CN113637561A - 一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置及检测方法 - Google Patents

一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置及检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113637561A
CN113637561A CN202110865284.0A CN202110865284A CN113637561A CN 113637561 A CN113637561 A CN 113637561A CN 202110865284 A CN202110865284 A CN 202110865284A CN 113637561 A CN113637561 A CN 113637561A
Authority
CN
China
Prior art keywords
enrichment
microorganism
liquid
assembly
microorganism enrichment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110865284.0A
Other languages
English (en)
Inventor
王学硕
崔生辉
赵琳娜
刘娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institutes for Food and Drug Control
Original Assignee
National Institutes for Food and Drug Control
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institutes for Food and Drug Control filed Critical National Institutes for Food and Drug Control
Priority to CN202110865284.0A priority Critical patent/CN113637561A/zh
Publication of CN113637561A publication Critical patent/CN113637561A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C12M33/14—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus with filters, sieves or membranes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/48—Holding appliances; Racks; Supports
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/24—Methods of sampling, or inoculating or spreading a sample; Methods of physically isolating an intact microorganisms

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

本公开涉及一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置，包括预过滤组件和微生物富集组件，所述的微生物富集组件包括了由亲水纤维材料制成的微生物富集单元，所述的亲水纤维材料的吸液量大于5g/g，纤维材料组成的微生物富集单元单位体积的克重大于0.15g/cm3，所述的微生物富集装置检测效率大于1200s/10L。本公开的富集装置按照流体的流通工艺路径分为预过滤组件和滤芯过滤组件，且滤芯过滤组件利用纯棉脱脂纱布作为滤芯层，能够显著地提高目标微生物的检出率，且以纯棉脱脂纱布作为滤芯层能够让装置重复利用，方便更换内部滤芯层结构，降低使用成本。

