CN105916771B - 聚合物膜用于包装培养基的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚合物膜用于包装至少一个微生物培养基的用途，所述膜包含至少一个聚苯乙烯层和至少一个热封层，所述膜具有30.0g/m2x 24小时至140.0g/m2x 24小时之间的水蒸气渗透性、优选70.0g/m2x 24小时至120.0g/m2x 24小时之间。

Description

聚合物膜用于包装培养基的用途
市场上存在着许多能够用于包装产品的聚合物膜。可以特别提及的有用于食物相关用途的膜，如聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯(PVC)膜。
当更具体地对于体外诊断领域(这也是本申请人活跃的领域)感兴趣时，以及特别是用于将培养基装袋的领域时，注意到通常使用的材料是具有低隔离性能的材料，其特征在于水蒸气的高渗透性(>120g/m2x 24小时)。此种材料例如有赛璐玢。此材料具有这样的优势，其允许即时可用的琼脂培养基中所含的水分蒸发并穿过膜。这就防止了由赛璐玢膜构成的袋子内的过度凝聚。相反，主要的缺点在于，由于水蒸气穿过膜，内部的水分含量很低，导致培养基较大地并因而过早地变干。因而产品保存期会受此影响。
其它也用于将培养基装袋的材料对于它们的部分具有高隔离性能，其特征在于对水蒸气的低渗透性(<5g/m2x 24小时)。此种对于水蒸气的低渗透性使得即时可用的琼脂培养基盘中形成的可观的凝聚不能排出，特别是在已经倾倒了培养基之后。这样此水分保持在袋中直至最终用户将其打开，会产生斑点和污渍，这是完全不能接受的。此类产品例如有聚烯，如聚丙烯烃(PP)或聚乙烯(PE)。聚烯烃广泛用作包装材料。然而，获得此类材料的方法意味着其对于水蒸气具有很低的渗透。另外，还发现了意在加强其水蒸气隔离性能的包含两种复合膜(如PA+PE膜)的材料。因而，此类型的材料具有低于约10克/m2x 24小时的水蒸气渗透性值。用于限制袋中余留的水分(直至打开)的已知解决方案包括使用干燥剂如小袋(sachet)形式的硅胶.然而，此种方法需要向每个袋子加入一定量的干燥剂，由此会导致制造成本增加以及可观量的废弃物。
最后，其它也用于将培养基装袋的材料包含仅由“浇铸(cast)”类型的非定向的PA构成的单层，以及另外包含一定量的PVC和/或聚偏二氯乙烯(PVDC)用作膜密封涂层的基本成分。此技术的优势在于能够通过改变PA膜上沉积的涂层的量来调节水蒸气渗透性。此类型的材料具有35g/m2x 24小时至110g/m2x 24小时之间的水蒸气渗透性。然而，用于生产这些膜的方法使得不能够控制膜表面上沉积的涂层的量。结果，所获得的膜具有的水蒸气渗透性范围在同一生产批次里差别很大。因此，使用此类型的膜来生产培养基包装使得不能够确保有精确的保存期。
这样生产琼脂培养基的公司依然期待有能够将所述培养基保存在最佳状况的包装，主要是水蒸气足够丰富的环境以防止培养基过早变干，但也要水蒸气足够低以防止袋子中有过度的凝聚，特别是在室温下，并且是以可预测的方式而不会随着时间而改变。此类膜应当可以限制琼脂重量损耗的动力学(weight loss kinetics)以及培养基脱水的风险，而无需降低包装的渗出水平。这些特性，另外还必须与根据用户期望的视觉呈现相结合，特别是在透明度方面，以及符合要求的对拉伸的抗性。
是本发明人证明了，出于包装微生物培养基的目的，可以使用这样的膜，其包含至少一个聚苯乙烯层和至少一个热封层，并且具有30.0g/m2x 24小时至140.0g/m2x 24小时之间的平均水蒸气渗透性、优选30.0g/m2x 24小时至130.0g/m2x 24小时之间、更优选30.0g/m2x 24小时至120.0g/m2x24小时之间、更优选70.0g/m2x 24小时至120.0g/m2x 24小时之间。使用这些特定的材料使得能够更好的控制保存期，无论保存和运输条件如何，且在室温保存和运输也成为可能。
因而，本发明的第一个目的是提供具有这样的物理性质(特别是在水蒸气屏障能力方面)的膜的用途，所述物理性质是能够使其在湿度含量受控的氛围下具有改善的且较少变化的微生物培养基保存期.
