来进行消毒。在将琼脂培养基冷却至55℃之后,以1mg/l的浓度添加经过滤消毒的亚胺培南。为了根据本发明进行干培养基Chrom IDCPS3的浸渗,取了对应于制备1升培养基的干培养基试样,也即26g,其中添加了黄原胶试样(20g)和亚胺培南(1g)。继而在中将所有组分混合在一起。接着用上文所述产生的培养基粉末来浸渗多孔支持物,并通过10-17kGy的伽马射线来进行消毒。
结果:
ChromID CPS3琼脂
CFU:菌落形成单位
本发明的多孔支持物
结论
测试了两个菌株:大肠杆菌ATCC 25922(MIC 0.12)和绿脓假单胞菌ATCC 27853(MIC 2mg/l)。
使用本发明的多孔支持物以及用ChromID CPS3琼脂培养基所获得的结果与以下一致:具有2mg/l的MIC的绿脓假单胞菌ATCC 27853菌株在存在1mg/l亚胺培南时生长,而具有0.12mg/l的MIC的大肠杆菌ATCC25922菌株在存在1mg/l亚胺培南时生长时没有生长。
实施例6:用包含1.5mg/l环丙沙星作为抗生素的本发明的装置来检测变形杆菌(Proteus)和假单胞菌
材料:
·Mueller Hinton 2粉末基础(bioMérieux,ref:8301143,批号1002661760)
·美国琼脂(ROKO SA,ref:11000301)
·欧洲琼脂(SETEXAM,ref:TMN2)
·环丙沙星(HCL TOKU-E COMPANY,ref:C032)
·ChromID CPS3琼脂(bioMérieux,ref:43549,22002)
·Chrom ID CPS3干培养基(bioMérieux,ref:600-04595)
·胰蛋白胨盐9ml瓶(AES,ref:111499,批号327601)
·预制的MH2(Muller Hinton 2)琼脂(bioMérieux,ref:43301)
·TSA琼脂(bioMérieux,ref:43011)
·黄原胶(Alliance Gum FF Pharma,批号FF 2524429),颗粒大小75μm
·环丙沙星(HCL,ref:00743041)
所述多孔支持物由以下培养基进行浸渗:
-MH2(Muller Hinton 2)+Alliance Gum Pharma的黄原胶
-MH2+Alliance Gum Pharma的黄原胶+1.5mg/l环丙沙星
-MH2+Alliance Gum Pharma的黄原胶
-CPS3+Alliance Gum Pharma的黄原胶
-CPS3+Alliance Gum Pharma的黄原胶+1.5mg/l环丙沙星
经测试的菌株:
-奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)API 8803099,ADM AP3,MIC:0.125
-奇异变形杆菌API 8803080,ADM JS10,MIC:0.25
-奇异变形杆菌API 9406037,bioMérieux收集,MIC:4
-普通变形杆菌API 8803017,ADM CQ11,MIC:0.125
-绿脓假单胞菌API 9405061,bioMérieux收集,MIC:0.125
-绿脓假单胞菌API 7509005,ATCC 25853,MIC:0.5
-绿脓假单胞菌API 9410075,MIC:16
-绿脓假单胞菌API 9405063,MIC:4
方法:
为了产生琼脂培养基,将1升水加至干培养基的试样,也即对于ChromID CPS3为38.3g以及对于Muller Hinton 2培养基为41.57g。继而通过磁力搅拌将干培养基溶解,使其达到沸腾再通过高压灭菌来进行消毒。在将琼脂培养基冷却至55℃之后,以1.5mg/l的浓度添加经过滤消毒的环丙沙星。
为了根据本发明进行干培养基MH2和Chrom ID CPS3的浸渗,取了对应于制备1升培养基的干培养基试样,也即对于Chrom ID CPS3为26g而对Muller Hinton 2培养基为26.07g,其中添加了黄原胶试样(20g),和若适用时的环丙沙星(1.5g)。继而在中将所有物质混合在一起。接着用上文所述产生的培养基粉末来浸渗多孔支持物,并通过10-17kGy的伽马射线来进行消毒。
结果:
结论
