CN107002008A - 用于增殖或储存微生物的装置和套件及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于增殖或储存微生物的装置，所述装置包括第一层，所述第一层具有所述第一层的表面的第一部分，包含第一粘土的第一水溶胀性胶凝剂附连到所述第一部分。所述装置还包括第二层，所述第二层可与所述第一层分离并且具有所述第二层的表面的第一部分，第二水溶胀性胶凝剂附连到所述第一部分。提供检测和清点样本中的至少一种微生物的方法。所述方法包括提供一种装置，将所述第一层与所述第二层分离，将包含至少一种微生物的样本的等分试样添加至所述第一或第二水溶胀性胶凝剂上以形成经接种的装置，将所述第一层层合回所述第二层，并温育所述经接种的装置。还提供制备所述装置的套件和方法。

Description

用于增殖或储存微生物的装置和套件及其制备和使用方法
技术领域
本公开涉及用于培养和检测微生物的装置，包括水溶胀性胶凝剂。本公开还涉及制备该装置、套件的方法，以及使用该装置增殖或储存微生物的方法。
背景技术
已知脱水微生物培养装置依赖瓜尔胶和其它天然胶作为冷水溶性胶凝剂。天然胶在大多数应用中极为奏效，并且与其它冷水溶性聚合物相比具有出色的胶凝特性。使用天然胶的缺点包括，一些生物体能够代谢天然胶的糖链，从而导致培养皿发生至少一定程度的液化。此外，天然胶趋于在通常用于净化或消毒培养皿的电离辐射水平下分解。
因此，对用于增殖或储存微生物且具有诸如能够更好地抵抗有机微生物、电离辐射等特征的装置，仍然存在需求。
发明内容
提供用于增殖或储存微生物的装置和方法。在第一方面，提供一种装置。更具体地，提供包括第一层的装置，该第一层具有第一层的表面的第一部分，包含第一粘土的第一水溶胀性胶凝剂附连到该第一部分。该装置还包括第二层，该第二层可与第一层分离并且具有第二层的表面的第一部分，第二水溶胀性胶凝剂附连到该第一部分。
在第二方面，提供制备装置的方法。该方法包括：提供具有表面的第一层；将包含第一粘土的第一水溶胀性胶凝剂附连到第一层的表面的第一部分；提供具有表面的第二层；以及将第二水溶胀性胶凝剂附连到第二层的表面的第一部分。该方法还包括将第一层层合到第二层，其中第一水溶胀性胶凝剂至少部分地接触第二水溶胀性胶凝剂。任选地，使用电离辐射来净化或消毒该装置。
在第三方面，提供检测和清点样本中的至少一种微生物的方法。该方法包括：提供根据第一方面的装置，将第一层与第二层分离，将包含至少一种微生物的样本的等分试样添加至第一或第二水溶胀性胶凝剂上以形成经接种的装置，将第一层层合回第二层，以及温育经接种的装置。
在第四方面，提供一种套件。该套件包括至少一种根据第一方面的装置，以及使用该装置检测和清点样本中至少一种微生物的说明。
该装置和方法可简便而迅速地检测微生物。
附图说明
图1是微生物培养装置的示例性实施方案的局部剖视的顶部透视图。
图2是微生物培养装置的示例性实施方案的局部剖视的顶部透视图。
图3是图1的装置的剖视图。
图4是图2的装置的顶视图，示出了印在基材层上的网格图案。
图5是微生物培养装置的层的示例性实施方案的顶部透视图。
图6是胶凝锂蒙脱石粘土的结构的示意图。
图7是微生物培养装置的层的示例性实施方案的局部剖视顶视图。
图8A是微生物培养装置的示例性实施方案的横截面示意图。
图8B是微生物培养装置的另一个示例性实施方案的横截面示意图。
图8C是微生物培养装置的另一个示例性实施方案的横截面示意图。
图8D是微生物培养装置的另一个示例性实施方案的横截面示意图。
虽然可能未按比例绘制的以上附图示出了本公开的各种实施方案，但还可以设想其它实施方案，如在具体实施方式中所指出。
具体实施方式
提供用于增殖或储存微生物的装置和方法，以及制备该装置的套件和方法。
通过端点表述的任何数值范围旨在包括范围的端点、范围内的所有数以及所述范围内的任何较窄范围(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5)。除非另外指明，否则说明书和实施方案中使用的所有表达特性数量或成分、量度等的数在一切情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和附加实施方案列表中列出的数值参数可以随本领域的技术人员使用本公开的教导内容寻求获得的特性而变化。在最低程度上并且在不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施方案的范围内的条件下，至少应该根据所记录数值的有效数位和通过惯常的四舍五入法来解释每个数值参数。
对于以下给出定义的术语的术语表，除非在权利要求书或说明书中的其它地方给出不同的定义，否则整个申请都应将应用这些定义。
术语表
在整个说明书和权利要求书中所使用的某些术语虽然大部分为人们所熟知，但可能仍需要作出一些解释。应当理解，如本文所用：
术语“一个”、“一种”和“该”、“所述”可互换使用，“至少一个(种)”是指一个(种)或多个(种)所述要素。
术语“和/或”意指任一者或两者。例如，表达“A和/或B”意指A、B、或A与B的组合。
“团聚”是指初级粒子或聚集的粒子通常通过电荷或极性保持在一起的弱缔合。例如，团聚粒子在液体中分散时遇到的剪切力通常可将团聚粒子分解成更小的物体。术语“聚集的”和“聚集体”是指初级粒子通常通过(例如)残余化学处理、共价化学键或离子化学键键合在一起的强缔合。聚集体进一步分解成为更小的实体是很难实现的。
“冷水溶性”是指在室温(即约25℃)下形成水溶液的材料。
“疏水”是指在表面上表现出90°或更大水接触角的材料。
“不透明的”是指透光率为至多10％的基材。
“粉末”是指平均直径在0.1微米至400微米范围内的细分微粒材料。
“透明的”是指透光率为至少90％的基材。
提供用于增殖和/或储存微生物的装置，该装置具有一些有利的特征，诸如能够更好地抵抗生物体代谢(例如，液化细菌)以及对于用于净化或消毒的电离辐射(例如，γ辐射、电子束辐射等)。
在第一方面，提供一种装置。更具体地，提供包括第一层的装置，该第一层具有第一层的表面的第一部分，包含第一粘土的第一水溶胀性胶凝剂附连到该第一部分。该装置还包括第二层，该第二层可与第一层分离并且具有第二层的表面的第一部分，第二水溶胀性胶凝剂附连到该第一部分。
图1示出了用于培养微生物的装置的示例性实施方案。装置10包括主体构件11，该主体构件包括具有上表面12a和下表面12b的第一层(例如，基材)12。第一层通常是自支承防水基材。在一些实施方案中，第一层12是诸如聚酯、聚丙烯、有机硅或聚苯乙烯等材料的相对刚性的膜，其将不吸收水或换句话讲不受水影响。发现厚度为约100微米至约178微米的聚酯膜、和厚度为约100微米至约200微米的聚丙烯膜以及厚度为约380微米的聚苯乙烯膜各自适用于第一层12。其它合适的基材包括带聚乙烯涂层或其它防水涂层的纸材。合适的聚乙烯涂覆的纸质基材的示例是“Schoeller Type MIL”印像纸(可从纽约的舒乐普拉斯基公司(Schoeller Pulaski,New York)商购获得)。第一层12可为透明或不透明的，这取决于是否希望透过基材观察细菌菌落。在图4中所示的示例性实施方案中，第一层12在下表面12b上印有正方形网格图案以便于对细菌菌落计数。
