CN110651032A - 包含脱水的多糖水凝胶片层的微生物培养装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于微生物学和微生物培养领域。它更具体地涉及对于传统的基于琼脂的培养基提出的替代解决方案。在这个上下文中，它提出了微生物培养装置，其包括：‑由吸收性材料制成的零件，其具有至少基本上平坦的上表面，并且在其厚度内掺入脱水的培养基组合物，‑在所述由吸收性材料制成的零件上放置脱水的多糖水凝胶片层，其可以在5℃至40℃之间的温度下再水合；所述脱水的水凝胶片层直接固定在所述由吸收性材料制成的零件的上表面上，或通过可渗透的膜插入物间接固定。

Description

包含脱水的多糖水凝胶片层的微生物培养装置
技术领域
本发明属于微生物学领域以及在固体和半固体培养基上的微生物培养领域。它更具体地涉及对于传统的基于琼脂的培养基提出的替代解决方案，其尤其预期用于培养、检测和/或鉴定待分析样品中存在的微生物。
背景技术
在临床或兽医学诊断领域，以及工业微生物检测领域(特别是在食品加工、制药和化妆品工业中)，固体和半固体培养支持物–更通常称为基于琼脂的(培养)培养基或营养琼脂–构成用于检测和研究潜在致病性和/或传染性微生物必不可少的工具。
固化培养基于19世纪末出现，其使用琼脂作为胶凝剂，并且它们快速且深刻地改革了微生物学实践。自那以后，待检测、鉴定和/或研究的微生物已以集落的形式在宏观水平上发现、观察且处理，即，在这些固体培养基的表面上肉眼可见并生长的细胞簇。这样一来，已发现了新的分析和实验观点，并且使现有技术的改善和简化已变得可能。
在这方面，将最特别地提及用于在基于琼脂的培养基上分离微生物的技术，鉴于其非常简单的实施，该技术至今仍然广泛用于众多微生物分析方法中。这些本质上是通过穷举或象限技术用于分离的技术。
用于在基于琼脂的培养基上分离的这些技术由在固体培养基的表面上铺展来自待分析的生物样品沉积物的细胞组成。这种铺展例如使用机械工具/手段进行，所述机械工具/手段遵循特定的图案在培养基的表面上滑动。在该铺展过程结束时，已达到条纹图案结束的细胞将个别地彼此分开。然后，这些个体化细胞各自生长以最终形成纯培养物集落，即，含有所有遗传上相同的微生物的细胞簇。然后，每个集落可以直接在这种相同培养基或其它培养基上经受形态分析(检查集落的形状、其高度、边缘的规则性等)。然后可以收集这些细胞用于保存和/或补充性后续分析的目的。
除了为微生物的生长和发育提供合适的支持物外，照常规基于琼脂的胶凝/固体培养基还具有能够具有硬度水平和表面状态的优点，使得其非常适合于细胞的分离和划线操作，且特别是通过为此目的而开发的工具和仪器所施加的压力和摩擦力(参照例如EP 0242 114、WO 2005/071055)。
然而，基于琼脂的培养基具有一些主要缺点。为此，将提及制剂，当该制剂是手工制造的时，需要时间(至少一小时)和众多操作(称量成分、溶解、高压灭菌、倾倒、在培养皿中铺展开)。另外，如对于液体培养基的情况一样，这些固体或半固体培养基对任何形式的生物污染都极为敏感。最后，由于确保其无菌性的极大困难，因此必须临时或实际上临时制备“手工制造的”基于琼脂的培养基。
也存在工业生产的基于琼脂的培养基。这些即用型基于琼脂的培养基具有几乎不超过几个月的短有效期。该有限的有效期可以尤其部分地通过培养基中水的存在来解释。此外，为了保证其最佳无菌性和可接受的性能水平，它们经受在包装(UV灭菌处理、双层包装等)、运输和保存(在2℃至8℃之间贮存，避光)方面的过度措施。这些众多的限制因素具有对基于工业琼脂的培养基的销售和使用成本的影响。
为了克服上述缺点，已提出了基于琼脂的培养基的替代方案。这些特别是工业生产的、即用型微生物培养装置，其具有整合营养组合物的特定特点，所述营养组合物任选地是选择性的和/或差异的，并且是脱水的且可以简单地通过(再)水合活化。结果，除了相对非限制性的保存/贮存要求(远离湿气和高温)之外，其有效期可能达到数年。
在这方面，3M(美国)提出了一系列命名为PetrifilmTM的工业微生物培养装置。尤其是在EP 0 070 310、EP 0 620 844或EP 0 832 180中描述的这些装置由彼此固定的两个防水薄膜形成。在界面处，两个薄膜各自的内表面都覆盖有粘合剂组合物，使得能够在寒冷条件下将其附着至水溶性粉末的薄层。
对于某些PetrifilmTM装置，薄膜的内表面之一覆盖有第一粉末，所述第一粉末对应于脱水且微粉化的培养基组合物。另一内表面覆盖有第二粉末，所述第二粉末对应于微粉化胶凝剂(例如瓜尔胶和/或黄原胶)。
对于其它PetrifilmTM装置，两个内表面覆盖有相同的粉末，由脱水且微粉化的培养基组合物以及微粉化胶凝剂的混合物形成。
这些PetrifilmTM装置预期用于检测和/或计数待分析的样品中存在的微生物。为此目的，通过升高上部透明膜来打开培养装置。将任选预先稀释并流化的、一定体积的具有高度流动性的待分析(液体或预先液化的)样品沉积在下部薄膜的中央。将上部薄膜重新放置在下部薄膜上。与待分析样品中存在的水接触时，胶凝剂形成高水含量、具有凝胶状和粘稠外观的水凝胶，其粘附到待分析的样品中存在的细胞。存在于待分析的样品中的这种相同水也使得能够溶解且活化培养基。通过轻轻压紧在两个薄膜之间的样品，样品在更大的培养表面积上铺展。在读取结果之前，微生物培养装置最后在规定的温度和规定的持续时间下进行温育。
由于其设计，尽管PetrifilmTM装置的确使细胞的良好固定成为可能，但形成的水凝胶产生高度凝胶状和粘稠的表面，其本身不适用于细胞的分离和/或划线操作，例如可以在基于琼脂的培养基上进行，并且此外，与为此目的而开发的工具和仪器不相容(参照例如EP 0 242 114、WO 2005/071055)。
还已知由NISSUI PHARMACEUTICAL(日本)开发的培养装置Compact DryTM，其微生物培养支持物由吸收性纤维材料片层形成，在其物质内掺入脱水的营养培养基，所述营养培养基任选地也是选择性的和/或差异的(参照例如EP 1 179 586)。
为此，通过在乙醇中混合培养基组合物、在水和乙醇两者中可溶的粘合剂(例如聚(环氧乙烷)和羟丙基纤维素)、以及在水中可溶但在乙醇中不可溶的胶凝剂(例如刺槐豆胶、瓜尔胶、角叉菜胶、羟乙基纤维素)，来制备基于醇的悬浮液。该基于醇的悬浮液用于浸渍吸收性纤维材料片层。在干燥后，所述片层形成具有长贮存期限的即用型脱水培养支持物，其可以简单地通过再水合活化。