在此实施例中,对于三种奇异变形杆菌、一个普通变形杆菌菌株和四个绿脓假单胞菌菌株,将Muller Hinton和ChromID CPS3琼脂培养基(有或者无1.5g/l环丙沙星)与本发明的多孔支持物(浸渗了相同的有或无1.5g/l环丙沙星的培养基)进行了比较。所有这些菌株具有1.5mg/l的环丙沙星附近的值的MIC。具有低于1.5mg/l的MIC的菌株(奇异变形杆菌:API8803099、奇异变形杆菌:API 8803080、普通变形杆菌(Proteus vulgaris):API8803017、绿脓假单胞菌:API 9405061、绿脓假单胞菌:API 7509005)并未在MH2琼脂培养基+底物+环丙沙星(1.5mg/l)和添加有环丙沙星(1.5mg/l)的ChromID CPS3上生长。类似地,这些“环丙沙星-敏感性”菌株,由于1.5mg/l的MIC,也并未在浸渗有ChromID CPS3培养基和MH2+底物(存在1.5mg/l的环丙沙星)的多孔支持物上生长。在琼脂培养基上以及在根据本发明浸渗的多孔支持物上获得的结果因此彼此相一致。所有菌株在MH2+底物或ChromID CPS3琼脂培养基上以及在浸渗有MH2+底物和ChromIDCPS3培养基的多孔支持物的上都生长。
具有高于1.5mg/l的MIC的菌株(奇异变形杆菌:API 9406037、绿脓假单胞菌:API 9410075、绿脓假单胞菌:API 940506)在所有的琼脂或浸渗的培养基上(有或无环丙沙星(1.5g/l))都生长。这些结果确认了可以生产本发明的培养基(含有少量的活性物质如生色底物或抗生素)。
Claims (21)
1.用于在可能含有至少一种目标微生物的样品中检测和/或鉴别和/或计数所述至少一种目标微生物的方法,包括以下步骤:
(a)提供用于检测和/或鉴别和/或计数微生物的包含多孔支持物的装置,所述多孔支持物在其整个厚度包含反应培养基粉末,所述多孔支持物已在其整个厚度经脱水反应培养基干法浸渗,
(b)将样品与所述多孔支持物接触,
(c)温育所述装置,
(d)当所寻找的微生物存在于所述样品中时,在所述多孔支持物内检测和/或鉴别和/或计数微生物的一个或多个菌落。
2.权利要求1的方法,包括制备、稀释、或浓缩所述样品的在先步骤。
3.权利要求1和2中任一项的方法,其中是通过将所述样品置于所述多孔支持物下面来进行步骤b)。
4.权利要求1和2中任一项的方法,其中是通过用所述多孔支持物取所述样品来进行步骤b)。
5.前述权利要求中任一项的方法,其中当所述样品不是水成的或者未充分水成时,将适宜体积的液体添加至所述样品和/或添加至所述多孔支持物以便使反应培养基再水合。
6.包含多孔支持物的装置,所述多孔支持物包含分布于其整个厚度的至少一种粉末形式的脱水反应培养基,所述多孔支持物具有0.5至2mm的厚度并且经过轧光。
7.权利要求6的装置,特征在于至少一种粉末形式的反应培养基在所述多孔支持物的整个厚度上均匀分布。
8.权利要求6的装置,特征在于至少一种粉末形式的反应培养基在所述多孔支持物的整个厚度以分层次的方式分布。
9.权利要求6的装置,特征在于其包含分布于至少两个层的至少两种不同的粉末形式的反应培养基,所述支持物在给定位置的整个厚度上包含一种或者另一种培养基。
10.前述任一项权利要求的装置,其中所述反应培养基是显示培养基和/或培养培养基。
11.前述任一项权利要求的装置,其中所述反应培养基包含至少一种胶凝剂,其量为1mg/cm2至2mg/cm2。
12.前述任一项权利要求的装置,其中所述多孔支持物中浸渗的反应培养基的量为0.10mg/cm3至0.1g/cm3,优选0.01g/cm3至0.09g/cm3。
13.装置,包含权利要求6-12中多个所述多孔支持物。
14.权利要求6-13中任一项的装置,其中所述多孔支持物被整合至包扎、绷带、卫生巾或食品包装物中。
15.权利要求6-13中任一项的装置,其包含末端固定所述多孔支持物的杆。
16.权利要求6-15中任一项的装置,特征在于所述培养基是用于检测甲氧苯青霉素抗性葡萄球菌(Staphylococci)的培养基。
17.权利要求6-16中任一项的装置用于在可能含有至少一种目标微生物的样品中检测和/或鉴别和/或计数所述至少一种目标微生物的用途。
18.权利要求14的装置用作包扎的用途。
19.权利要求14的装置用作卫生巾的用途。
20.权利要求14的装置用作食品包装的用途。
21.权利要求15的装置用作拭子的用途。
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