上表面12a包括第一部分17，包含粘土的第一水溶胀性胶凝剂16附连到该第一部分。通常使用粘合剂层14将粘土附接到便于水合的均匀层的上表面12a的第一部分17。第一水溶胀性胶凝剂16包含粘土并且任选地包含微生物生长营养物质(并且可包含其它添加剂)。在许多实施方案中，第一水溶胀性胶凝剂以粉末的形式提供。粘合剂层14是水不溶性的并且对微生物生长是非抑制性的。在一些实施方案中，粘合剂14在润湿时是充分透明的，以允许透过涂覆有粘合剂的膜观察细菌菌落。在一些实施方案中，粘合剂14是压敏粘合剂。在一些其它实施方案中，还可使用热活化粘合剂，其中较低熔点物质涂覆到较高熔点物质上。诸如粘胶之类的水活化粘合剂也可能是有用的。
期望具有足够表面积暴露以用于水化的粉末16的均一层。通常，厚度在约5微米至约50微米范围内的粘合剂层是合适的。
合适的粘合剂在用水润湿时是透明的。合适的粘合剂的示例包括压敏粘合剂，诸如摩尔比为94:6或95:5的丙烯酸异辛酯/丙烯酰胺的共聚物。合适的粘合剂还可包括美国专利4,565,783、5,089,413、5,681,712和5,232,838中描述的那些。在一些实施方案中，可使用有机硅压敏粘合剂，包括例如美国专利7,695,818和7,371,464中描述的那些。
在某些实施方案中，例如图1中所示，基本上第一层的全部上表面都涂覆有粘合剂。在其它实施方案中，第一层的第一部分涂覆有粘合剂，并且第一层的表面的第二部分基本上没有粘合剂。参考图5，提供示例性第一层12，其具有第一层12的上表面12a的第一部分17。第一层12的上表面12a的第二部分19至少部分地围绕第一部分17。第一层12包括由第一层的四个边缘(边缘12c、边缘12d、边缘12e和边缘12f)形成的周边。在该示例性实施方案中，第一部分17的三侧被第二部分19围绕，因此第二部分19与第一层12的至少一些周边，即边缘12d、12e和12f接触。粘合剂14可利用诸如粘合剂的图案涂覆等技术被涂覆在第一部分17上，但不涂覆在第二部分19上。粘合剂图案涂覆可按在本领域中已知的方法执行，例如PCT专利公布WO 96/15715(Yasis等人)中所述的方法。在某些实施方案中，第一层的第二部分大致围绕第一层的第一部分。例如，第一部分任选地具有整个包含在第二部分中的(规则或不规则)形状，诸如圆形、四边形等，该形状与第一层的整个周边接触。例如，如图1所示。
再次参见图1，装置10还包括可剥离地粘附到第一层12的上表面12a的一个边缘的第二层22(例如，覆盖片)。在本公开中，第二层22通常选择为透明的以便于对微生物菌落进行计数，并且还通常选择为对细菌是不可渗透并具有低湿气透过率(即，第二层22防止脱水培养基在装置的运输、储存和使用期间受到不期望的污染，并提供支持微生物在温育期间生长的环境)。在一些实施方案中，第二层22具有与第一层12相同的特性(例如，刚度)，但不必为同样刚性的。第二层22可被选择成提供所期望培养的微生物类型所需的氧气透过量。例如，一些聚酯膜具有低透氧度(每25微米厚度小于5g/645cm2/24小时)，并适于培养厌氧细菌。另一方面，一些聚乙烯具有高透氧度(例如，每25微米厚度约500g/645cm2/24小时)，并适于好氧生物体。第二层22的合适材料包括聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚苯乙烯或有机硅。在某些实施方案中，第二层22包括取向的聚丙烯，诸如双轴向取向的聚丙烯，在一些示例性实施方案中取向的聚丙烯具有约40微米的厚度。
参考图7，与第一层12类似，第二层22包括具有第一部分27的上表面22a，包含粘土的第二水溶胀性胶凝剂26附连到该第一部分。通常使用粘合剂层24将粘土附接到便于水合的均匀层中的上表面22a的第一部分27。第二水溶胀性胶凝剂26包含粘土并且任选地包含微生物生长营养物质(并且可包含其它添加剂)。在许多实施方案中，第二水溶胀性胶凝剂以粉末的形式提供。粘合剂层24是水不溶性的并且对微生物生长是非抑制性的。粘合剂24为以上针对粘合剂14所述的合适粘合剂中的任一种。粘合剂24通常以小于第二水溶胀性胶凝剂26的粒径的厚度涂覆在第二层22上，从而将水溶胀性胶凝剂26的粒子粘附到该层且不将粒子完全嵌入粘合剂。期望水溶胀性胶凝剂26的均匀层露出足够的表面积以进行水合。
在一些实施方案中，基本上第二层22的全部上表面22a都涂覆有粘合剂。在其它实施方案中，第二层22的第一部分27涂覆有粘合剂，第一层的表面的第二部分29基本上不含粘合剂。当粘合剂24涂覆在第一部分27上但不涂覆在第二部分29上时，可使用诸如粘合剂图案涂覆等技术来实现这一点。在某些实施方案中，第一层的第二部分大致围绕第一层的第一部分。
对于第一层12和第二层22中的每一个，水溶胀性胶凝剂16、26的层分别均匀地粘附到粘合剂层14、24。水溶胀性胶凝剂16、26包括粘土，以及任选的一种或多种用于培养与粘土混合的微生物的微生物生长营养物质。在某些实施方案中，第一胶凝剂16包括与第二胶凝剂26相同的粘土，而在其它实施方案中，第二胶凝剂26包括与第一胶凝剂16中的第一粘土不同的第二粘土。本公开的装置中采用的水溶胀性胶凝剂的冷水溶性可由例如在这些粉末中包括合适的粘土而得到。包含在水溶胀性粉末16中的合适粘土包括在室温下无需混合即形成水溶液的天然粘土和合成粘土两者。在许多实施方案中，粘土粒子具有片状形状，该片状形状包括提供大致平坦的相对主表面的一个或多个叠层，这些层各自具有基本上椭圆形。
诸如合成和天然锂蒙脱石的粘土在室温下形成水溶液，并且是用于提供水溶胀性粉末的合适胶凝剂。锂蒙脱石是蒙皂石基团的组成部分，并且具有式Na0-3(Mg,Li)3Si4O10(OH)2。在一些实施方案中，水溶胀性胶凝剂16包括未改性的锂蒙脱石和/或有机改性的锂蒙脱石，这些胶凝剂可单独使用或彼此结合使用。一些可商购获得的合适锂蒙脱石粘土包括可以商品名LAPONITE EP购得的有机改性的合成锂蒙脱石以及可以商品名LAPONITE RD和LAPONITE XLG购得的未改性的合成锂蒙脱石，所有产品均购自德国维塞尔的毕克化学有限公司(Byk-Chemie GmbH,Wesel,Germany)。在许多实施方案中，粘土包括亚微米级粒子。更具体地，亚微米级粒子包括平均粒度(是指粒子的平均最长尺寸)不大于1000纳米、不大于500纳米、不大于200纳米、不大于100纳米、不大于75纳米或不大于50纳米的粒子。平均粒度通常使用透射电子显微镜测定，但也可使用各种光散射方法(例如，激光衍射)。平均粒度通常是指非团聚和/或非聚集的单个粘土粒子的平均尺寸。
在一些实施方案中，水溶胀性胶凝剂可仅包含粘土胶凝剂。如果装置在制备时装有仅包含粘土胶凝剂的粉末，最终用户通常会添加为待培养的微生物类型定制的特种营养物质。例如，可将干燥粉末状营养物悬浮于诸如乙醇之类的快速蒸发液体中。在其它情况下，可将干粉状营养物质悬浮或溶解于水溶液中。将液体的等分试样添加至第一层12或第二层22的表面，该表面已预先涂覆有粘合剂和胶凝剂。然后使液体蒸发，留下充足的营养物以及胶凝剂。在另一个实施方案中，水溶胀性胶凝剂16、26可包含适合在装置中培养微生物的营养物质，从而在室温下形成水溶液。
