CN108410691A

CN108410691A - 静电纺丝纤维膜的应用及含有该纤维膜的微生物测试片

Info

Publication number: CN108410691A
Application number: CN201810049527.1A
Authority: CN
Inventors: 胡梦欣; 李想
Original assignee: Zhejiang Gongshang University
Current assignee: Zhejiang Gongshang University
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2018-08-17

Abstract

静电纺丝纤维膜的应用及含有该纤维膜的微生物测试片，属于微生物检测技术领域。一方面，本发明提供了静电纺丝纤维膜在检测微生物中的新用途，另一方面，本发明制得了一种含有静电纺丝纤维膜的快速检测微生物的测试片，基于静电纺丝纤维膜对微生物生长的促进作用，可大幅缩短微生物检测时间，有效提高微生物检测效率，可广泛用于食品、医药、环境、科研等领域中微生物的检测。

Description

静电纺丝纤维膜的应用及含有该纤维膜的微生物测试片

技术领域

本发明属于微生物检测技术领域，具体涉及静电纺丝纤维膜的应用及含有该纤维膜的微生物测试片。

背景技术

微生物快速检测是微生物学中的一个重要发展方向。传统微生物检测微生物的方法通常具有较高的准确性，但对操作环境、操作人员和设备要求较高，耗时较长，难以满足微生物检测的需求。目前，我国微生物检测主要采用国际法，沿用传统的检测技术，如平板计数法、MPN法及生化鉴定法。通常在培养基上培养的菌落大约需要2-9天时间，培养时间过长，操作步骤繁琐，结果不确定性较大。在当今日益加快的商业变革环境下，已经跟不上市场要求的速度，亟待更新微生物检测技术以适应相关行业和检测部门的需求。

随着生物技术的快速发展，测试片作为一种新型检测手段，可免除清洗器皿、配制培养基、处置废弃物等准备工作，具有方便快捷、操作简单、随用随取、成本低廉等优点，在食品、医学、农业、环境和科研等领域得到了广泛的应用。测试片主要分为大肠杆菌测试片、菌落总数测试片以及其他目标检测微生物测试片。目前，测试片生产商主要为美国的3M公司生产的3M PetrifilmTM冷水凝胶测试片；芬兰ORION DIAGNOSTIGA生产的TTC琼脂片；德国R-BIOPHARM公司的RIDA COUNT；日本CHISSO公司（JP 2001-275651，JP 2001-245693）的SANTfA-KUN微生物快速检测片，是以无纺布为载体的新型检测片，无纺布为尼龙熔喷无纺布（现有技术制备的这种无纺布纤维直径在2-5微米），透气性参数为70-240 L/m² s；国内广州天河绿洲生物化学研究中心(ZL 03226094.6)和卢新(ZL 032747152)等研制出了一次性快速检验产品，这些产品的生产过程和技术都还比较复杂,产品的稳定性和可靠性有待进一步优化。美国3M公司以冷水可溶凝胶为载体的PetrifilmTM测试片，则仍走在世界前列。3M PetrifilmTM冷水凝胶测试片检测微生物所需时间为1-2天，最快可为24h。冷水凝胶测试片存在加样后液体易扩散至培养基区外侧，使检测结果偏低等缺点。

从现有测试片检测微生物的效果来看，测试片快速检测微生物只是节省了清洗器皿、配制培养基、处置废弃物等环节的时间，并没有加快微生物生长繁殖的功效，因此，培养时间（即可以计数的时间）不能有效缩短。针对这一问题，测试片中添加了染色剂和显色剂，增强菌落的目视效果，缩短检测时间。与常规法相比，测试片检测微生物所需的时间显著少于常规法检测时间。细菌总数、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等的检测时间可缩短至17小时、24小时和41小时（世界最新医学信息文摘，2015,15，123-124）。但是，从微生物培养的角度来看，测试片上微生物的生长并没有被促进，如何缩短测试片的检测时间是目前测试片发展中的最大瓶颈。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种静电纺丝纤维膜的应用及含有该纤维膜的微生物测试片的技术方案，通过测试片中静电纺丝纤维膜促进微生物的生长繁殖，实现快速检测微生物的目的。

本发明采用的技术方案如下：

所述的静电纺丝纤维膜在检测微生物中的应用。

所述的应用，其特征在于所述的静电纺丝纤维膜为通过静电纺丝工艺制备得到的纤维直径为10纳米至2微米的静电纺丝纤维膜。

所述的应用，其特征在于所述的静电纺丝纤维膜为有机纤维膜、无机纤维膜或有机无机复合纤维膜。

所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于包括底膜、静电纺丝纤维膜和盖膜，所述的静电纺丝纤维膜通过高吸水凝胶固定在底膜表面，所述的盖膜能够覆盖住静电纺丝纤维膜。