本发明的第二个目的是提供这样的膜的用途，其使得可以降低微生物培养基中存在的琼脂的量。
本发明的第三个目的是提供这样的柔韧膜的用途，其同时还具有有限的成本价格。
本发明的第四个目的是提供易于密封的膜的用途，其用于生产微生物培养基的包装小袋。
本发明的第五个目的是提供能够满足美观标准(特别是透明度和手感方面)的膜的用途。
本发明的第六个目的是提供能够满足拉伸强度和弹性形变标准的膜的用途。
本发明的第七个目的是提供具有这样的物理特性(特别是水蒸气屏障能力方面)的膜的用途，其能够改善保存期，无论温度条件如何。
本发明的第八个目的是提供具有这样的物理特性(特别是水蒸气屏障能力方面)的膜的用途，其能够减少琼脂重量损耗动力学以及使琼脂重量损耗动力学能够随着时间有更好的稳定性，无论温度条件如何。
本发明的另一目的是提供这样膜的用途，其使得能够生产可重复使用和/或可重复闭合的包装。
这些目的等是通过本发明实现的，其中本发明首先涉及聚合物膜用于包装至少一个微生物培养基的用途，所述膜包含至少一个聚苯乙烯层和至少一个热封层，所述膜具有在30.0g/m2x 24小时至140.0g/m2x 24小时之间的平均水蒸气渗透性、优选在30.0g/m2x 24小时至130.0g/m2x 24小时之间、更优选在30.0g/m2x 24小时至120.0g/m2x 24小时之间、更优选在70.0g/m2x 24小时至120.0g/m2x 24小时之间.
或者，所述膜具有在70.0g/m2x 24小时至140.0g/m2x 24小时之间的平均水蒸气渗透性、优选在70.0g/m2x 24小时至130.0g/m2x 24小时之间。
术语“聚合物膜”是指包含至少一个聚合物材料层的材料(没有大小限制)，如聚苯乙烯。此类膜可以通过挤压或复合挤压来生产以获得包含若干层(每层具有其自己的性质)的膜。
本发明所述聚合物膜的水蒸气渗透性的各种量度是根据标准NF ISO2528(09/2001)在38℃以及90％的相对湿度下确定的。
术语“培养基”是指包含微生物存活和/或生长所需的所有成分的介质(沉积在支持物上)。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)。培养基可以是脱水的或者是琼脂的形式。对于琼脂形式的情形，将培养基容纳在皮氏培养皿中。皮氏培养皿一般由底盘(在还热的时候将琼脂培养基也称作琼脂倒入其中)和盖组成。底盘和盖的外部向契合以便能够堆叠若干个皮氏培养皿。一般而，生产10个培养皿的堆叠以进行包装和运输。
术语“热封层”是指在热的作用下，能够至少部分地将膜至少一侧上两个重叠的边沿封闭(secure)的聚合物层。优选地，通过在100至170℃之间的温度进行热封来完成的封闭步骤。可以构成此种层的材料的实例有聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯。
包含至少一个聚苯乙烯层和至少一个热封层的聚合物膜用于包装至少一个微生物培养基的用途的一个优势在于，获得了用于培养基的可重复使用和/或可重复闭合的包装，所述包装是不可拉伸的。与使用特别有韧性的、可拉伸的膜如聚氯乙烯膜相反，通过热封而由此形成的包装在打开后还可以继续容纳和保持一或多个培养基。操作者因而可以容易地移动包装及其内含物而不会有引起一或多个培养基跌落的风险。可拉伸的膜已知在打开包装时会撕裂，因而阻碍了其任何随后的操作。另外，此种类型包装所容纳的培养基也有在打开后不再适宜于保持在堆叠中的风险。
有利的是，根据本发明使用的膜是不可拉伸的膜。更有利的是，所述膜的热封层是不可拉伸的以便使根据本发明使用的膜不可拉伸。