培养装置中采用了粘土矿物质(例如，层状硅酸盐矿物质)，粘土与液体(例如，水)在培养装置中彻底混合以形成浆液，经过高压消毒，然后倾注到培养皿、试管或其它适合培养微生物的容器中(例如，如美国专利1,520,217中所述)。分散的粘土粒子形成凝胶所需的时间随粘土不同而有所不同。当粒子排列形成“纸牌屋”型结构时，锂蒙脱石粒子形成凝胶。图6提供锂蒙脱石的一般凝胶结构的示意图，其中一个粒子的短边与另一个粒子的主表面对齐，并且多个粒子共同形成在相邻粒子的主表面之间具有空间的结构。已发现，在根据本公开的装置中，附连到基材的某些粘土在水合时形成凝胶，而无需在水合后进行任何混合或其它物理分散(例如，散布)来诱导粒子形成凝胶。相比之下，根据上述公开的附连到基材的某些其它粘土在水合时没有形成凝胶，例如蒙脱土、有机改性的合成锂蒙脱石或无机改性的合成锂蒙脱石。
在水合时，包含粘土的水溶胀性胶凝剂趋于朝向其所附连基材的周边向外芯吸。为了最小化粘土越过基材的周边并因此在装置之外水合，在许多实施方案中基材层的第二部分包含比水合粘土更疏水的材料。第二部分任选地为层本身的材料、层上的粘合剂、剥离衬件、围堤或它们的组合。
在图1中所示的示例性实施方案中，主体构件11包括应用于第一层12的上表面12a的疏水围堤18。疏水围堤18具有穿过其中心切出的圆孔20，以在第一层12的上表面12a的第一部分17上露出第一水溶胀性胶凝剂16。孔20和第一部分17在第一层12的上表面12a上基本上一致。孔20的壁提供预定尺寸和形状的区域以在水合时禁闭培养基，从而减少或防止水合胶凝剂的芯吸达到或超出第一层的周边。围堤18可足够厚以形成所需体积的井凹(例如，1毫升或2毫升)。通常将闭孔聚乙烯泡沫、聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或聚苯乙烯用于疏水围堤18，但可使用疏水的(即不会被水润湿)、微生物惰性的且能够经受消毒的任何材料。合适的另选疏水性材料为衬件，其不在装置中提供井凹，通常由具有疏水涂层(诸如，有机硅、氟代有机硅、PTFE或其它典型的剥离涂料)的热塑性材料或纸材制成。
在图1中，第二层22在其主表面上涂覆有粘合剂层24和涂料组合物层26。具有涂料组合物层26的第二层22的主表面面向基材12的上表面12a。粘合剂层24是水不溶性的并且对微生物生长是非抑制性的，在润湿时是充分透明的以允许透过涂覆有粘合剂的膜观察气泡或微生物菌落。在一些实施方案中，粘合剂层24包含压敏粘合剂。期望涂料组合物的均匀层26露出足够的表面积以进行水合。
参见图7，在示例性实施方案中，对第二层22的上表面22a应用疏水围堤28，疏水围堤28具有穿过其中心切割的圆形孔30，以在第二层22的上表面22a的第一部分27上暴露第二水溶胀性胶凝剂26。孔30和第一部分27在第二层22的上表面22a上基本上一致。孔30的壁提供预定尺寸和形状的区域以在水合后禁闭培养基，从而减少或防止水合胶凝剂的芯吸达到或超出第二层的周边。另选地，可使用剥离衬件取代疏水围堤28。围堤和剥离衬件通常包含以上针对用于第一层的围堤和剥离衬件公开的材料。
在某些实施方案中，水溶胀性胶凝剂包含粘土作为唯一的水溶胀性胶凝剂，而在其它实施方案中，水溶胀性胶凝剂包含一种或多种有机冷水溶性试剂，诸如瓜尔胶、黄原胶、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、刺槐豆胶和褐藻胶。此类有机冷水溶性试剂在室温下形成水溶液，并且为与粘土一起包含在第一水溶胀性胶凝剂中的合适胶凝剂。在一些实施方案中，有机冷水溶性试剂为瓜耳胶和黄原胶，这些胶凝剂可单独使用或彼此结合、与粘土混合使用。在一些实施方案中，粉末胶凝剂包含按重量计最多75％的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂，或按重量计最多50％或按重量计最多25％的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂；诸如按重量计介于1％和75％之间的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂，或按重量计介于50％和75％之间或介于10％和50％之间的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂。任选地，粉末水溶胀性胶凝剂还可包含诱导剂、指示剂或这些物质的组合。
在本公开的装置中支持微生物生长的营养物质、附加的胶凝剂以及其混合物的非限制性示例包括美国专利4,565,783、5,089,413、5,232,838、5,364,766、5,443,963、5,462,860、5,601,998、5,635,367和5,681,712中所述的那些；这些参考文献也包括指示剂(例如，检测试剂)和诱导剂的非限制性示例。例如，一种合适的指示剂为氯化三苯四唑(TTC)。已发现锂蒙脱石粘土吸收TTC，因此可采用浓度通常对微生物有害或致命的高浓度TTC作为指示剂，指示剂量诸如为至少0.5毫克/每平方厘米附连的基材部分。
因此，在某些实施方案中，装置10包括第一层12，该第一层具有第一层12的表面12a的第一部分17，包含第一粘土的第一水溶胀性胶凝剂16附连到该第一部分。装置10还包括第二层22，该第二层可与第一层分离并且具有第二层22的表面22a的第一部分27，第二水溶胀性胶凝剂26附连到该第一部分。
根据本公开的装置的一个优点在于，粘土耐受高能辐射的损害，因此装置易于净化或消毒。在某些实施方案中，通过诸如电子束辐射或γ辐射的电离辐射来净化或消毒装置。更具体地，可通过经受一定剂量的电离辐射来净化或消毒装置，该剂量为至少10千戈瑞(kgy)、或至少20kgy、或至少30kgy、或至少40kgy、或介于10kgy和50kgy之间、或介于20kgy和50kgy之间、或最高50kgy。
在第二方面，提供制备用于增殖或储存微生物的装置的方法。制备该装置的方法包括：提供具有表面的第一层；将包含第一粘土的第一水溶胀性胶凝剂附连到第一层的表面的第一部分；提供具有表面的第二层；以及将第二水溶胀性胶凝剂附连到第二层的表面的第一部分。该方法还包括将第一层层合到第二层，其中第一水溶胀性胶凝剂至少部分地接触第二水溶胀性胶凝剂。
水溶胀性胶凝剂通过任何合适的方法附连到第一层和第二层中的每一个。在一些实施方案中，将(第一或第二)水溶胀性胶凝剂附连到(相应的第一或第二)层包括：在层的表面上设置粘合剂层，在层的第二部分上方设置疏水性比第一粘土更高的材料，以及用水溶胀性胶凝剂涂覆粘合剂层。该材料因此用作遮罩，防止将水溶胀性胶凝剂涂覆到层的第二部分。该方法通常还包括在将第一层层合到第二层之前从层的第二部分移除材料，但也可将材料留在装置的第一层与第二层之间。在一些实施方案中，将(第一或第二)水溶胀性胶凝剂附连到(相应的第一或第二)层包括：在层的表面的第一部分上设置粘合剂层，以及用水溶胀性胶凝剂涂覆粘合剂层。该方法通常还包括移除设置在层的表面的第二部分上的水溶胀性胶凝剂中的至少一些。由于在第二部分上缺乏粘合剂，因此设置在第二部分上的水溶胀性胶凝剂通常将不附连到层的表面。
通过第二方面的方法制备的装置将有利地在两个基材层中的至少一个的第二部分上具有疏水材料或将疏水材料作为该第二部分，以最小化将水合胶凝剂超出装置边缘进行芯吸。以上针对第一方面详述的材料、构造等适用于通过第二方面的方法制备的装置。