Description

一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置及检测方法
技术领域
本公开涉及微生物富集与检测技术领域，尤其涉及一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置。
背景技术
食品安全关系到公众身体健康和生命安全，国家对于食品安全的重视已提高到了立法层面，其中食源性致病菌是最重要的食品安全风险之一。常见的食源性致病菌有沙门氏菌、致病性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌菌等。上述食源性致病菌主要以食品为传播媒介，能够进入到宿主并产生致病性，引起食物中毒。
而食材上的致病菌残留是食源性致病菌进入宿主的主要途径，包括生食的蔬菜未洗净，存在病原体残留；食材在烹饪过程中未将食源性致病菌杀灭，存在病原体残留；食用水源的污染以及食材培植过程中的污染等造成病原体残留。因此，如何检测出食源性病原体直接关系到公众的食品安全，而快速检测这类食源性病原体主要是通过与食材相关的水源进行检测，包括食材养殖灌溉用水源，以及食材清洗后水源中是否存在病原体，进而判断食材是否安全。
目前对于生食果蔬的没有制定微生物项目的检测标准，大多参考对预包装食品中致病菌项目的检测标准，具体操作为采集25g果蔬样品的可食部分，进行增菌培养。由于采样量小，难以体现生食果蔬中致病微生物的真实情况。而对农田灌溉水、环境水源等的检测多参考生活引用水的检测标准GBT5750.12-2006和包装饮用水的检测标准GB8538-2016，上述检测标准中均公开了对液体中微生物的检测方法，具体的操作大都是定量的取水样进行增菌培养，其中水样的选取多为1mL、10mL；或者使用过滤膜过滤后，对微生物进行富集，之后进行培养，而过滤前的水样量大约是100mL或250mL，最大一般不超过250mL。此外，传统的用于环境水微生物检测的采样技术要求将水样保持冷藏运输，因此通常会限制转移到实验室检测的实际样本数量。
目前公开的检测标准提供了一种针对水源中微生物的检测方法，但是上述的检测方法存在检测不准确，结果不客观的问题。这些主要是由于微生物在水样中的状态，由于微生物在水中存在时，其分布不一定是均匀的，而目前的检测方法的取样量较少，因此，在取样的过程中，所取的水样中不一定含有目标微生物，而含有目标微生物的水样很可能被漏检，因此检测的结果与真实水源中的结果会存在较大的差异。而为了减小检测误差，需要更多次数的采样，反复的检测，综合实验数据，这种检测手段极其复杂，检测耗时长；同时即使多次采样，所取样本仍存在一定的局限性，容易造成假阴性的结果。
而对于过滤膜过滤富集细菌的方法，虽然其使用的过滤方法：对水样进行过滤，将细菌进行富集，但是由于微生物膜材料的性能，其孔隙小，孔隙分部均一，生物膜上的孔隙极其容易堵塞，造成过滤效率较低，同时过滤时需要的负压过大，这种苛刻的过滤条件，容易造成微生物的形态变异而死亡，使得检测结果不准确，因此，过滤膜的方法不适用于多杂质的液体样本；且水样的选取也多为100mL和250mL的规格，不适用于对大样本量液体的检测。
目前，对于食品领域中食源性致病菌的检测，包括对生食果蔬种植过程和清洗前后的水源进行病原体检测，这种待检测的水源相对于饮用水的成分复杂，待检测液体中可能存在大量泥沙、果蔬汁叶等，因此，简单的使用前述国标中提及的检测方法会衍生出诸如多次采样、检测复杂、检测耗时长以及检测结果与真实结果差异较大等问题。
基于目前对于液体中微生物的检测方法存在的问题，尤其是针对成分复杂的多杂质待测液体的检测方法，本领域的技术人员亟需研发出一种新的检测设备和检测方法，并通过该设备和检测方法准确的检测出待测液体中微生物的数量和种类。
发明内容
本公开旨在提供一种大样本量液体中微生物富集装置，该装置可用于对大样本量液体中的微生物进行富集，检测液体包括但不限于环境水、农田灌溉水、果蔬淋洗液等，本公开所提供的微生物富集装置具有取样量大、微生物富集速度快、操作简易、体积小、方便携带和运输、成本低、环境友好、装置可重复使用等优势。通过增加液体样本量，同时控制过滤效果和细菌捕获富集效果，为农产品灌溉和蔬菜清洗的水质提供更准确的信息，是用于评估各种水源风险的更好工具。
更进一步的，本公开还提供了一种利用大样本量液体中微生物富集装置检测样本的方法，该方法能够快速的、精准的检测大样本液体中目标微生物的含量和种类，并且检测结果真实可靠，误差小，能够准确反映待检测液中的微生物的情况；同时，该方法能分离培养到活的目标微生物，可用于开展后续对该致病菌溯源以及耐药性分析等研究。
本公开的构思还在于对装置过滤单元的改进，过滤单元能够保证对多杂质大样本量的液体进行过滤，并且过滤的过程中不发生或轻微发生堵塞，过滤单元能够精准的捕捉到待测样本中的微生物，并有效降低微生物的灭亡。
为了实现上述目的，本公开提供如下技术方案：
一种大样本量液体中微生物富集装置，该富集装置包括：
预过滤组件和微生物富集组件；
所述的微生物富集组件对预过滤组件过滤后的滤液进行二次过滤，并将滤液中的微生物进行吸附和富集；
所述的预过滤组件包括滤网；
所述的滤网主要是在使用过程中，能够将待测液体中的大颗粒杂质进行过滤，如在灌溉用水中可能存在的有机腐植、昆虫、浮萍等，食材清洗后待测液中的食材残渣、沙石等。进而大幅度的减少待测液体中体积较大的杂质，避免因这些体积较大的杂质对微生物富集组件的堵塞，影响微生物的富集，以及过滤效率。
本公开对预过滤组件的滤网结构、材料和位置不作具体限定；
所述的滤网是具有孔隙的网状结构，其中孔隙的形状包括圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、八边形等；
进一步，所述的孔隙的直径大于1mm；
所述滤网的材料为金属和/或非金属材料；
所述的金属材料包括铁、铜、铝等，所述的非金属材料为有机聚合物材料，如聚酯、PP、PBS、聚乙烯、聚丙烯等。