优选地，所使用的膜具有低于250％的断裂伸长率，无论测量的取向如何(纵向或横向)，使得其不会太有韧性。更优选地，所使用的膜具有低于100％的断裂伸长率，无论测量的取向如何(纵向或横向)，使得其完全不会太有韧性。更优选地，所使用的膜具有低于50％的断裂伸长率，无论测量的取向如何(纵向或横向)，以便在打开后能确保更好地将培养基保持在包装中。
优选地，所使用的膜具有5N/mm的最小撕裂强度(ISO 6383-1)，无论测量的取向如何(纵向或横向)。更优选地，根据纵向测量，所使用的膜具有20N/mm的最小拉伸强度(ISO6383-1)，使得其更强韧。
优选地，所使用的膜具有25Mpa的最小拉伸强度(ISO 527)，无论测量的取向如何(纵向或横向)，以便在常规使用中足够强韧。
根据一个优选的特征，用于包装至少一个微生物培养基的膜是透明的。此种透明性具体而言使得可以通过以任何手段来鉴别所包装的培养基而无需将其打开。此种透明性具体而言使得可以使用条形码扫码器或其它任何成像手段来识别培养基支持物上存在的条形码。另一优势也在于，在搜寻外观上的缺陷和/或培养基的污染时，能够在打开包装之前就看到培养基的良好质量。
根据另一优选的特征，用于包装至少一个微生物培养基的膜包含至少一个经微穿孔的层。
所述“经微穿孔的”是指能够通过产生具有10μm至50μm大小的孔而改变聚合物层的水蒸气渗透性的任何手段。孔的数目和空间也使得能够以受控的方式改变聚合物层的水蒸气渗透性。优选地，通过激光产生微孔。更优选地，单层的聚对苯二甲酸乙二醇酯是经微穿孔的。更优选地，以及在膜包括两层的聚对苯二甲酸乙二醇酯的情形中，这两层是经微穿孔的。
根据另一优选的特征，用于包装至少一个微生物培养基的膜具有20至80μm之间的厚度、优选30至50μm之间。20至80μm之间的厚度使得可以确保对撕裂的抗性以及可接受的外观，使操作者能轻易地看出包装在所述膜形成的小袋中的培养基的类型。30至50μm之间的厚度使得能够限制采购成本以及材料的使用而又确保可接受的外观，厚度可以针对所包装的培养基的外观以及针对所期望的撕裂抗性而进行调整。
本发明的另一主题涉及如上所述的聚合物膜的用途，其用于生产要用来包装至少一个微生物培养基的小袋。
本发明的另一主题涉及用于包装至少一个培养基的方法，包括以下步骤：
-将一个或多个培养基置于上文所述的膜上，于所述膜的热封层上，
-用所述膜还保持空闲的部分或者用另外的膜覆盖所述一个或多个培养基，从而使所述热封层彼此相对，
-封闭所述膜或两个膜的边沿，从而将所述一个或多个培养基装入由此形成的小袋。
优选地，所述膜经预先消毒。消毒方法可以是用选自γ射线和/或β射线的辐射照射。
优选地，所述封闭步骤是在100至170℃之间的温度进行的热封步骤。
根据另一优选的特征，本发明的包装方法还包括以下的额外步骤：
-将由此获得的小袋置于第二个小袋内，并且
-密封所述第二个小袋。
根据另一优选的特征，本发明的包装方法还包括以下的额外步骤：
-将由此获得的所述第二个小袋置于第三个小袋内，并且
-密封所述第三个小袋。
根据另一优选的特征，根据本发明的包装方法中的所述第二个和/或第三个小袋由选自以下组的材料组成：赛璐玢、聚烯烃和聚酰胺。
根据另一优选的特征，根据本发明的包装方法中的所述第二个和/或第三个小袋由这样的膜组成，所述膜包含至少一个聚苯乙烯层和至少一个热封层如聚乙烯，所述膜具有在30.0g/m2x 24小时至140.0g/m2x 24小时之间的平均水蒸气渗透性、优选在30.0g/m2x24小时至130.0g/m2x 24小时之间、更优选在30.0g/m2x 24小时至120.0g/m2x 24小时之间、更优选在70.0g/m2x 24小时至120.0g/m2x 24小时之间。