在第三方面，提供检测和清点样本中至少一种微生物的方法。该方法包括：提供根据第一方面的装置，将第一层与第二层分离，将包含至少一种微生物的样本的等分试样添加至第一或第二水溶胀性胶凝剂上以形成经接种的装置，将第一层层合回第二层，以及温育经接种的装置。以上针对第一方面详述的任一装置适用于第三方面的方法。
例如，可具体参考图1和3的装置来讨论将本发明的装置用于检测和清点微生物。在某些实施方案中，第二层22用作覆盖片并被拉回，然后将预定数量的水或水性测试样本置于主体构件11的第一层12上。通过粘合剂14附连到第一层12的胶凝剂16的粒子被快速水合或溶解并形成溶胶。然后小心地在第一层12上方替换第二层22，以最小化气泡的截留。然后将装置温育预定的一段时间。经接种的装置通常包括温育最长约48小时，或最长约24小时，或甚至最长约14小时。在培养基中生长的任何细菌菌落都可透过透明覆盖膜来检测并任选地清点(例如，计数)。在一些实施方案中，可使用诸如自动菌落计数器等自动系统来计数微生物。
一般来讲，将单个等分试样添加至第一水溶胀性胶凝剂或第二水溶胀性胶凝剂，但如果需要也可添加多于一个的等分试样。在许多实施方案中，在将第一层层合回第二层之前，在添加等分试样后胶凝剂有利地不混合。如上所述，选择在水合后无需混合或散布即形成凝胶的粘土。
在第四方面，提供一种套件。该套件包括至少一种根据第一方面的装置，以及使用该装置检测和清点样本中至少一种微生物的说明。以上针对第一方面详述的任一装置适用于第四方面的套件中。套件任选地还包括供用户用于装置的水性流体，诸如水或缓冲溶液。此外，套件还可包括一种或多种微生物生长营养物质、指示剂或它们的组合。具体地，在用户需要为具体微生物定制微生物生长营养物质，例如在与装置分离的套件中提供微生物生长营养物质时可能显得便利。
描述了为装置、套件、制备装置的方法或检测和清点微生物的方法的各种实施方案。
实施方案1为一种用于增殖或储存微生物的装置。装置包括a)第一层，该第一层包括第一层的表面的第一部分，包含第一粘土的第一水溶胀性胶凝剂附连到该第一部分。装置还包括b)第二层，该第二层可与第一层分离并且包括第二层的表面的第一部分，第二水溶胀性胶凝剂附连到该第一部分。
实施方案2为根据实施方案1所述的装置，其中第一层还包括表面的第二部分。
实施方案3为根据实施方案1或2所述的装置，其中第二层还包括表面的第二部分。
实施方案4为根据实施方案1至3中任一项所述的装置，其中第二水溶胀性胶凝剂包含第二粘土。
实施方案5为根据实施方案4所述的装置，其中第一粘土和第二粘土为相同的粘土。
实施方案6为根据实施方案4所述的装置，其中第一粘土和第二粘土为不同的粘土。
实施方案7为根据实施方案1至6中任一项所述的装置，其中第一粘土包括亚微米级粒子。
实施方案8为根据实施方案1至7中任一项所述的装置，其中第一粘土包括至少一种板状形状。
实施方案9为根据实施方案1至8中任一项所述的装置，其中第一胶凝剂还包含微生物生长营养物质。
实施方案10为根据实施方案1至9中任一项所述的装置，其中对装置进行净化。
实施方案11为根据实施方案1至10中任一项所述的装置，其中对装置进行消毒。
实施方案12为根据实施方案1至11中任一项所述的装置，其中通过电离辐射对装置进行消毒。
实施方案13为根据实施方案12所述的装置，其中通过γ辐射或电子束辐射对装置进行消毒。
实施方案14为根据实施方案1至13中任一项所述的装置，还包含设置在第一层、第二层或两者上的指示剂。
实施方案15为根据实施方案14所述的装置，其中指示剂包括量为至少0.5mg/cm2的氯化三苯四唑(TTC)。
实施方案16为根据实施方案1至15中任一项所述的装置，还包含设置在第一层、第二层或两者上的诱导剂。
实施方案17为根据实施方案1至16中任一项所述的装置，其中第一水溶胀性胶凝剂通过粘合剂附连到第一层。
实施方案18为根据实施方案1至17中任一项所述的装置，其中第一水溶胀性胶凝剂通过压敏粘合剂附连到第一层。
实施方案19为根据实施方案17或实施方案18所述的装置，其中粘合剂仅设置在第一层的表面的第一部分上。
实施方案20为根据实施方案2至19中任一项所述的装置，其中第一层的第二部分包含比第一层更疏水的材料。
实施方案21为根据实施方案2至20中任一项所述的装置，其中第一层的第二部分包括第一层、粘合剂、剥离衬件、围堤或它们的组合。
实施方案22为根据实施方案1至21中任一项所述的装置，其中第二水溶胀性胶凝剂通过粘合剂附连到第二层。
实施方案23为根据实施方案1至22中任一项所述的装置，其中第二水溶胀性胶凝剂通过压敏粘合剂附连到第二层。
实施方案24为根据实施方案22或实施方案23所述的装置，其中粘合剂设置在第二层的表面的仅第一部分上。
实施方案25为根据实施方案3至24中任一项所述的装置，其中第二层的第二部分包括第二层、粘合剂、剥离衬件、围堤或它们的组合。
实施方案26为根据实施方案21或实施方案25所述的装置，其中围堤包含聚乙烯、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或聚苯乙烯。
实施方案27为根据实施方案1至26中任一项所述的装置，其中第一层包含聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯或聚乙烯涂覆的纸材。
实施方案28为根据实施方案27所述的装置，其中第一层包括聚乙烯涂覆的纸材。
实施方案29为根据实施方案1至28中任一项所述的装置，其中第二层包含聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚苯乙烯或有机硅。
实施方案30为根据实施方案29所述的装置，其中第二层包括取向的聚丙烯。
实施方案31为根据实施方案1至30中任一项所述的装置，其中附连到第二层的第二水溶胀性胶凝剂还包含微生物生长营养物质。
实施方案32为根据实施方案2至31中任一项所述的装置，其中第一层还包括周边，并且表面的第二部分与第一层的至少一些周边接触。
实施方案33为根据实施方案32所述的装置，其中第一层的第二部分大致围绕第一层的第一部分。
实施方案34为根据实施方案3至33中任一项所述的装置，其中第二层还包括周边，并且表面的第二部分与第二层的至少一些周边接触。
实施方案35为根据实施方案34所述的装置，其中第二层的第二部分大致围绕第二层的第一部分。
实施方案36为根据实施方案1至35中任一项所述的方法，其中第一粘土包括合成锂蒙脱石。
实施方案37为根据实施方案1至36中任一项所述的装置，其中第一粘土包括未改性的锂蒙脱石、有机改性的锂蒙脱石或它们的组合。
实施方案38为根据实施方案1至37中任一项所述的装置，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者包含按重量计最多75％的附加的水溶胀性试剂和/或冷水溶性胶凝剂。
实施方案39为根据实施方案1至38中任一项所述的装置，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者包含按重量计最多50％的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂。
实施方案40为根据实施方案1至39中任一项所述的装置，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者包含按重量计最多25％的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂。