这些Compact DryTM装置预期用于检测和/或计数待分析的样品中存在的微生物。为此，使用移液器，将任选预先稀释的、一定体积的具有高度流动性的待分析(液体或预先液化的)样品接种到培养支持物上，覆盖尽可能多的表面积。在读取结果之前，培养装置然后在规定的温度和规定的持续时间下进行温育。
这种类型的培养支持物本身不适用于通过划线待分析的样品而进行的分离技术。这是因为，由于其纤维性质，这些培养支持物具有含有众多粗糙区域的不规则表面，其阻碍了照常规用于将细胞在常规基于琼脂的培养基的表面上划线且铺展的工具和仪器的连续和规则滑动。另外，细胞趋于在多孔支持物的厚度内深处生长，其可能使得难以显现/鉴定所形成的集落。
在WO 2015/104501中，申请人还提出了预期用于检测、鉴定和/或计数微生物的即用型微生物培养装置。这些装置还基于在其厚度内掺入培养基组合物、由纤维吸收性材料制成的培养支持物。通过干法浸渍技术，将脱水的培养基组合物掺入培养支持物的厚度内。至于Compact DryTM装置，由于其纤维性质，这些培养支持物具有含有众多粗糙区域的不规则表面；这些装置因此与迄今为止为了细胞在常规基于琼脂的培养基表面上的分离和划线而开发的技术和工具不相容。
另外，对于Compact DryTM装置，细胞在多孔支持物的厚度内深处生长。
为了克服这些缺点，申请人在WO 2014/013089和WO 2015/107228中提出用能够完善表面状态的表面层覆盖该纤维表面。
WO 2014/013089因此提出了使用具有足够狭窄的孔的(微)过滤膜，以预防细胞朝向下面的层的扩散，并且在该过程中形成相对光滑的加工表面。所述(微)过滤膜可以基于选自以下的一种或多种材料来生产：乳胶、聚四氟乙烯、聚(偏氟乙烯)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚砜、聚醚砜、纤维素和硝化纤维素。
作为替代方案，WO 2015/107228提出了用多孔的组合物层覆盖，所述组合物包含高岭土、滑石、二氧化钛和/或碳酸钙的色素与苯乙烯-丁二烯胶乳型、苯乙烯丙烯酸胶乳型或羧甲基纤维素型的粘合剂的混合物。
尽管令人信服的生物学结果，但此类培养支持物目前被认为在商业上不是特别可行的，尤其是因为制造成本仍很高。
发明内容
本发明的目的因此是提出微生物培养装置，其在提供长有效期的同时，即使在室温下，也在繁殖力以及与用于划线且铺展细胞的机械操作的相容性两个方面提供了常规基于琼脂的培养基的真正替代方案。
本发明的另一个目的是能够提出微生物培养装置，其与尤其是在生产成本和收益方面的工业和商业利用的约束相容。特别地，本发明旨在提出微生物培养装置，其设计和制造适于当前在微生物培养装置和培养基工业中使用的生产设施和手段。
本发明因此提出了微生物培养装置，其包括：
-由吸收性材料制成的零件，其具有至少基本上平坦的上表面，并且在其厚度内掺入脱水的(干或干燥的)培养基组合物，
-在所述由吸收性材料制成的零件上放置脱水的多糖水凝胶片层，其可以在室温下，特别是在5℃至40℃之间的温度下再水合；所述脱水的水凝胶片层直接固定在所述由吸收性材料制成的零件的上表面上，或通过可渗透的膜插入物间接固定。
具体实施方式
根据本发明，已通过用基于水和至少一种多糖胶凝剂的组合物使水凝胶层脱水，来预先制备所述脱水的多糖水凝胶片层。这种脱水的水凝胶片层具有在室温下可再水合的特殊特点。通过简单地吸收水性组合物，无需任何另外的热处理，它恢复水凝胶特性，同时保持的形状、质地、硬度/刚度和表面状态的特征，非常接近于如果构成根据本发明的微生物培养装置的多糖水凝胶片层在浇铸后(或铺展/涂布后)没有脱水而是简单地硬化，则将具有的那些特征。
在再水合后，脱水的多糖水凝胶片层再一次给出一体式水凝胶层，其具有的稠度和硬度/刚度与常规的即用型基于琼脂的培养基高度可比较。特别地，所述一体式水凝胶层具有的硬度在500至2000g.cm-2之间，优选地在700至1400g.cm-2之间。所述水凝胶层的硬度可以使用质地分析仪，例如来自STABLE MICRO SYSTEMS LTD(英国)的TA.XTplus型来测量。
在其使用期间，根据本发明的微生物培养装置必须被水合以被活化。为此目的，用一定量的水或水性组合物浸泡由吸收性材料制成的零件。最初以干燥状态存在的培养基组合物因此被溶解且活化。与由吸收性材料制成的零件直接接触，或通过可渗透的膜插入物接触，脱水的多糖水凝胶片层依次又几乎立即地且在室温下变得再水合。通过用源于由吸收性材料制成的零件的液体变得再水合，水凝胶片层恢复柔性，并且给出用溶解且活化的培养基组合物浸泡的一体式水凝胶(或水凝胶薄膜)薄层。待在多糖水凝胶片层上分析的样品的接种可以在其再水合之前和之后同样良好地进行。在再水合之前或之后，多糖水凝胶片层的表面足够光滑且坚硬/硬，以适合于细胞的分离和划线操作，且特别是足以承受由为此目的而开发的工具和仪器施加的压力和摩擦力。
在再水合系统中，多糖水凝胶层给予微生物培养装置的表面润滑效应，其促进细胞划线和铺展的机械操作。另外，通过其琼脂样的稠度，它尽可能接近于培养基的营养成分和活性剂而促进微生物的植入。关于由吸收性材料制成的零件，除其在保存和分配培养基组合物方面的作用外，其结构还促成微生物培养装置的表面的总体刚度和坚固性，确保其在由用于划线且铺展细胞的工具和仪器所施加的压力和摩擦力方面的相容性。
在继续本发明的描述之前，给出以下定义以便促进本发明的公开内容的理解。
表达“培养基”指允许细胞，更特别是细菌、霉菌和/或酵母的生长和发育的营养组合物。这些培养基使得能够满足待培养的微生物的营养需求。总的来说，下述在其组成中发现：
-无菌水(一般为蒸馏水或去离子水)，
-至少一种碳水合合物，作为碳和能量的来源，
-以及以化学复合物组合物的形式提供的其它营养元素(特别是氨基酸、生长因子、维生素、矿物质、微量元素、铁盐、柠檬酸钠、氯化钠等)，例如(乳、肉和/或马铃薯淀粉、玉米等的)蛋白胨的混合物、酵母提取物、血清和/或动物或植物起源的组织提取物等，
-以及各种盐，使得能够在培养基中建立合适的渗透压，并且缓冲pH。
在本发明的意义上的培养基可以任选地显示出在靶微生物方面的一定选择性，即，它促进这些靶微生物的生长而不是另外菌群的生长，和/或它抑制和/或减慢另外菌群的生长。该选择性效应尤其可以通过使用对另外的菌群具有抑制作用的试剂，或对靶微生物具有活化作用的试剂来获得。另外，在本发明的意义上的培养基可以任选地显示出分化能力，使得能够在视觉上区别或区分在这种相同培养基上生长的微生物的不同类别。为此，培养基有利地掺入生色和/或发荧光组分，允许根据它们表达的特定代谢活性来目视观察微生物。