或者，根据本发明的包装方法中的所述第二个和/或第三个小袋由这样的膜组成，所述膜具有在70.0g/m2x 24小时至140.0g/m2x 24小时之间的平均水蒸气渗透性、优选在70.0g/m2x 24小时之间、优选在70.0g/m2至130.0g/m2x 24小时之间。
本发明的另一主题还涉及上文所述的膜用于在隔离器中或在层流罩中包装至少一个培养基的用途。在此种类型的应用中使用此类膜的优势在于，能够排除所述膜所形成的包装外面的污染，而没有损坏包装中存在的培养基或多个培养基的风险或者破坏培养基上存在的用于分析的任何微生物的风险。实际上，此种膜对隔离器中所使用的主要去污染气体(如过氧化氢(H2O2)或过乙酸(C2H4O3))是不可渗透的。
在阅读以下实施例(不是限制性的)以及参考附图之后将会对本发明的目标和优势将有更加清楚的了解。
图1显示出对于批次1和批次2，每周测量的整叠盘的重量作为保存温度的函数。
实施例:
形成了各个批次的皮氏培养皿。每个批次含有10个Mac Conkey类型的琼脂培养基(由本申请人制造)。
第一个批次，批次1，包含三叠的10个皮氏培养皿，每叠包装在由PS膜制成的小袋内，所述膜包含聚苯乙烯层，称作膜A，具有30μm的厚度。
第二个批次，批次2，包含三叠的10个皮氏培养皿，每叠包装在由参照膜制成的小袋内，所述参照膜包含赛璐玢层，称作膜B，具有30μm的厚度和大约370g/m2x 24h的水蒸气渗透性。
膜A的水蒸气穿透系数(transmission coefficient)根据上文所述的标准通过五次测量来确定。结果在下表1a中给出。
表1a
膜A的机械特征在下表1b中给出：
特征 方法 值 单位
厚度 NFT 54-101 30 μm
电晕处理 若需要
密度 ISO 1183 1.036
拉伸强度 ISO 527 MD:34TD:30 Mpa
断裂伸长率 ISO 527 MD:6TD:5 ％
撕裂强度 ISO 6383-1 MD:20TD:5 N/mm
冲击强度 ISO 7765-1 <25-方法A g
表1b(MD：纵向，TD：横向)。此表中的值遵从20％的容差。
由此形成的两个批次的三叠中的每一个接着根据若干个温度条件保存了11周。每个批次的第一叠由此保存在2至8℃之间的温度。每个批次的第二叠保存在37℃8小时，继而保存在2至8℃之间的温度。每个批次的第三叠保存在37℃8小时，继而保存在15℃至25℃之间的温度6天，并最终保存在2至8℃之间的温度。
每一周测量每个批次每叠的总重量，以确定琼脂重量损耗的动力学(作为保存和包装条件的函数)。对琼脂重量的监测是琼脂水分损耗量的指标。
这些测量的结果在下表中给出并且与图1相关。
表2显示了对于每个批次，对成叠的盘重量(克)的监测。
表2
表2和图1因而显示出，由于使用了膜A而相较于参照膜的膜B使得琼脂重量损耗动力学有减少。
使用膜A获得了关于琼脂重量损耗动力学的结果，而又保持了小袋内可接受水平的凝聚，这与使用标准塑料膜的小袋相反。
无论条件如何都证实了琼脂重量损耗动力学的降低。温度对于琼脂重量损耗动力学的影响由于使用膜A(相较于用于生产小袋的参照膜的膜B)而降低。实际上，将所有保存条件都纳入考虑，使用膜A的批次的琼脂重量损耗降低。在2至8℃之间的温度保存在膜A中批次的叠随着一周一周的进行，展现出特别轻微的重量降低(相较于膜B中包装的叠)。对于在37℃保存8小时、继而在15℃至25℃之间的温度保存6天以及最后保存在2至8℃之间温度的叠，这种改善更加明显。
最后，还证实了琼脂重量损耗动力学更好的稳定性，无论保存条件如何，在由膜B包装的批次上进行的测量显示出琼脂重量损耗动力学随着时间由更大的变动。