实施方案41为根据实施方案1至38中任一项所述的装置，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者包含按重量计介于1％和75％之间的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂。
实施方案42为根据实施方案1至38中任一项所述的装置，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者包含按重量计介于50％和75％之间的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂。
实施方案43为根据实施方案1至38中任一项所述的装置，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者包含按重量计介于10％和50％之间的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂。
实施方案44为一种制备用于增殖或储存微生物的装置的方法。该方法包括：提供包括表面的第一层；将包含第一粘土的第一水溶胀性胶凝剂附连到第一层的表面的第一部分；提供包括表面的第二层；以及将第二水溶胀性胶凝剂附连到第二层的表面的第一部分。该方法还包括将第一层层合到第二层，其中第一水溶胀性胶凝剂至少部分地接触第二水溶胀性胶凝剂。
实施方案45为根据实施方案44所述的方法，其中将第一水溶胀性胶凝剂附连到第一层包括：在第一层的表面上设置粘合剂层；在第一层的第二部分上方设置比第一粘土更疏水的材料，以及用第一水溶胀性胶凝剂涂覆粘合剂层。
实施方案46为根据实施方案45所述的方法，还包括在将第一层层合到第二层之前从第一层的第二部分移除材料。
实施方案47为根据实施方案44所述的方法，其中将第一水溶胀性胶凝剂附连到第一层包括：在第一层的表面的第一部分上设置粘合剂层；以及用第一水溶胀性胶凝剂涂覆粘合剂层。
实施方案48为根据实施方案47所述的方法，还包括移除设置在第一层的表面的第二部分上的第一水溶胀性胶凝剂的至少一些。
实施方案49为根据实施方案44至48中任一项所述的方法，其中将第二水溶胀性胶凝剂附连到第二层包括：在第二层的表面上设置粘合剂层；在第二层的第二部分上方设置比第一粘土更疏水的材料，以及用第一水溶胀性胶凝剂涂覆粘合剂层。
实施方案50为根据实施方案49所述的方法，还包括在将第一层层合到第二层之前从第二层的第二部分移除材料。
实施方案51为根据实施方案44至50中任一项所述的方法，其中将第二水溶胀性胶凝剂附连到第二层包括：在第二层的表面的第一部分上设置粘合剂层；以及用第二水溶胀性胶凝剂涂覆粘合剂层。
实施方案52为根据实施方案51所述的方法，还包括移除设置在第二层的表面的第二部分上的水溶胀性胶凝剂的至少一些。
实施方案53为根据实施方案44至52中任一项所述的方法，还包括将装置净化。
实施方案54为根据实施方案44至52中任一项所述的方法，还包括将装置消毒。
实施方案55为根据实施方案53或实施方案54所述的方法，其中净化或消毒包括经受电离辐射。
实施方案56为根据实施方案53至55中任一项所述的方法，其中净化或消毒包括γ辐射或电子束辐射。
实施方案57为根据实施方案53至56中任一项所述的方法，其中净化或消毒包括经受剂量为至少10千戈瑞(kgy)的电离辐射。
实施方案58为根据实施方案53至57中任一项所述的方法，其中净化或消毒包括经受剂量为至少20kgy的电离辐射。
实施方案59为根据实施方案53至57中任一项所述的方法，其中净化或消毒包括经受剂量介于10kgy和50kgy之间的电离辐射。
实施方案60为根据实施方案53至59中任一项所述的方法，其中净化或消毒包括经受剂量最高50kgy的电离辐射。
实施方案61为根据实施方案44至59中任一项所述的方法，其中第二水溶胀性胶凝剂包含第二粘土。
实施方案62为根据实施方案61所述的方法，其中第一粘土和第二粘土为相同的粘土。
实施方案63为根据实施方案61所述的方法，其中第一粘土和第二粘土为不同的粘土。
实施方案64为根据实施方案44至63中任一项所述的方法，其中第一粘土包括亚微米级粒子。
实施方案65为根据实施方案39至59中任一项所述的方法，其中第一粘土包括至少一种板状形状。
实施方案66为根据实施方案45、46或48中任一项所述的方法，其中第一层的第二部分包括第一层、粘合剂、剥离衬件、围堤或它们的组合。
实施方案67为根据实施方案49、50或52中任一项所述的方法，其中第二层的第二部分包括第二层、粘合剂、剥离衬件、围堤或它们的组合。
实施方案68为根据实施方案66或实施方案67所述的方法，其中围堤包含聚乙烯、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或聚苯乙烯。
实施方案69为根据实施方案66或实施方案68所述的方法，其中第一层还包括周边，并且表面的第二部分与第一层的至少一些周边接触。
实施方案70为根据实施方案69所述的方法，其中第一层的第二部分大致围绕第一层的第一部分。
实施方案71为根据实施方案67或68所述的方法，其中第二层还包括周边，并且表面的第二部分与第二层的至少一些周边接触。
实施方案72为根据实施方案71所述的方法，其中第二层的第二部分大致围绕第二层的第一部分。
实施方案73为根据实施方案44至67中任一项所述的方法，其中第一胶凝剂还包含微生物生长营养物质。
实施方案74为根据实施方案44至68中任一项所述的方法，其中装置还包括设置在第一层、第二层或两者上的指示剂。
实施方案75为根据实施方案74所述的方法，其中指示剂包括量为至少0.5mg/cm2的氯化三苯四唑(TTC)。
实施方案76为根据实施方案44至75中任一项所述的方法，还包含设置在第一层、第二层或两者上的诱导剂。
实施方案77为根据实施方案44至76中任一项所述的方法，其中第一层包含聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯或聚乙烯涂覆的纸材。
实施方案78为根据实施方案77所述的方法，其中第一层包括聚乙烯涂覆的纸材。
实施方案79为根据实施方案44至78中任一项所述的方法，其中第二层包含聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚苯乙烯或有机硅。
实施方案80为根据实施方案79所述的方法，其中第二层包括取向的聚丙烯。
实施方案81为根据实施方案44至80中任一项所述的方法，其中附连到第二层的第二水溶胀性胶凝剂还包含微生物生长营养物质。
实施方案82为根据实施方案44至81中任一项所述的方法，其中第一粘土包括合成锂蒙脱石。
实施方案83为根据实施方案44至82中任一项所述的方法，其中第一粘土包括未改性的锂蒙脱石、有机改性的锂蒙脱石或它们的组合。
实施方案84为根据实施方案44至83中任一项所述的方法，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者包含按重量计最多75％的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂。