众多培养基的组成和制剂特别在HANDBOOK OF MICROBIOLOGICAL MEDIA(2010年，第4版)中描述。
术语“样品”指出于分析目的而获取的样品或者所获取样品的一小部分或少量。本发明更具体地靶向含有或怀疑含有待检测和/或待分析的微生物的生物样品。这些生物样品可以具有人、动物、植物或环境起源。它们也可以具有工业起源，并且源于从制造产品、或制造过程中的产品、或者工业环境中遇到的仪器或设施中获取的样品。此处靶向的工业部门更特别是食品加工、制药、化妆品和兽医学工业、医疗装置、微生物学和环境测试(水、空气、表面)。
术语“微生物”和“细胞”在本文中以等价方式使用，并且指细菌、酵母、霉菌和/或变形虫。
“用于分离/划线的手段/工具”预期意指能够用于进行分离技术(例如，耗尽技术、划线技术或象限技术)，细胞包被或铺展技术(例如，为了细胞计数或进行抗生素敏感性测试)，例如常规基于琼脂的培养基中常用的那些。手动或以自动方式使用的这些机械仪器使得能够在培养基的表面上产生微生物的一个或多个点状沉积物，并且通过在该表面上滑动，它们可以将其细胞铺展开。作为非穷举性实例，可以提及环、铂环、接地棒、珠、散布器、通条或耙子。
根据本发明，所提出的微生物培养装置基本上由在由吸收性材料制成的零件和多糖水凝胶片层之间的组合形成，所述由吸收性材料制成的零件在其厚度中掺入脱水的培养基组合物，所述多糖水凝胶片层也是脱水的，具有在室温下再水合的能力。就其尺寸而言，脱水的多糖水凝胶片层覆盖由吸收性材料制成的零件的上表面的全部或部分。
关于由吸收性材料制成的零件，其组成根据本发明的微生物培养装置的内层/深层，并且充当关于脱水培养基组合物的贮库，其结构、设计和尺寸由EP 1 179 586、WO2015/104501、WO 2014/013089、WO 2015/107228广泛地描述或提出。
众多亲水性和非水溶性吸收性材料可以用于生产根据本发明的微生物培养装置的由吸收性材料制成的零件。选择这些材料主要是因为其吸收力、其保留水性液体的能力、以及其允许水性液体通过其的能力。
有利地并且根据本发明，所述由吸收性材料制成的零件由短非织造纤维的基材产生，构成具有结构完整性和机械内聚力的组件。特别合适的基材由以下制成：天然纤维素纤维(例如棉花)或合成纤维素纤维(例如人造丝)、改性纤维素纤维(例如羧甲基纤维素、硝化纤维素)、吸收性化学聚合物纤维(例如聚丙烯酸酯盐、丙烯酸酯/丙烯酰胺共聚物)。根据一个优选实施方案，所述由吸收性材料制成的零件由非织造织物制成，所述非织造织物由纤维素纤维，尤其是棉花产生。
可以以各种方式将培养基组合物掺入由纤维材料制成的零件的主体内。
这可以通过“液相浸渍”技术(参照例如CN 102337324或WO 2005/061013)来实现。这些技术由用培养基组合物浸泡吸收性材料组成，所述培养基组合物在挥发性溶剂(例如水或醇)中的溶液中配制。一旦它已充分浸泡，吸收性材料就通过溶剂蒸发进行干燥。
它也可以通过“干法浸渍”技术来进行。这些技术旨在将粉状组合物转移到由吸收性材料制成的零件的厚度内，在这种情况下，所述粉状组合物指以粉末或一组粉末的形式制备的培养基。为此，将所述粉状组合物的颗粒撒在由吸收性材料制成的零件的表面上，然后在超声波的作用下(参照例如FR 2 866 578)或者在交变电场的作用下(参照例如WO2015/044605、WO 2010/001043或WO 99/22920)振动。这些颗粒渗透且然后逐渐下沉到多孔主体的空腔内。
对于根据本发明的微生物培养装置的生产，采用交变电场的干法浸渍技术已证明特别适于允许脱水培养基组合物掺入吸收性材料的厚度中。因此，由WO 2015/044605、WO2010/001043和WO 99/22920提供的技术教导构成了本说明书的整体部分。
根据本发明，活化的(水合的)培养基的溶液量及其组成成分的浓度，一方面决定了由吸收性材料制成的零件的材料的选择(尤其是就其保水能力而言)、以及这种由吸收性材料制成的零件的尺寸，并且另一方面，决定了待掺入其中的培养基粉末的量，且反之亦然。
有利地，在任选的压延之前，对于有利地也在0.5mm至10mm之间，且更优选地在1mm至4mm之间的厚度，所述由吸收性材料制成的零件具有在50g.m-2至150g.m-2之间，并且优选地在90g.m-2至110g.m-2之间的表面密度。
根据一个优选实施方案，一旦已掺入了脱水的培养基组合物，则由吸收性材料制成的零件有利地经受压延操作。通过所生成的压力和加热温度的压延，改善了脱水的培养基组合物在由吸收性材料制成的零件的厚度中的保留，并且还改善了其在一段时间内的稳定性。压延还具有改善由吸收性材料制成的零件的表面的平坦度、以及增加其毛细作用力的优点。
压延有利地在30℃至60℃的推荐温度下进行。低于60℃的温度使得无法使不耐热化合物变性。
在本说明书中上文提及的EP 1 179 586、WO 2015/104501、WO 2014/013089和WO2015/107228描述了微生物培养支持物，其也在其结构中掺入由多孔材料制成的层，所述多孔材料掺入脱水的培养基组合物。因此，可以将因此描述的这些层视为将它们待用于根据本发明的微生物培养装置的设计中。
根据本发明的一个特别优选的实施方案，由吸收性材料制成的零件在其厚度中掺入脱水的培养基组合物，有利地具有WO 2015/104501中所述的干浸渍多孔载体的所有技术特征。
有利地，配制为粉末并掺入由吸收性材料制成的零件的厚度中的培养基组合物的量在0.01g.cm-3至0.1g.cm-3之间，优选地在0.02g.cm-3至0.09g.cm-3之间，且更优选地仍在0.03g.cm-3至0.06g.cm-3之间。
关于构成根据本发明的微生物培养装置的脱水的多糖水凝胶片层，其组成及其厚度选择为产生具有固体表面、小厚度并且具有足够的机械强度和完整性的结构，以允许容易抓握和处理。此外且固有地，这种脱水的多糖水凝胶片层形成超吸收性材料，其在室温下，特别是在5℃至40℃之间的温度下可再水合，使得在与先前用水浸泡的由吸收性材料制成的零件接触时，它变得填充有液体培养基组合物，并且重新形成具有营养特性(任选地选择性和/或差异特性)的一体式水凝胶层(即，具有一定结构完整性和机械内聚力的组件)。因此，在该水凝胶层上，将接种的细胞尽可能接近于培养基组合物的组成成分沉积。
在划线操作经常使细胞受创的同时，由于尽管其粘附至培养支持物，它们仍一般被移位，对于根据本发明的微生物培养装置，由于水凝胶的良好表面质量(任选地触变特性)，细胞不从其支持物残酷地脱离，而是随着围绕其的水凝胶的微小部分一起运动。