这些结果因而使得能够设想减少可倾倒在皮氏培养皿中的琼脂的量，但却又能够在保持目前的标准时确保保存期。反过来，使用本发明的膜可以通过保留类似量的倾倒琼脂而实现保存期的延长。使用本发明的膜因而使得可以降低制造成本和/或延长培养基的保存期。

Claims (15)

1.聚合物膜用于包装包含至少一个琼脂形式的微生物培养基的皮氏培养皿的用途，所述膜包含至少一个聚苯乙烯层和至少一个热封层，所述膜具有在30.0g/m2x24小时至140.0g/m2x24小时之间的平均水蒸气渗透性，其中至少一个层是经微穿孔的，以包括10μm至50μm大小的孔。
2.根据权利要求1所述的聚合物膜用于包装包含至少一个琼脂形式的微生物培养基的皮氏培养皿的用途，其中所述膜具有在70.0g/m2x24小时至120.0g/m2x24小时之间的平均水蒸气渗透性。
3.根据权利要求1所述的聚合物膜用于包装包含至少一个琼脂形式的微生物培养基的皮氏培养皿的用途，其中所述膜具有在30.0g/m2x24小时至120.0g/m2x24小时之间的平均水蒸气渗透性。
4.根据权利要求1所述的聚合物膜用于包装包含至少一个琼脂形式的微生物培养基的皮氏培养皿的用途，其中所述膜具有20至80μm之间的厚度。
5.根据权利要求1所述的聚合物膜用于包装包含至少一个琼脂形式的微生物培养基的皮氏培养皿的用途，其中所述膜具有30至50μm之间的厚度。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的聚合物膜用于包装包含至少一个琼脂形式的微生物培养基的皮氏培养皿的用途，用于生产待用于包装至少一个微生物培养基的小袋。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的聚合物膜用于包装包含至少一个琼脂形式的微生物培养基的皮氏培养皿的用途，其中所述聚合物膜通过挤压或复合挤压直接获得。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的聚合物膜用于包装包含至少一个琼脂形式的微生物培养基的皮氏培养皿的用途，其中所述至少一个微生物培养基为容纳在皮氏培养皿中的琼脂培养基，其中所述包装至少一个微生物培养基为包装皮氏培养皿。
9.用于包装至少一个培养基的方法，包括以下步骤：
-将一个或多个培养基置于权利要求1-8中任一项所述的膜上，于所述膜的热封层上，
-用所述膜还保持空闲的部分或者用另外的所述膜覆盖所述一个或多个培养基，从而使所述热封层彼此相对，
-封闭所述膜或两个膜的边沿，从而将所述一个或多个培养基装入由此形成的小袋。
10.根据权利要求9所述的用于包装至少一个培养基的方法，其中所述膜经预先消毒。
11.根据权利要求10所述的用于包装至少一个培养基的方法，其中所述消毒是用选自γ射线和/或β射线的辐射照射。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的用于包装至少一个培养基的方法，其中所述封闭步骤是在100至170℃之间的温度进行的热封步骤。
13.根据权利要求9-11中任一项所述的用于包装至少一个培养基的方法，还包括以下步骤:
-将由此获得的所述小袋置于第二个小袋内，并且
-密封所述第二个小袋。
14.根据权利要求13所述的用于包装至少一个培养基的方法，还包括以下步骤:
-将由此获得的所述第二个小袋置于第三个小袋内，并且
-密封所述第三个小袋。
15.根据权利要求14所述的用于包装至少一个培养基的方法，其中所述第二个和/或第三个小袋由选自以下的材料组成：赛璐玢、聚烯烃和聚酰胺。
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