实施方案85为根据实施方案44至84中任一项所述的方法，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者包含按重量计最多50％的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂。
实施方案86为根据实施方案44至85中任一项所述的方法，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者包含按重量计最多25％的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂。
实施方案87为根据实施方案44至84中任一项所述的方法，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者包含按重量计介于1％和75％之间的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂。
实施方案88为根据实施方案44至84中任一项所述的方法，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者包含按重量计介于50％和75％之间的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂。
实施方案89为根据实施方案44至84中任一项所述的方法，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者包含按重量计介于10％和50％之间的附加的水溶胀性试剂和/或有机冷水溶性胶凝剂。
实施方案90为一种检测和清点样本中的至少一种微生物的方法，该方法包括：提供根据实施方案1至43中任一项所述的装置；将第一层与第二层分离；将包含至少一种微生物的样本的等分试样添加至第一水溶胀性胶凝剂或第二水溶胀性胶凝剂上以形成经接种的装置；将第一层层合回第二层；以及温育经接种的装置。
实施方案91为根据实施方案90所述的方法，其中温育经接种的装置包括温育最长约48小时。
实施方案92为根据实施方案90或91所述的方法，其中温育经接种的装置包括温育最长约24小时。
实施方案93为根据实施方案90至92中任一项所述的方法，其中温育经接种的装置包括温育最长约14小时。
实施方案94为根据实施方案90至93中任一项所述的方法，还包括检测经接种的装置中的微生物菌落。
实施方案95为根据实施方案90至94中任一项所述的方法，还包括在温育经接种的装置之后，清点经接种的装置中存在的微生物菌落。
实施方案96为根据实施方案90至95中任一项所述的方法，其中在将第一层层合回第二层之前，在添加等分试样后第一胶凝剂不混合。
实施方案97为根据实施方案90至96中任一项所述的方法，其中在将第一层层合回第二层之前，在添加等分试样后第二胶凝剂不混合。
实施方案98为根据实施方案90至97中任一项所述的方法，其中将样本的单个等分试样添加至第一水溶胀性胶凝剂或第二水溶胀性胶凝剂。
实施方案99为一种套件，该套件包括根据实施方案1至43中任一项所述的至少一种装置；以及使用该至少一种装置检测和清点样本中的至少一种微生物的说明。
实施方案100为根据实施方案99所述的套件，还包括水性流体。
实施方案101为根据实施方案100所述的套件，其中水性流体包括水或缓冲液。
实施方案102为根据实施方案99至101中任一项所述的套件，还包括微生物生长营养物质、指示剂、诱导剂或它们的组合。
实施方案103为根据实施方案1至38中任一项所述的装置，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者以粉末的形式存在。
实施方案104为根据实施方案44至98中任一项所述的方法，其中第一水溶胀性胶凝剂、第二水溶胀性胶凝剂或两者以粉末的形式存在。
实施例
通过下面的实施例进一步说明了本发明的目的和优点，但这些实施例中列举的具体材料及其量以及其它条件和细节不应被理解为是对本发明的不当限制。这些实施例仅为了进行示意性的说明，并非旨在限制所附权利要求的范围。
材料
除非另外指明，否则实施例以及本说明书其余部分中的所有份数、百分比、比例等均按重量计。除非另外指明，否则所有化学品均购自化学品供应商诸如密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company,St.Louis,MO)。
实施例1：装置构造
参见图8A-8C，按美国专利5,409,838中实施例1所述的方法制备1.6密耳厚的双轴向取向的聚丙烯(BOPP)膜12、22，该膜涂覆有包含氯化三苯四唑(TTC)的丙烯酸异辛酯/丙烯酰胺压敏粘合剂(PSA)14、24。使用其上移除了6厘米直径圆的有机硅涂覆的纸质剥离衬件(诸如D#63BL KFT H/O 548440/000；德国斯图加特的Loprex有限公司(Loprex GmbH,Stuttgart,Germany))，分别遮罩第一层12和第二层22的片材上的粘合剂14和24。暴露的粘合剂粉末涂覆有粘土16、26(例如德克萨斯州冈萨雷斯的毕克化学助剂公司(BYKAdditives Inc.,Gonzales,TX)的LAPONITE EP)。均匀地施加粉末，并通过用手摇动膜随后移除剥离衬件，将过量的粉末从粘合剂层移除。对于图8A的装置，不执行进一步的操作。对于图8B的装置，将具有61mm直径的圆形开口的泡沫隔离物18(聚苯乙烯泡沫，76mm宽，102mm长，0.57mm厚)粘合层合到第一层12的粘合剂涂覆面，并且对于图8C的装置，将其上移除了61mm直径圆的新的有机硅涂覆的纸质剥离衬件13(诸如D#63BL KFT H/O 548440/000；德国斯图加特的Loprex有限公司(Loprex GmbH,Stuttgart,Germany))置于剥离面的第一粘合剂涂覆层12。在这些构造的每一个中，样本朝向装置边缘的芯吸由暴露在第二膜22上的疏水粘合剂24阻止，也由泡沫围堤18(图8B)或剥离衬件13(图8C)阻止。图8D示出使用与图8A、8C相同的膜(1.6密耳厚BOPP)12、22以及粘合剂14、24(丙烯酸异辛酯/丙烯酰胺压敏粘合剂)制备的图案涂覆的粘合剂层。然后将图案涂覆的粘合剂14、24粉末涂覆有胶凝剂16、26(例如德克萨斯州冈萨雷斯的毕克化学助剂公司(BYK Additives Inc.,Gonzales,TX)的LAPONITE EP)。膜上无粘合剂的区域的粉末被刷走。图8D的构造消除了对具有泡沫围堤或剥离衬件的复杂构造的需求。
实施例2：在LAPONITE装置中生长和检测微生物