根据本发明，脱水的多糖水凝胶片层有利地是结冷胶、黄原胶、半乳甘露聚糖或淀粉的脱水的水凝胶片层和/或这些水凝胶的混合物。通过用基于水和至少一种多糖胶凝剂的组合物使水凝胶层脱水，来获得所述脱水的水凝胶片层。所述多糖胶凝剂优选选自结冷胶、黄原胶、半乳甘露聚糖胶(例如刺槐豆胶或瓜尔胶)、淀粉及其混合物。
有利地并且根据本发明，通过多糖水凝胶层的脱水来获得所述脱水的多糖水凝胶片层，所述多糖水凝胶通过将0.1至30g的至少一种多糖胶凝剂混合到一升水内预先制备。
根据第一个优选实施方案，脱水的多糖水凝胶片层通过结冷胶水凝胶层的脱水来获得，所述结冷胶水凝胶通过将10至20g的结冷胶和优选地13至15g的结冷胶混合到一升水内来预先制备。
根据一个变体实施方案，脱水的多糖水凝胶片层通过黄原胶水凝胶层的脱水来获得，所述黄原胶水凝胶通过将0.2至10g的黄原胶，优选地约0.5g的黄原胶混合到一升水内来预先制备。
根据第二个变体实施方案，脱水的多糖水凝胶片层通过黄原胶和半乳甘露聚糖水凝胶层的脱水来获得，所述黄原胶和半乳甘露聚糖水凝胶由黄原胶和刺槐豆胶的混合物预先制备。[黄原胶]/[刺槐豆胶]的重量比有利地在1:2至2:1之间，优选为约1:1。
根据第三个变体实施方案，脱水的多糖水凝胶片层通过淀粉水凝胶，优选马铃薯淀粉层的脱水获得，所述淀粉水凝胶通过将0.5至15g的淀粉混合到一升水内来预先制备。
根据第四个变体实施方案，脱水的多糖水凝胶片层通过结冷胶和淀粉水凝胶，优选马铃薯淀粉层的脱水来获得，所述结冷胶和淀粉水凝胶由结冷胶和淀粉的混合物预先制备。[结冷糖胶]/[淀粉]的重量比有利地在40:1至2:3之间。
可以由多糖水凝胶组合物以多种方式制备脱水多糖片层。例如，可以将水凝胶倒入或以连续层铺展在非粘附表面上。该连续层也可以通过涂布法获得。随后使水凝胶层干燥/脱水，然后切成所需的形状和尺寸。
脱水的多糖水凝胶片层也可以通过模塑方法，随后为脱水步骤来制备。
根据本发明的一个优选实施方案，有利地借助于选自甘油、乙二醇和聚乙二醇的增强添加剂，脱水的多糖水凝胶片层在结构上进行化学增强。所述增强添加剂在多糖水凝胶组合物的制备过程中添加。有利地，这种添加在脱水步骤之前，在使胶凝剂与水混合的步骤中进行。
在该上下文中，根据本发明的脱水的多糖水凝胶片层进一步包含选自甘油、乙二醇和聚乙二醇的至少一种增强添加剂。
有利地并且根据本发明，所述增强添加剂是甘油。
根据本发明的一个特别优选的实施方案，所述脱水的多糖水凝胶片层是进一步包含甘油的脱水的结冷胶水凝胶片层。
此类脱水的多糖水凝胶片层由结冷胶和甘油制备。在该制剂中使用的[结冷胶]/甘油的重量比有利地在2:1至1:8之间，优选地在2:7至2:9之间，并且通常为约1:4。
根据本发明的有利实施方案，所述脱水的多糖水凝胶片层进一步包含选自二价阳离子盐的至少一种固化剂。优选地，固化剂选自氯化镁(MgCl2)、氯化钙(CaCl2)、硫酸镁(MgSO4)和氯化锰(MnCl2)。有利地并且根据本发明，固化剂是MgCl2。
有利地并且根据本发明，所述脱水的多糖水凝胶片层是脱水的结冷胶水凝胶片层，其进一步包含选自MgCl2、CaCl2、MgSO4和MnCl2的至少一种固化剂。固化剂有利地是MgCl2。结冷胶/MgCl2的重量比有利地在100:1至3:2之间，优选地在30:1至1:3之间，并且通常为约15:1。
根据一个特定实施方案，所述脱水的多糖水凝胶片层由结冷胶和MgCl2制备。在该制剂中使用的[结冷胶]/MgCl2的重量比有利地在100:1至3:2之间，优选地在30:1至1:3之间，并且通常为约15:1。
根据另一个特定实施方案，所述脱水的多糖水凝胶片层由结冷胶和MgSO4制备。在该制剂中使用的[结冷胶]/MgSO4的重量比有利地在100:1至3:2之间，优选地在30:1至1:3之间，并且通常为约15:1。
根据本发明的一个特定实施方案，所述脱水的多糖水凝胶片层是脱水结冷胶水凝胶片层，其进一步包含至少一种增塑剂，例如硅油。增塑剂的使用使得能够获得具有更大的柔软度和柔性的脱水的水凝胶。因此，优点是能够制备例如以长条的大表面积的脱水的水凝胶，其可以放置在辊上且保留，直到它们被切割成具有适合于根据本发明的微生物培养装置的尺寸的片层。
在多糖水凝胶组合物的制备过程中掺入增塑剂。有利地，在获得脱水多糖片层之前，这种掺入在混合胶凝剂和水的步骤中进行。
根据本发明的一个特定实施方案，该脱水的多糖水凝胶片层在其厚度中掺入生色和/或发荧光化合物，允许根据它们表达的特定代谢活性来目视观察微生物。这些化合物可以是例如使得能够证实限定的酶促活性的合成底物或有色的pH指示剂。
在多糖水凝胶组合物的制备过程中掺入生色和/或发荧光化合物。有利地，在获得脱水多糖片层之前，这种掺入在混合胶凝剂和水的步骤中进行。
有利地并且根据本发明，除了由吸收性材料制成的零件和脱水的多糖水凝胶片层之外，根据本发明的微生物培养装置还可以包括可渗透的膜插入物，其布置在所述由吸收性材料制成的零件和所述脱水的多糖水凝胶片层之间。
这样选择这种可渗透的膜插入物的组成、设计和厚度，使得后者尽可能少地障碍在由吸收性材料制成的零件与脱水的多糖水凝胶片层或再水合的多糖水凝胶层之间的液体转移。在这方面，它可以由基材产生，所述基材由以下制成：天然纤维素纤维(例如棉花)或合成纤维素纤维(例如人造丝)、改性纤维素纤维(例如羧甲基纤维素、硝化纤维素)、吸收性化学聚合物纤维(例如聚丙烯酸酯盐、丙烯酸酯/丙烯酰胺共聚物)、或稳定的蛋白质纤维(例如丝、羊毛)。
在本发明的上下文中，这种任选的可渗透的膜插入物可以用于高度多样的目的，例如：
-对整个系统或仅对脱水的多糖水凝胶片层和再水合的多糖水凝胶层提供另外的刚度和/或机械强度，
-改善由吸收性材料制成的零件与脱水的多糖水凝胶片层和/或再水合的多糖水凝胶层的接触，
-充当用于保留特定化合物的贮库层，所述特定化合物预期在输送到再水合的多糖水凝胶层之前，与源于由吸收性材料制成的零件的溶解的培养基组合物混合，
-改善在微生物培养装置的表面上生长的集落的对比度和观察。
根据一个特定实施方案，使用所述可渗透的膜插入物，以改善在微生物培养装置的表面上生长的集落的对比度和观察。为此，它选择为对光足够不透明，并且具有高水平的白度(例如，至少等于65的CIE白度)。
根据本发明的生物培养装置的设计及其使用模态，使得例如尤其是以下的主要组成成分元件：
-由吸收性材料制成的零件，
-脱水的多糖水凝胶片层，和
-任选的可渗透的膜插入物，