所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于所述的静电纺丝纤维膜为通过静电纺丝工艺制备得到的纤维直径为10纳米至2微米的静电纺丝纤维膜。

所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于所述的静电纺丝纤维膜为有机纤维膜、无机纤维膜或有机无机复合纤维膜，有机组分包括天然或合成聚合物，如纤维素及其衍生物、甲壳素、壳聚糖、透明质酸、胶原蛋白、丝素蛋白、小麦蛋白、玉米蛋白、海藻酸钠、聚氨基酸、聚乳酸、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯、聚丙烯等，无机组分包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、碳纳米管、三氧化二铝、银、金、铜、石墨烯、氯化钠、氯化钙等。

所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于所述的底膜和盖膜为天然高分子薄膜或合成高分子薄膜，包括纤维素、壳聚糖、胶原蛋白、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等天然或合成高分子薄膜。

所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于所述的盖膜与静电纺丝纤维膜接触的一面涂覆设置培养基涂层。

所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于所述的高吸水凝胶包括天然或合成高分子凝胶，包括天然或合成高分子凝胶，包括天然多糖类、多肽类、蛋白质类、聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸类、聚甲基丙烯酸类等。

所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于将待检测液体加在静电纺丝纤维膜上，覆盖上盖膜，置于培养箱中培养，并对培养的微生物进行计数，该快速检测微生物测试片的检测时间在3-36 h。

本发明的微生物测试片的可检测微生物为大肠杆菌、大肠菌群、金黄色葡萄球菌、李斯特菌、沙门氏菌、变形杆菌、副溶血性弧菌、芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、酵母菌、霉菌、乳酸菌、双歧杆菌等致病微生物和有益微生物。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：一方面，本发明提供了静电纺丝纤维膜在检测微生物中的新用途，另一方面，本发明制得了一种含有静电纺丝纤维膜的快速检测微生物的测试片，基于静电纺丝纤维膜对微生物生长的促进作用，可大幅缩短微生物检测时间，有效提高微生物检测效率，可广泛用于食品、医药、环境、科研等领域中微生物的检测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-底膜、2-静电纺丝纤维膜；3-盖膜。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本说明作进一步详细说明。

下面通过实施例，对本发明专利进一步的描述，但本发明并不限于这些。

本发明的实施例如下：

实施例1：

如图1所示，一种快速检测微生物的测试片包括底膜1、静电纺丝纤维膜2和盖膜3，其中静电纺丝纤维膜2通过高吸水凝胶固定在底膜1表面，高吸水凝胶包括天然或合成高分子凝胶，盖膜3能够覆盖住静电纺丝纤维膜2。静电纺丝纤维膜为通过静电纺丝工艺制备得到的纤维直径为10纳米至2微米的静电纺丝纤维膜，其可以为有机纤维膜、无机纤维膜或有机无机复合纤维膜。底膜1和盖膜3为天然高分子薄膜或合成高分子薄膜。为了便于培养，盖膜3与静电纺丝纤维膜2接触的一面涂覆设置培养基涂层。

实施例2：

将聚丙烯腈加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至完全溶解，静置脱泡，得到5wt%的静电纺丝液。通过静电纺丝设备，在纺丝电压15kV、接收距离15cm、纺丝液流速1.0mL/h、环境温度为20-30°C、相对湿度35-45%的纺丝条件下纺丝1h，得到聚丙烯腈静电纺丝纤维膜，纤维膜的纤维尺寸为200nm左右。纤维膜在80°C下真空干燥24h，除去残余溶剂。将直径为5cm的静电纺丝聚丙烯腈纤维膜通过玉米蛋白凝胶粘结在聚丙烯底膜上，与聚乙烯盖膜组合，制备得到快速检测微生物的测试片。聚乙烯盖膜上设置琼脂培养基。快速检测微生物的测试片经紫外辐照灭菌，加入1mL饮料样品，盖上盖膜，放入培养箱中培养。培养16-24小时后，进行菌落总数计数。相同条件下，传统平板2-3天后进行菌落总数计数，3M冷水凝胶测试片和日本Chisso公司测试片24-48小时后进行菌落总数计数。