如图8A所示构造基于LAPONITE的培养装置。使金黄色葡萄球菌(Xen29，Perkin-Elmer)在TSB(Bacto胰酶大豆液体培养基，新泽西州贝克顿-迪金森公司(Becton,Dickinson and Company,New Jersey))中生长过夜，并在37℃下摇动。在TSB中执行十倍系列稀释，在基于LAPONITE的单独培养装置上平板接种1ml的每种稀释液。在37℃下温育24小时后，因细菌减少TTC而引起的红色菌落不可见。更靠近检查时，肉眼可见金黄色葡萄球菌菌落，其形式为黄色不规则圆上的小霜膏；它们刚才没有转化TTC。重复实验，以与金黄色葡萄球菌相同的方式培养、稀释和接种大肠杆菌ATCC#25922(EZ-CFU，明尼苏达州圣克劳德的微生物公司(Microbiologics,St.Cloud,Minnesota))，但稀释剂中含有40ug/ml的附加TTC(密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company,St.Louis,MO))。尽管仍然没有观察到红色菌落(TTC减少)，但肉眼清晰可见大肠杆菌菌落。给定稀释液的菌落计数与通过在Aerobic count(AC)PETRIFILM(明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN))上为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌平板接种1ml的该稀释液获得的结果类似。实施例2表明可通过根据本公开的装置生长和检测微生物。
实施例3：薄膜培养装置中测试作为胶凝剂的各种粘土。
使用多种不同的可商购获得的粘土(表1)按图8C的方式构造基于LAPONITE的培养装置，以确定适合该应用的粘土组合物。从底片剥离每个装置的顶片，然后将1ml的TSB(Bacto胰酶大豆液体培养基，新泽西州贝克顿-迪金森公司(Becton,Dickinson andCompany,New Jersey))施加于底片上的圆的中间。随后使顶片回滚到底片上方的位置。评估可润湿性，并且“出色的可润湿性”被定义为无需额外的外力即可完全覆盖粘土表面，例如塑料散布装置(PETRIFILM酵母和霉菌测试片散布机(PETRIFILM yeast and mold platespreader)，明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota))。未测量覆盖时间，但记录了速度。将经接种的装置搁置5分钟，然后通过边缘提起片材来查看水是否流出粘土区域，由此评估凝胶时间。“优异的凝胶时间”被定义为粘土表面没有明显的水流动。检查后期剥离以确定凝胶块形成后的完整性。如果粘土表面没有明显受到从底部剥离顶片的影响，则将后期剥离定义为优异。
表1：在PETRIFILMS中各种粘土作为胶凝剂的性能
实施例4：使用基于吲哚氧基的指示剂在LAPONITE装置中培养和检测微生物。
按图8C的方式构造LAPONITE培养装置，不同之处在于(1)将底膜12更换为疏水纸(漂白的牛皮纸，涂覆有防水聚合物层)以及(2)粘土粉末涂层，包含按重量计16.6％的粉末化细菌营养物质(合适的配方可见于共同未决的美国专利申请61/949631的表7中)。使大肠杆菌ATCC#25922(EZ-CFU，明尼苏达州圣克劳德的微生物公司(Microbiologics,St.Cloud,Minnesota))在TSB(Bacto胰酶大豆液体培养基，新泽西州贝克顿-迪金森公司(Becton,Dickinson and Company,New Jersey))中生长过夜，并在37℃下摇动。在9mlButterfield’s缓冲液(明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Mn))管中执行大肠杆菌的十倍系列稀释，该缓冲液中添加有40ug/ml的5-溴代-4-氯-3-吲哚基-β-D-吡喃半乳糖(X-gal，密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich ChemicalCompany,St.Louis,MO))。在LAPONITE装置上平板接种一毫升的每种稀释液，在传统Aerobic Count(AC)PETRIFILM(明尼苏达州圣保罗的3M公司)上平板接种一毫升，并在37℃下温育24小时。菌落清晰可见，呈现为浅蓝色到深蓝色斑点(X-gal转化的代谢产物)，给定稀释液的菌落计数类似于LAPONITE装置与AC PETRIFILM之间的情况。然后精确重复以上实验，不同之处在于使用金黄色葡萄球菌菌株15981(Valle J等人，Mol Microbiol.《分子微生物学》2003年5月；48(4):1075-87)，并且将X-gal替换为100ug/ml 5-溴代-4-氯-3-吲哚基-乙酸酯(瑞士格施塔德的Biosynth公司(Biosynth,Staad,Switzerland))。如上所述，菌落清晰可见，呈现为浅蓝色到深蓝色斑点，给定稀释液的菌落计数类似于LAPONITE装置与AC PETRIFILM之间的情况。
实施例5：使用荧光指示剂在LAPONITE培养装置中培养和检测微生物。
按实施例4的方式构造LAPONITE培养装置，但不添加粉末化细菌营养物质。使大肠杆菌ATCC#25922(EZ-CFU，明尼苏达州圣克劳德的微生物公司(Microbiologics,St.Cloud,Minnesota))在TSB(Bacto胰酶大豆液体培养基，新泽西州贝克顿-迪金森公司(Becton,Dickinson and Company,New Jersey))中生长过夜，并在37℃下摇动。在Colilert(缅因州韦斯特布鲁克的IDEXX实验室(IDEXX laboratories,Westbrook,Maine))中执行大肠杆菌的十倍系列稀释，Colilert是细菌培养基，含有大肠杆菌的荧光指示剂(4-甲基伞形酮基-β-D-葡糖苷酸，浓度为专有值)。在LAPONITE装置上平板接种一毫升的每种稀释液，在约14小时后，使用具有365nm激发线和400nm长通滤镜的立体显微镜(Zeiss Luminar.V12，带Axiocam MRc5)将培养皿成像。菌落作为离散的区域存活，大量荧光物多价螯合在中心。令人惊讶地观察到具有清晰限定的中心的各个荧光区域，因为4-甲基伞形酮基-β-D-葡糖苷酸(4-甲基伞形酮)的细菌转化的荧光产物是可溶的并且应在整个培养皿上自由散开。
实施例6：通过电离辐射处理后LAPONITE培养装置的功能。
已知天然胶在暴露于对制成品消毒所需的电离辐射(例如，γ辐射或电子束[e-beam])的水平时会分解。经辐射的天然胶发生断链，并在水合时丧失形成具有给定粘度胶凝的能力。另一方面，已知粘土非常耐受电离辐射。按实施例5的方式构造培养装置，将其密封在箔小袋中，然后暴露于γ辐射(10、20、30、40和50kgy)。使大肠杆菌ATCC#25922(EZ-CFU，明尼苏达州圣克劳德的微生物公司(Microbiologics,St.Cloud,Minnesota))在TSB(Bacto胰酶大豆液体培养基，新泽西州贝克顿-迪金森公司(Becton,Dickinson andCompany,New Jersey))中生长过夜，并在37℃下摇动。在9ml TSB(Bacto胰酶大豆液体培养基，新泽西州贝克顿-迪金森公司(Becton,Dickinson and Company,New Jersey))管中执行大肠杆菌的十倍系列稀释，该TSB中添加有100ug/ml的5-溴代-4-氯-3-吲哚基-β-D-葡糖苷酸(X-glu,瑞士格施塔德(Staad,Switzerland))。在LAPONITE装置上平板接种一毫升的每种稀释液，在传统Aerobic Count(AC)PETRIFILM(明尼苏达州圣保罗的3M公司)上平板接种一毫升，并在37℃下温育24小时。菌落清晰可见，呈现为浅蓝色到深蓝色斑点(X-gal转化的代谢产物)，给定稀释液的菌落计数类似于LAPONITE装置与AC PETRIFILM之间的情况。基于LAPONITE的培养装置的胶凝不受最高并包括50kgy的γ辐射的影响。