有利地能够分开地和完全独立地生产，包装且贮存。从商业和物流的两个角度来看，这代表了真正的工业优点。这也代表了对于用户的显著优点，所述用户具有根据需要组合根据本发明的微生物培养装置的不同组成成分元件，并且使微生物培养装置本身适合其中他们具有特别兴趣的微生物的可能性。
类似地，根据本发明的微生物培养装置可以各种形式包装且出售，尤其是：
-先前构建且组装的复合微生物培养装置，其中由吸收性材料制成的零件被脱水的多糖水凝胶片层覆盖，任选地具有可渗透的膜插入物；
-以用户自行组装的试剂盒形式的微生物培养装置；此类试剂盒包括至少一个由吸收性材料制成的零件，至少一个脱水的水凝胶片层，任选地至少一个可渗透的膜插入物。
根据本发明的微生物培养装置无论是预组装包装的还是能够由用户临时组装地包装的，为了促进其处理：
-由吸收性材料制成的零件，
-脱水的多糖水凝胶片层(或再水合的多糖水凝胶层)，和
-任选的可渗透的膜插入物，
可以有利地通过技术手段固定在一起，所述技术手段有利地围绕这些不同元素的周边应用，例如：
-订书钉或销针系统，
-线性或逐点施加的粘合剂组合物，
-布置在容器(例如培养皿的容器)内部的封闭系统，所述容器专门设计用于容纳所述微生物培养装置；在这种情况下，根据本发明的微生物培养装置的不同组成成分元件具有的形状和尺寸适合所述容器的那些，并且所述容器的边缘在其内表面上提供有从表面突出的、凸耳型机械保持构件。
本发明还涉及如先前所述，并且以待组装的试剂盒的形式呈现的微生物培养装置。在根据本发明的待组装的试剂盒中的微生物培养装置因此包括：
-至少一个由吸收性材料制成的零件，其具有至少基本上平坦的上表面，并且在其厚度内掺入脱水的培养基组合物，
-至少一个脱水的多糖水凝胶片层，其可以在室温下，特别是在5℃至40℃之间的温度下再水合，和
-任选地至少一个可渗透的膜插入物。
根据本发明的一个特定方面，所述发明还提出了脱水的多糖水凝胶片层，其可以在室温下，特别是在5℃至40℃之间的温度下再水合。可以在室温下再水合的所述脱水的多糖水凝胶片层预期用作微生物培养支持物。
有利地，可以根据本发明再水合的脱水的多糖水凝胶片层的特征在于下文列出的全部或一些技术特征：
-所述脱水的多糖水凝胶片层是结冷胶、黄原胶、半乳甘露聚糖或淀粉或其混合物的脱水的水凝胶片层，
-通过基于水的组合物以及选自结冷胶、黄原胶、淀粉及其混合物中的至少一种多糖胶凝剂的水凝胶层的脱水，来制备所述脱水的多糖水凝胶片层，
-所述脱水的多糖水凝胶片层通过多糖水凝胶层的脱水来获得，所述多糖水凝胶通过将0.1至30g的上述多糖胶凝剂中的至少一种混合到一升水内来制备，
-所述脱水的多糖水凝胶片层通过结冷胶水凝胶层的脱水来获得，所述结冷胶水凝胶通过将10至20g的结冷胶和优选地13至15g的结冷胶混合到一升水内来预先制备，
-所述脱水的多糖水凝胶片层通过黄原胶水凝胶层的脱水来获得，所述黄原胶水凝胶通过将0.2至10g的黄原胶混合到一升水内来预先制备，
-所述脱水的多糖水凝胶片层通过黄原胶和半乳甘露聚糖水凝胶层的脱水来获得，所述黄原胶和半乳甘露聚糖水凝胶由黄原胶和刺槐豆胶的混合物预先制备，
-所述脱水的多糖水凝胶片层通过淀粉水凝胶层的脱水来获得，所述淀粉水凝胶层通过将0.5至15g的淀粉混合到一升水内来预先制备，
-所述脱水的多糖水凝胶片层通过结冷胶和淀粉水凝胶层脱水获得，所述结冷胶和淀粉水凝胶由结冷胶和淀粉的混合物制备，其中[结冷胶]/[淀粉]重量比为40:1至2:3，
-借助于选自甘油、乙二醇和聚乙二醇的增强添加剂，所述脱水的多糖水凝胶片层在结构上进行化学增强，
-所述脱水的多糖水凝胶片层进一步包含选自二价阳离子盐–尤其是MgCl2、CaCl2、MgSO4和MnCl2–的至少一种固化剂，
-所述脱水的多糖水凝胶片层进一步包含至少一种增塑剂，例如硅油。
本发明的其它目的、特点和优点根据下述描述和下文开发的实施例而显现，所述实施例参考附图，其中：
-图1是根据本发明的微生物培养装置及其一般使用原理的示意性描绘；
-图2是显示在干燥/脱水过程结束时的脱水的多糖水凝胶片层的实例的照片；
-图3至13显示了在根据本发明的微生物培养装置上进行的培养和细菌菌株分离的照片。
这些实施例的目的是促进本发明、其实施和使用的理解。这些实施例通过解释的方式给出，并且不限制本发明的范围。
实施例
A/-根据本发明的微生物培养装置以及一般使用原理
如图1中所示，根据本发明的微生物培养装置首先由以下组成：或多或少厚的由吸收性材料制成的零件1，以及厚度较小的脱水的多糖水凝胶片层2。在所示的实例中，这两种元件1和2具有基本上正方形的形状。
由亲水性和非水溶性材料制备的、由吸收性材料制成的零件1在其厚度中掺入脱水的培养基组合物。脱水的多糖水凝胶片层2通过多糖水凝胶层的干燥/脱水而形成，并且其机械结构可以使用纤维增强物例如织物得到增强。
由吸收性材料制成的零件1和脱水的多糖水凝胶片层2可以已经预组装，固定在一起，或者以两个机械独立元件的形式提供。
在实施例的剩余部分中，将更详细地描述这种由吸收性材料制成的零件1和这种脱水的多糖水凝胶片层2的设计和制造。
作为次要特征，容器4与微生物培养装置相结合，以便促进其处理，尤其是用于该装置的再水合和活化步骤、以及任何移动(例如，从实验室工作台转移到培养箱)。
根据本发明的微生物培养装置的使用需要借助于由吸收性材料制成的零件1通过水4的水合的装置活化。
为此目的，将根据本发明的微生物培养装置放置在容器4内，其中脱水的多糖水凝胶片层2向上翻转。由于容器4具有的表面积大于培养装置的表面积，因此将水5倒入容器4内，小心不要将其直接倒在脱水的多糖水凝胶片层2上。或多或少地校准使用的水的体积，以便能够充分地润湿由吸收性材料制成的零件1，并且溶解其包含的培养基组合物。
另一种进行方式由以下组成：将合适体积的水倒入容器4的底部内，然后在其中沉积由脱水的多糖水凝胶片层2覆盖的由吸收性材料制成的零件1。小心不要将脱水的多糖水凝胶片层2置于与游离水直接接触，使得该装置实际上仅被由吸收性材料制成的零件1水合。
当根据本发明的微生物培养装置提供有以两个机械上独立的元件形式的、由吸收性材料制成的零件1和脱水的多糖水凝胶片层2时，水合步骤然后可以以第三种方式进行。然后将由吸收性材料制成的零件1放置在容器4内。在容器4中并且任选地直接在这种由吸收性材料制成的零件1上，倒入足够量的水5，以充分浸泡由吸收性材料制成的零件1。随后用脱水的多糖水凝胶片层2覆盖其表面。