实施例3：

将醋酸纤维素和聚醋酸乙烯酯加入丙酮中，搅拌至完全溶解，静置脱泡，得到6wt%的静电纺丝液。通过静电纺丝设备，在纺丝电压30kV、接收距离10cm、纺丝液流速2.0mL/h、环境温度为20-30°C、相对湿度35-45%的纺丝条件下纺丝1h，得到醋酸纤维素静电纺丝纤维膜，纤维膜的纤维尺寸为100nm左右。纤维膜在80°C下真空干燥24h，除去残余溶剂。将直径为5cm的静电纺丝醋酸纤维素纤维膜通过淀粉凝胶粘结在聚丙烯底膜上，与聚氯乙烯盖膜组合，制备得到快速检测微生物的测试片。聚氯乙烯盖膜上设置结晶紫中性红胆盐琼脂培养基。快速检测微生物的测试片经紫外辐照灭菌，加入1mL冷鲜肉均质液样品，盖上盖膜，放入培养箱中培养。培养12-16小时后，可进行大肠菌群计数。相同条件下，传统平板79±9小时后进行菌落总数计数，3M冷水凝胶测试片24±6小时后计数，日本Chisso公司测试片24-48小时后进行菌落总数计数。

实施例4：

将聚乳酸、玉米醇溶蛋白和纳米羟基磷灰石加入六氟异丙醇，搅拌至完全溶解，静置脱泡，得到8wt%的静电纺丝液。通过静电纺丝设备，在纺丝电压25kV、接收距离18cm、纺丝液流速1.5mL/h、环境温度为20-30°C、相对湿度35-45%的纺丝条件下纺丝1h，得到聚乳酸复合静电纺丝纤维膜，纤维膜的纤维尺寸为1微米左右。纤维膜在80°C下真空干燥24h，除去残余溶剂。将直径为5cm的静电纺丝聚乳酸复合纤维膜通过聚丙烯酰胺凝胶粘结在聚丙烯底膜上，与聚氯乙烯盖膜组合，制备得到快速检测微生物的测试片。聚氯乙烯盖膜上设置结晶紫中性红胆盐琼脂培养基。快速检测微生物的测试片经紫外辐照灭菌，加入1mL蔬菜均质液样品，盖上盖膜，放入培养箱中培养。培养4-12小时后，进行大肠杆菌计数。相同条件下，传统平板180±28小时后进行大肠杆菌计数，3M冷水凝胶测试片41±12小时后计数，日本Chisso公司测试片24-48小时后进行计数。

实施例5：

将聚丙烯加热熔融，混入碳纳米管，得到8wt%的静电纺丝液。通过静电纺丝设备，在纺丝电压15kV、接收距离10cm、纺丝液流速1.5mL/h、环境温度为20-30°C、相对湿度35-45%的纺丝条件下纺丝1h，得到聚丙烯静电纺丝纤维膜，纤维膜的纤维尺寸为2微米左右。将直径为5cm的静电纺丝聚丙烯纤维膜通过聚丙烯酸凝胶粘结在聚丙烯底膜上，与聚乙烯盖膜组合，制备得到快速检测微生物的测试片。聚乙烯盖膜上设置马铃薯葡萄糖琼脂培养基。快速检测微生物的测试片经紫外辐照灭菌，加入1mL豆腐均质液样品，盖上盖膜，放入培养箱中培养。培养24-36小时后，进行霉菌计数。相同条件下，传统平板5-7天后进行菌落总数计数，3M冷水凝胶测试片3-5天后计数，日本Chisso公司测试片3-5天后进行计数。

实施例6：

将玉米醇溶蛋白、聚醋酸乙烯酯和菊粉加入80%乙醇溶液中中，搅拌至完全溶解，静置脱泡，得到12wt%的静电纺丝液。通过静电纺丝设备，在纺丝电压30kV、接收距离15cm、纺丝液流速1.5mL/h、环境温度为20-30°C、相对湿度35-45%的纺丝条件下纺丝1h，得到醋酸纤维素静电纺丝纤维膜，纤维膜的纤维尺寸为400nm左右。纤维膜在50°C下真空干燥24h，除去残余溶剂。将直径为5cm的静电纺丝玉米醇溶蛋白/聚醋酸乙烯酯/菊粉纤维膜通过胶原蛋白凝胶粘结在聚丙烯底膜上，与聚氯乙烯盖膜组合，制备得到快速检测微生物的测试片。聚氯乙烯盖膜上设置MRS培养基。快速检测微生物的测试片经紫外辐照灭菌，加入1mL酸奶均质液，盖上盖膜，放入培养箱中培养。培养8-16小时后，可进行乳酸菌计数。相同条件下，传统平板72小时后进行乳酸菌计数，3M冷水凝胶测试片48小时后计数。