实施例7：使用更高的TTC水平检测LAPONITE培养装置中的微生物生长。
按美国专利5,409,838的实施例1中所述的方法，通过将疏水纸材(涂覆有防水聚合物层的漂白牛皮纸)涂覆含有氯化三苯四唑(TTC)的丙烯酸异辛酯/丙烯酰胺压敏粘合剂(PSA)来制备底膜，不同之处在于添加有更大量的TTC，使得在涂覆后包含的粘合剂达到1.59mg/in2。然后用瓜尔胶(密苏里州圣路易斯的西格玛奥瑞奇公司(Sigma Aldrich,St.Louis,MO))和按重量计16.6％的粉末化细菌营养物质(合适的配方可见于共同未决的美国专利申请61/949631的表7)的混合物来涂覆底膜。在进行粉末涂覆之前，不在粘合剂上放置遮罩。如图8A-C的顶膜那样来构造顶膜，并涂覆100％的LAPONITE EP(德国维塞尔的毕克化学助剂公司(Byk-Chemie GmbH,Wesel,Germany))。在粉末涂覆之前，不在粘合剂上放置遮罩。对于该构造无需遮罩粘合剂和粉末涂层，因为底膜上涂覆的瓜尔胶充分减缓了样本芯吸，以将样本保留在培养装置内。使大肠杆菌ATCC#25922和金黄色葡萄球菌ATCC#25923(EZ-CFU，明尼苏达州圣克劳德的微生物公司(Microbiologics,St.Cloud,Minnesota))在TSB(Bacto胰酶大豆液体培养基，新泽西州贝克顿-迪金森公司(Becton,Dickinson and Company,New Jersey))中生长过夜，并在37℃下摇动。在9mlButterfield’s缓冲液(明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Mn))管中执行每种生物体的十倍系列稀释。在LAPONITE装置上平板接种一毫升的每种稀释液，并且简单地闭合顶膜，不使用散布机。在Aerobic Count(AC)PETRIFILM(明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN))上对重复样本进行平板接种，以进行比较。在37℃下将培养皿温育24小时。使用更高水平的TTC通过LAPONITE装置得到的菌落计数与Aerobic Count(AC)PETRIFILM(明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN))的菌落计数相当。实施例7示出锂蒙脱石粘土吸收TTC这一令人惊讶的结果，因此可采用浓度通常对微生物有害或致命的高浓度TTC作为指示剂。
虽然说明书详细描述了某些示例性实施方案，但应当理解，本领域的技术人员在理解上述内容后，可以很容易地想到这些实施方案的更改、变型和等同形式。此外，本文引用的所有出版物和专利均以引用的方式全文并入本文中，犹如特别地和单独地指出各个单独的出版物或专利都以引用方式并入。已对各个示例性实施方案进行了描述。这些以及其它实施方案在以下权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种用于增殖或储存微生物的装置，包括：
a)第一层，所述第一层包括所述第一层的表面的第一部分，包含第一粘土的第一水溶胀性胶凝剂附连到所述第一部分；以及
b)第二层，所述第二层可与所述第一层分离并且包括所述第二层的表面的第一部分，第二水溶胀性胶凝剂附连到所述第一部分。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一层还包括所述表面的第二部分。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中所述第二水溶胀性胶凝剂包含第二粘土。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述第一粘土包含至少一种板状形状。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中通过电离辐射对所述装置进行消毒。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述第一水溶胀性胶凝剂通过粘合剂附连到所述第一层，其中所述粘合剂设置在所述第一层的所述表面的仅所述第一部分上。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的装置，其中所述第一层的第二部分包括所述第一层、粘合剂、剥离衬件、围堤或它们的组合。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述第一粘土包括未改性的锂蒙脱石、有机改性的锂蒙脱石或它们的组合。
9.一种制备用于增殖或储存微生物的装置的方法，包括：
提供包括表面的第一层；
将包含第一粘土的第一水溶胀性胶凝剂附连到所述第一层的所述表面的第一部分；
提供包括表面的第二层；
将第二水溶胀性胶凝剂附连到所述第二层的所述表面的第一部分；以及
将所述第一层层合到所述第二层，其中所述第一水溶胀性胶凝剂至少部分地接触所述第二水溶胀性胶凝剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其中将所述第一水溶胀性胶凝剂附连到所述第一层包括：在所述第一层的所述表面上设置粘合剂层；在所述第一层的第二部分上方设置比所述第一粘土更疏水的材料，以及用所述第一水溶胀性胶凝剂涂覆所述粘合剂层。
11.根据权利要求9所述的方法，其中将所述第一水溶胀性胶凝剂附连到所述第一层包括：在所述第一层的所述表面的所述第一部分上设置粘合剂层；以及用所述第一水溶胀性胶凝剂涂覆所述粘合剂层。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括移除设置在所述第一层的所述表面的第二部分上的所述第一水溶胀性胶凝剂的至少一些。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，还包括将所述装置净化或消毒，其中所述净化或消毒包括经受剂量介于10kgy和50kgy之间的电离辐射。
14.一种检测和清点样本中的至少一种微生物的方法，包括：
提供根据权利要求1至8中任一项所述的装置；
将所述第一层与所述第二层分离；
将包含至少一种微生物的样本的等分试样添加至所述第一水溶胀性胶凝剂或所述第二水溶胀性胶凝剂上以形成经接种的装置；
将所述第一层层合回所述第二层；以及
温育所述经接种的装置。
15.根据权利要求14所述的方法，其中在将所述第一层层合回所述第二层之前，在添加所述等分试样后所述第一胶凝剂不混合。
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谢岩黎主编: "《现代食品工程技术》", 31 December 2011 *

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