在根据本发明的微生物培养装置的活化期间，通过由吸收性材料制成的零件1的水合使得能够首先溶解由吸收性材料制成的零件1的厚度中包含的培养基组合物。其次，通过施加到由吸收性材料制成的零件1的表面、脱水的多糖水凝胶片层2的水合继续这种活化。脱水的多糖水凝胶片层2的再水合促使再水合的多糖水凝胶层2’出现在由吸收性材料制成的零件1的表面处，所述由吸收性材料制成的零件1不仅是通过源于由吸收性材料制成的零件1的水而溶胀，而是通过源于由吸收性材料制成的零件1的培养基溶液而溶胀。
因此活化后，细胞培养装置准备接受待分析的样品。一旦样品已尤其是例如借助于环6，通过划线和铺展细胞的操作接种到装置上，就在读取结果之前，在确定的温度和确定的持续时间下温育组件。
由于其非常特别的稠度和质地，根据本发明的微生物培养装置的再水合的多糖水凝胶层/薄膜2’使得能够产生这样的培养表面，其既是润滑的又对于细胞是粘附性的，能够接受微生物，并且允许其通过照常规用于在常规基于琼脂的培养基的表面上划线细胞的机械手段和操作的分离。此外，由于其对气体交换的大量暴露和干燥现象以及由于其高吸收特性，这种多糖水凝胶层/薄膜2’能够在温育期自始至终用源于由吸收性材料制成的零件1的培养基溶液连续地自我再生。
同样如图1中所描述的，微生物培养装置还可以掺入可渗透的膜插入物3，其插入在由吸收性材料制成的零件1和脱水的多糖水凝胶片层2之间。在可渗透材料中生产，这种任选的可渗透的膜插入物3可以用于高度多样的目的，例如：
-对整个系统或仅对脱水的多糖水凝胶片层2和再水合的多糖水凝胶层2’提供另外的刚度和/或机械强度，
-改善由吸收性材料制成的零件1与脱水的多糖水凝胶片层2和/或再水合的多糖水凝胶层2’的接触，
-充当用于保留特定化合物的贮库层，所述特定化合物预期在到达再水合的多糖水凝胶层2’之前，与源于由吸收性材料制成的零件1的溶解的培养基组合物混合，
-改善在微生物培养装置的表面上生长的集落的对比度和观察。
B/-根据本发明的微生物培养装置的不同组成成分元件的制造
B1/-在其厚度内掺入脱水的培养基组合物的由吸收性材料制成的零件
关于构成根据本发明的微生物培养装置的部分、由吸收性材料制成的零件1，所述零件由具有开放的多孔结构的三维支持物制成，所述三维支持物能够在其内同样良好地接受液体(特别是水性液体)和具有合适粒径的固体颗粒。
对于随后的实施例和测试，所测试的微生物培养装置包括由吸收性材料制成的零件，所述吸收性材料掺入干燥或脱水的培养基组合物，由来自SCA(瑞典)的非织造物Airlaid SCA95NN81产生。这种双组分的PET/CoPET(聚酯/共聚酯)非织造物经过专门处理，以能够简单地通过热压(压延)而无需添加粘合剂而制备为粘性的。它的特征还在于在压延之前(或未压延的)对于2mm厚度约95g.m-2的表面密度。从这种非织造物切下侧面大约6cm的部分。
用干法浸渍技术进行将脱水的培养基组合物掺入由纤维材料制成的这些零件的大部分内。为此，将大约0.2g的以粉末形式配制的培养基组合物撒在每个切割的非织造零件上。将该组件放置在施加3200V.mm-1的电压15秒的两个电极之间，其相对湿度在35％和45％之间。
一旦干法浸渍完成，就通过施加3.105Pa.cm-2的压力在60℃下压延非织造零件。
B2/-配制为粉末的培养基
为了测试根据本发明的微生物培养装置，使用不同的脱水培养基组合物。这些具有由bioMérieux(法国)经销的基于琼脂的培养基的组成，除了琼脂和其它调质剂(texturizing agent)以外。这些更特别是系列
Figure BDA0002245696490000161
的培养基(例如
Figure BDA0002245696490000162
CPSElite、
Figure BDA0002245696490000163
S.aureus、
Figure BDA0002245696490000164
P.aeruginosa、
Figure BDA0002245696490000165
VRE、SalmonellaElite)。
以这种方式生产的根据本发明的微生物培养装置然后能够测试细菌的检测和分离，所述细菌例如大肠杆菌(Escherichia coli)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、弗氏梭菌(Clostridium freundii)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)和粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)。
所获得的结果的选择以照片的形式在图3至13中呈现。
B3/-脱水的多糖水凝胶片层
构成根据本发明的微生物培养装置的部分的、脱水的多糖水凝胶片层2最初被设计成使得一旦它们再水合，它们就可以为微生物提供适合其生长和发育的支持。还特别研究了这些脱水的多糖水凝胶片层2的组成和稠度，以获得适合于细胞分离和划线操作的表面，无论这些多糖水凝胶片层是处于再水合状态还是脱水状态。
对于下述实施例和测试，遵循以下一般方法制备构成根据本发明的微生物培养装置的脱水的多糖水凝胶片层2。
a)多糖水凝胶的制备：
-在热板上加热在玻璃烧瓶中的500ml无菌蒸馏水。
-加入限定量的胶凝剂，并且等待混合物均质且半透明，继续加热(达到沸腾或接近沸腾)。
-在完全溶解后，加入甘油，均质化且加入充当粘合剂和固化剂的二价阳离子盐，均质化并达到沸腾。
-将5至15ml(取决于对于片层所需的厚度)仍然很热的混合物铺展到直径47mm的培养皿内。
-静置在实验室桌上以冷却且硬化，直到胶凝剂已凝固。
-必要时，使用解剖刀从其模具中取出水凝胶零件。
b)多糖水凝胶的脱水：
-将水凝胶零件夹在2片吸水纸之间。
-将组件放置在约40℃的温度下的烘箱中1至6小时；该操作还可以在温度达到32℃的干热烘箱中进行至少一晚。
图2是显示了在离开烘箱时的脱水的水凝胶片层的照片。作为指示，使用倒入培养皿内的7ml水凝胶制剂，在其在烘箱中的制备通过之前，水凝胶零件的厚度为约3mm。在脱水后，片层小于1mm厚。
根据本发明的微生物培养装置的脱水的多糖水凝胶片层2通过尤其改变以下而修饰成不同的形式：
-多糖胶凝剂(例如结冷胶、黄原胶、半乳甘露聚糖胶、淀粉、海藻酸钠、果胶、甲基纤维素和羟甲基纤维素)的性质，
-在制备多糖水凝胶的步骤过程中使用的水和胶凝剂之间的比例，
-用于制备多糖水凝胶的任何固化剂的性质和量，
-用于改善(水合)多糖水凝胶和/或脱水的多糖水凝胶片层的物理化学性质的任何添加剂的性质和量。
B4/-可渗透的膜插入物(任选的)