实施例7：

将聚氨酯加热熔融，得到9wt%的静电纺丝液。通过静电纺丝设备，在纺丝电压30kV、接收距离10cm、纺丝液流速2.0mL/h、环境温度为20-30°C、相对湿度35-45%的纺丝条件下纺丝1h，得到聚氨酯静电纺丝纤维膜，纤维膜的纤维尺寸为400nm左右。将直径为5cm的静电纺丝聚氨酯纤维膜通过琼脂凝胶粘结在聚丙烯底膜上，与聚氯乙烯盖膜组合，制备得到快速检测微生物的测试片。聚氯乙烯盖膜上设置马铃薯葡萄糖琼脂培养基。快速检测微生物的测试片经紫外辐照灭菌，加入1mL葡萄酒，盖上盖膜，放入培养箱中培养。培养6-16小时后，可进行酵母菌计数。相同条件下，传统平板5-7天后进行酵母菌计数，3M冷水凝胶测试片3-5天后计数，日本Chisso公司测试片3-5天后进行计数。

实施例8：

将醋酸纤维素和聚醋酸乙烯酯加入丙酮中，搅拌至完全溶解，静置脱泡，得到6wt%的静电纺丝液。通过静电纺丝设备，在纺丝电压30kV、接收距离10cm、纺丝液流速2.0mL/h、环境温度为20-30°C、相对湿度35-45%的纺丝条件下纺丝1h，得到醋酸纤维素静电纺丝纤维膜，纤维膜的纤维尺寸为100nm左右。纤维膜在80°C下真空干燥24h，除去残余溶剂。将直径为5cm的静电纺丝醋酸纤维素纤维膜通过淀粉凝胶粘结在聚丙烯底膜上，与聚氯乙烯盖膜组合，制备得到快速检测微生物的测试片。聚氯乙烯盖膜上设置营养琼脂培养基。快速检测微生物的测试片经紫外辐照灭菌，加入1Ml真空保证肉制品的均质液体样品，盖上盖膜，放入培养箱中培养。培养3-8小时后，可进行金黄色葡萄球菌计数。相同条件下，传统平板90±12小时后进行金黄色葡萄球菌计数，3M冷水凝胶测试片33±5小时后计数，日本Chisso公司测试片24-48小时后进行计数。

实施例9：

将聚丙烯加热熔融，混入碳纳米管，得到6wt%的静电纺丝液。通过静电纺丝设备，在纺丝电压30kV、接收距离20cm、纺丝液流速1.0mL/h、环境温度为20-30°C、相对湿度35-45%的纺丝条件下纺丝1h，得到聚丙烯静电纺丝纤维膜，纤维膜的纤维尺寸为800nm左右。将直径为5cm的静电纺丝聚丙烯纤维膜通过聚丙烯酸凝胶粘结在聚丙烯底膜上，与聚乙烯盖膜组合，制备得到快速检测微生物的测试片。聚乙烯盖膜上设置木糖赖氨酸脱氧胆盐琼脂培养基。快速检测微生物的测试片经紫外辐照灭菌，加入1Ml鸡蛋均质液样品，盖上盖膜，放入培养箱中培养。培养4-10小时后，进行沙门氏菌计数。相同条件下，传统平板24-48小时后进行沙门氏菌计数，3M冷水凝胶测试片24小时后计数，日本Chisso公司测试片24-48小时后进行计数。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明专利的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明专利进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明专利各实施例技术方案的范围。

Claims

1.静电纺丝纤维膜在检测微生物中的应用。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述的静电纺丝纤维膜为通过静电纺丝工艺制备得到的纤维直径为10纳米至2微米的静电纺丝纤维膜。

3.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述的静电纺丝纤维膜为有机纤维膜、无机纤维膜或有机无机复合纤维膜。

4.一种快速检测微生物的测试片，其特征在于包括底膜（1）、静电纺丝纤维膜（2）和盖膜（3），所述的静电纺丝纤维膜（2）通过高吸水凝胶固定在底膜（1）表面，所述的盖膜（3）能够覆盖住静电纺丝纤维膜（2）。

5.如权利要求4所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于所述的静电纺丝纤维膜为通过静电纺丝工艺制备得到的纤维直径为10纳米至2微米的静电纺丝纤维膜。

6.如权利要求4所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于所述的静电纺丝纤维膜为有机纤维膜、无机纤维膜或有机无机复合纤维膜。

7.如权利要求4所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于所述的底膜（1）和盖膜（3）为天然高分子薄膜或合成高分子薄膜。

8.如权利要求4所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于所述的盖膜（3）与静电纺丝纤维膜（2）接触的一面涂覆设置培养基涂层。

9.如权利要求4所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于所述的高吸水凝胶包括天然或合成高分子凝胶。

10.如权利要求4-9任一所述的一种快速检测微生物的测试片，其特征在于将待检测液体加在静电纺丝纤维膜（2）上，覆盖上盖膜（3），置于培养箱中培养，并对培养的微生物进行计数。