为了改善在微生物培养装置的表面上生长的集落的对比度和观察，不透光且具有高水平的白度(例如，至少等于65的CIE白度)的膜可以插入由吸收性材料制成的零件和脱水的多糖水凝胶片层之间。这种可渗透的膜插入物可以由具有纤维素组成的吸收性材料片层组成。
C/-根据本发明的微生物培养装置的评估
对于具有固体表面、结构完整性和令人满意的机械强度的脱水的多糖水凝胶片层进行测试，以便评估其形成微生物培养支持物的能力，所述微生物培养支持物既具有良好的性能，又与用于划线且铺展细胞的操作和机械手段相容。
在这个上下文中，尤其用大肠杆菌、粪肠球菌、奇异变形杆菌(Proteusmirabilis)、金黄色葡萄球菌、粘质沙雷氏菌、铜绿假单胞菌、阴沟肠杆菌、弗氏梭菌和阪崎肠杆菌(Cronobacter sakazaki)的菌株生产细菌培养物。取决于待培养的目的细菌，将待测试的脱水的多糖水凝胶片层与由吸收性材料制成的零件组合，所述由吸收性材料制成的零件在其厚度中掺入特定的脱水的培养基组合物。这种脱水的培养基组合物的特殊特点在于以下事实：它已选择为适合于目的细菌的生长和发育，并且它掺入促进这些目的细菌的目视鉴定的生色组分。
为此目的，将在其厚度中掺入脱水的培养基组合物、由吸收性材料制成的零件放置在直径90mm的培养皿中，然后用6至7ml的无菌蒸馏水润湿。然后通过脱水的多糖水凝胶片层覆盖这些由吸收性材料制成的零件。一旦已进行由吸收性材料制成的零件的水合，培养基已被活化且多糖水凝胶层已被再生，就通过10μl含有107CFU/ml的理论细菌接种量的标定溶液接种微生物培养装置。借助于第一环将细胞样品沉积在水凝胶表面的第一象限上。通过从第一象限抽取出几条划线，用新环接种第二象限。第三象限如同第二象限进行接种，无需更换环。第四象限用并非从第二象限抽取出的划线进行接种。
将培养皿放置在具有少量水的广口瓶中，使得微生物培养装置不变干。然后使该组件在37℃下温育24小时。
汇编了所获得的一些结果，并且以照片的形式在图3至13中呈现。
图3显示了在微生物培养装置上进行的大肠杆菌培养和分离的照片，其中脱水的多糖水凝胶片层从13g/l的结冷胶水凝胶(即，13g结冷胶/1升水)获得，其结构用其量为43ml/l(即，43ml甘油/升用于制备水凝胶的水)的甘油增强，并且用以下固化：
-3A：其量为1g/l的MgCl2(即，1g MgCl2/升用于制备水凝胶的水)，或
-3B：其量为1g/l的MgSO4。
此处用于制备脱水的多糖水凝胶片层的结冷胶是由CARL ROTH GmbH，德国经销的
Figure BDA0002245696490000181
无论固化剂是MgCl2还是MgSO4，获得的结果都非常相似。大肠杆菌的菌落在水凝胶片层的表面上生长。它们具有非常良好的尺寸和非常良好的染色。其形态型对应于在参考显色琼脂例如CPS Elite上生长的大肠杆菌菌落的那种。
图4显示了在微生物培养装置上进行的大肠杆菌培养和分离的照片，其中脱水的多糖水凝胶片层从15g/l的结冷胶水凝胶获得，其结构用其量为43ml/l的甘油增强，并且用其量为1g/l的CaCl2固化。
此处使用的结冷胶为
Figure BDA0002245696490000192
与先前的实施例相比，大肠杆菌的菌落看起来更小，在边缘处具有染色的轻微扩散。
图5显示了在微生物培养装置上进行的大肠杆菌培养和分离的照片，其中脱水的多糖水凝胶片层从15g/l的结冷胶水凝胶获得，其结构用其量为43ml/l的甘油增强，并且用以下固化：
-5A：其量为1g/l的MgCl2，或
-5B：其量为5g/l的MgCl2。
此处使用的结冷胶是由CP KELCO，美国CP KELCO经销的GelzanTM。
使用1g/l的MgCl2，在水凝胶片层的表面处生长的大肠杆菌菌落具有非常良好的尺寸和非常良好的染色。其形态型对应于在参考显色琼脂例如
Figure BDA0002245696490000193
CPS Elite上生长的大肠杆菌菌落的那种(图5C，部分5C)。
使用5g/l的MgCl2，菌落较小。
如果不使用MgCl2，菌落非常分散(图5，部分5D)。
图6显示了在微生物培养装置上进行的粪肠球菌培养和分离的照片，其中脱水的多糖水凝胶片层从15g/l的结冷胶水凝胶获得，其结构用其量为43ml/l的甘油增强，并且用以下固化：
-6A：其量为1g/l的MgCl2。
-6B：其量为2g/l的MgCl2，或
-6C：其量为5g/l的MgCl2。
此处使用的结冷胶是GelzanTM。
在水凝胶片层的表面处生长的粪肠球菌菌落在大小、颜色和形态型方面等同于在参考显色琼脂如
Figure BDA0002245696490000194
CPS Elite上生长的粪肠球菌菌落。
图7显示了在微生物培养装置上进行的奇异变形杆菌培养和分离的照片，其中脱水的多糖水凝胶片层从15g/l的结冷胶水凝胶获得，其结构用其量为43ml/l的甘油增强，并且用以下固化：
-7A：其量为1g/l的MgCl2。
-7B：其量为2g/l的MgCl2，或
-7C：其量为5g/l的MgCl2。
此处使用的结冷胶是
Figure BDA0002245696490000201
在水凝胶片层的表面处生长的奇异变形杆菌菌落在大小、颜色和形态型方面等同于在参考显色琼脂如
Figure BDA0002245696490000202
CPS Elite上生长的奇异变形杆菌菌落。
图8显示了在微生物培养装置上进行的大肠杆菌培养和分离的照片，其中脱水的多糖水凝胶片层从13g/l或15g/l的结冷胶水凝胶获得，其结构用其量为43ml/l的甘油增强，并且用1g/l或2g/l的CaCl2固化：
-8A，8A’：13g/l结冷胶，1g/l CaCl2，
-8B，8B’：13g/l结冷胶，2g/l CaCl2，
-8C，8C’：15g/l结冷胶，2g/l CaCl1，
-8D，8D’：15g/l结冷胶，2g/l CaCl2。
此处使用的结冷胶是GelzanTM。
此处测试的四种微生物培养装置给出了非常相似的结果。与其中MgCl2用于固化水凝胶的图5的实例相比，此处的大肠杆菌形成略微更小尺寸的菌落。
图9显示了在微生物培养装置上进行的粪肠球菌培养和分离的照片，其中脱水的多糖水凝胶片层从15g/l的结冷胶水凝胶获得，其结构用其量为43ml/l的甘油增强，并且用以下固化：
-9A：1g/l CaCl2
-9B：2g/l CaCl2
-9C：3g/l CaCl2。
此处使用的结冷胶是GelzanTM。
尽管对应于图8的先前实例允许预测在使用MgCl2而不是CaCl2用于大肠杆菌培养方面的一定优势，但这种观察对于粪肠球菌的培养较不明显。
图10显示了在微生物培养装置上进行的大肠杆菌培养和分离的照片，其中脱水的多糖水凝胶片层从15g/l的结冷胶水凝胶获得，其结构用其量为43ml/l的甘油增强，并且用其量为1g/l的MnCl2固化。
此处使用的结冷胶是
Figure BDA0002245696490000203
与参考培养基chromID CPS Elite上的大肠杆菌培养物相比，此处的大肠杆菌菌落看起来更小，但其染色明显通过CaCl2得到强化。
图11显示了在微生物培养装置上进行的大肠杆菌培养和分离的照片，其中脱水的多糖水凝胶片层从各种组成的多糖水凝胶获得：
-11A1：15g/l结冷胶(更具体地，由Sigma Aldrich，美国经销的PhytagelTM)，43ml/l甘油，1g/l MgCl2，
-11A2:30g/l结冷胶(PhytagelTM)，43ml/l甘油，1g/l MgCl2，
-11B1:25g/l结冷胶
Figure BDA0002245696490000211
43ml/l甘油，1g/l MgCl2，
-11B2:20g/l结冷胶
Figure BDA0002245696490000212
43ml/l甘油，1g/l MgCl2，
-11B3:8g/l结冷胶
Figure BDA0002245696490000213
43ml/l甘油，1g/l MgCl2，
-11B4:6g/l结冷胶43ml/l甘油，1g/l MgCl2，
-11C1:20g/l结冷胶(GelzanTM)，43ml/l甘油，1g/l MgCl2，
-11C2:8g/l结冷胶(GelzanTM)，43ml/l甘油，1g/l MgCl2，
-11D1：0.5g/l黄原胶，由SIGMA ALDRICH，法国经销，
-11D2：10g/l黄原胶
-11E1，11E1’：0.5g/l马铃薯淀粉，由CARL ROTH GmbH，德国经销。
-11E2，11E2’：15g/l马铃薯淀粉。
图12显示了在微生物培养装置上进行的大肠杆菌培养和分离的照片，其中脱水的多糖水凝胶片层从15g/l的结冷胶水凝胶(在这种情况下，
Figure BDA0002245696490000215
)获得，用其量为1g/l的MgCl2固化，并且其结构用以不同浓度的甘油进行增强：
-12A：32ml/l
-12B：52ml/l
-12C：62ml/l
通过增加水凝胶的甘油浓度，大肠杆菌形成了较大的菌落，然而，所述菌落看起来较不突出，并且在水凝胶上更铺展开。
图13显示了在微生物培养装置上进行的微生物培养和分离的照片，其中脱水的多糖水凝胶片层从用其量为1g/l的MgCl2固化的、15g/l的GelzanTM获得。
这些微生物培养装置还成功测试了无乳链球菌(13A)、粘质沙雷氏菌(13B)的培养和检测，以及粘质沙雷氏菌和金黄色葡萄球菌(13C)的共培养和共检测。

Claims (16)

1.一种微生物培养装置，其包括：
-由吸收性材料制成的零件(1)，其具有至少基本上平坦的上表面，并且在其厚度内掺入脱水的培养基组合物，
-在所述由吸收性材料制成的零件(1)上放置脱水的多糖水凝胶片层(2)，所述脱水的多糖水凝胶片层(2)可以在5℃至40℃之间的温度下再水合；所述脱水的水凝胶片层(2)直接固定在所述由吸收性材料制成的零件(1)的上表面上，或通过可渗透的膜插入物(3)间接固定。
2.根据权利要求1的微生物培养装置，其中所述脱水的多糖水凝胶片层(2)是结冷胶、黄原胶、半乳甘露聚糖或淀粉和/或其混合物的脱水的水凝胶片层。
3.根据权利要求1或2的微生物培养装置，其中所述脱水的多糖水凝胶片层(2)通过基于水的组合物以及选自结冷胶、黄原胶、半乳甘露聚糖胶、淀粉及其混合物中的至少一种多糖胶凝剂的水凝胶层的脱水来制备。
4.根据权利要求3的微生物培养装置，其中所述脱水的多糖水凝胶片层(2)通过多糖水凝胶层的脱水来获得，所述多糖水凝胶通过将0.1至30g的至少一种多糖胶凝剂混合到一升水内来制备。
5.根据权利要求1至4中任一项的微生物培养装置，其中所述脱水的多糖水凝胶片层(2)通过结冷胶水凝胶层的脱水来获得，所述结冷胶水凝胶通过将10至20g的结冷胶和优选地13至15g的结冷胶混合到一升水内来预先制备。
6.根据权利要求1至4中任一项的微生物培养装置，其中所述脱水的多糖水凝胶片层(2)通过黄原胶水凝胶层的脱水来获得，所述黄原胶水凝胶通过将0.2至10g的黄原胶混合到一升水内来预先制备。
7.根据权利要求1至4中任一项的微生物培养装置，其中所述脱水的多糖水凝胶片层(2)通过黄原胶和半乳甘露聚糖水凝胶层的脱水来获得，所述黄原胶和半乳甘露聚糖水凝胶由黄原胶和刺槐豆胶的混合物预先制备。
8.根据权利要求1至4中任一项的微生物培养装置，其中所述脱水的多糖水凝胶片层(2)通过淀粉水凝胶层的脱水来获得，所述淀粉水凝胶层通过将0.5至15g的淀粉混合到一升水内来预先制备。
9.根据权利要求1至4中任一项的微生物培养装置，其中所述脱水的多糖水凝胶片层(2)通过结冷胶和淀粉水凝胶层的脱水来获得，所述结冷胶和淀粉水凝胶由结冷胶和淀粉的混合物制备，其中[结冷胶]/[淀粉]的重量比为40:1至2:3。
10.根据权利要求4的微生物培养装置，其中所述脱水的多糖水凝胶片层(2)借助于选自甘油、乙二醇和聚乙二醇的增强添加剂在结构上进行化学增强。
11.根据前述权利要求中任一项的微生物培养装置，其中所述脱水的多糖水凝胶片层(2)进一步包含选自二价阳离子盐的至少一种固化剂。
12.根据前述权利要求中任一项的微生物培养装置，其中所述脱水的多糖水凝胶片层(2)进一步包含选自氯化镁(MgCl2)、氯化钙(CaCl2)、硫酸镁(MgSO4)和氯化锰(MnCl2)的至少一种固化剂。
13.根据前述权利要求中任一项的微生物培养装置，其中所述脱水的多糖水凝胶片层(2)进一步包含至少一种增塑剂。
14.根据前述权利要求中任一项的微生物培养装置，其中非压延的，对于在0.5mm至10mm之间的厚度，所述由吸收性材料制成的零件(1)具有在50g.m-2至150g.m-2之间的表面密度。
15.一种待组装的试剂盒中的微生物培养装置，其包括：
-至少一个由吸收性材料制成的零件(1)，其具有至少基本上平坦的上表面，并且在其厚度内掺入脱水的培养基组合物，
-至少一个脱水的多糖水凝胶片层(2)，其可以在5℃至40℃之间的温度下再水合，和
-任选地至少一个可渗透的膜插入物(3)。
16.根据权利要求15的待组装的试剂盒中的微生物培养装置，其允许组装根据权利要求1至14中任一项的微生物培养装置。
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