所述的预过滤组件的滤网结构孔隙远大于细菌的尺寸，因此在预过滤的过程中，不会对细菌进行拦截和吸附。
本公开装置的微生物富集组件包括纤维材料组成的微生物富集单元；
所述的微生物富集组件是利用纤维材料作为填充过滤材料，主要是利用纤维材料的孔隙率、透气性和纤维材质等特性对微生物进行截留和富集。
一方面，纤维材料中纤维之间位置错综复杂，形成的孔隙形态各异，正因这种特殊的孔隙结构，能够截留住体积细微的微生物，并将微生物固着在纤维之间，同时由于孔隙的存在，也容易将水分快速的排出，进而能够针对大体积样本进行微生物富集。
另一方面，纤维材料中的纤维一般为柔性材料，在液体高压、或快流速的情况下，纤维的结构会发生细微变化，进而适应液体的快速通过，并且纤维材料在液体(水中)中大部分带有负电荷，纤维之间所形成的孔隙并不容易堵塞，因此，能够保证过滤效果的同时，还具备对微生物较高的截留和富集效果。
所述的纤维材料为亲水纤维材料；
所述的亲水纤维材料为棉纤维、毛纤维、丝纤维、海藻纤维、亲水改性的合成纤维中的一种或多种混合；
在一些实施例中，所述的纤维材料为纺织织物；
更具体的是亲水纤维材料组成的纺织织物。
所述的纺织织物为机织、梭织、针织和/或非织造织物。
所述的纺织织物材料的吸液量大于5g/g，优选的大于6g/g，更优选的大于8g/g；
更进一步的，所述的纺织织物材料的吸液量小于20g/g；更优选的小于10g/g。
其中，所述的吸液量的测试液体为水；
本公开选用的构成纺织织物的纤维为亲水纤维，亲水纤维大多具有羟基、氨基等能够与水形成亲键的基团，能够将水分子紧固在纤维内，纤维在遇水后体积能够发生一定的膨胀，进而减小纺织材料中纤维与纤维之间的孔隙，达到过滤微生物的目的。
另外，纺织织物的吸液量需要处于合理的范围，才能达到对微生物的截留和过滤，假若织物的吸液量小，即纤维的亲水性不佳，此时织物吸水后形态变化不明显(纤维无溶胀)，纤维之间的孔隙难以减小，纺织织物材料对微生物的截留效果不佳；或者，纤维织物的吸液量过大时，比如吸液量大于20g/g时，这类纤维吸附液体后形态难以保持稳定，在高压、高流速的过滤过程中，纤维容易被高压、高流速的液体带走，使得纺织织物的孔隙发生剧烈变化，进而丧失了过滤性能。
在一些实施例中，本公开使用的纺织织物材料为在液体(水)中带负电荷的材料。
本公开特定选用在液体中带负电荷的材料，这种材料与微生物在液体中带电荷情况相同，在过滤过程中不会因为电荷的原因使得微生物细胞壁发生变形，进而提高微生物的存活率，提高检测的准确性。
在一些实施例中，所述的微生物富集组件包括柱形结构的壳体；
在本公开的柱形结构中，并不对柱形结构的形状进行具体的限定，其中包括圆柱形、方柱形以及其他不规则的柱形结构。
所述的柱形结构的壳体组成的空间用于填充纤维材料组成的微生物富集单元。
所述的柱形结构的壳体沿轴向方向的长度不小于100mm，优选的不小于140mm；
众所周知，在对液体中微生物的富集中，由于需要被富集的微生物的体积较小，一般为0.5μm左右，因此，常规来说，我们一般考虑的是将过滤材料孔径制备为小于或等于0.5μm，如我们常见的过滤膜，这种过滤膜即具备小于或等于0.5μm的孔隙，其能够高效的对微生物进行过滤和富集，但是这种微生物过滤膜的成本过高，过滤样本量小。而在实际的操作中，待测的液体中不仅仅具有微生物，绝大多数情况下还包括其他的杂质，因此，这种微生物过滤膜极其容易堵塞，在过滤的过程中需要较大的负压才能对液体进行过滤，也正是因为这个原因常见的使用过滤膜进行过滤和富集的方法，待测液体样本体积一般都小于250mL。另一方面，微生物过滤膜由于孔径小，而且过滤过程中负压较大，因此，微生物在过滤过程中，细胞膜的形态极容易破损，导致微生物的死亡，进而由此会造成后续的鉴定和检测过程中，无法准确的测量待测也中微生物的种类和数量。
针对目前微生物富集过滤所存在的缺陷，本公开对过滤富集组件进行了创新性的设计，将微生物富集组件设置为柱形结构，保证柱形结构外壳沿轴向方向的长度不小于100mm，通过对过滤路径的延长，提高微生物富集效果。这种长过滤路径的设计，不需要微生物富集单元的孔隙必须小于微生物的体积(相对于滤膜)，同时具体配合本公开选用的纤维材料微生物富集单元，其过滤的孔径结构复杂(并非都是线性的过滤孔隙)，利用孔隙的毛细效应以及吸附性能，能够较快的对微生物进行吸附固着。同时由于孔隙的尺寸可以适当的扩大，也使得本公开的微生物富集装置能够适用于快速的对大样本液体进行检测。
在一些实施例中，所述的维材料组成的微生物富集单元置于所述的柱形结构的壳体中；
所述纤维材料组成的微生物富集单元单位体积的克重大于0.15g/cm3；优选的为大于0.2g/cm3；更优选的为大于0.25g/cm3；
更进一步的，所述的纤维材料微生物富集单元整体的克重大于50g，优选的大于60g；更优选的大于70g。
在对微生物的富集过程中，本公开是通过长过滤路径、复杂的过滤孔隙对微生物进行固着，而影响过滤孔隙情况的包括处于微生物富集组件中纤维材料的紧密程度，紧密程度越大，则孔隙越小，但是过滤效率降低；紧密程度越小，则孔隙越大，过滤效果变差，但是过滤效率提高。而微生物富集组件的整体质量，决定了过滤的横截面积、也会影响到过滤效率。
更进一步的，所述的柱形结构的壳体径向周长不小于140mm，更优选的不小于180mm。
在一些实施例中，所述的微生物富集组件还包括端盖；
所述的端盖与壳体可拆卸连接，且有密封设计；
所述的连接方式包括螺纹连接和/或卡扣连接；
所述的端盖用以将微生物富集单元固定在柱形的壳体内，同时该端盖的设置能够保证拆卸方便。
在一些实施例中，所述的预过滤组件与微生物富集组件相连。
所述的连接预过滤组件与微生物组件的单元为管状组件；
管状组件的长度和具体形状不做具体的限定，管状组件的作用是将预过滤组件过滤后的液体传送至微生物富集组件，以便后续进行二次过滤。
在一些实施例中，所述的微生物富集组件包括第二液体流出口；
所述的第二液体流出口与负压装置连接；
所述的负压装置为水泵、真空泵中的一种；
在一些实施例中，所述的微生物富集装置，其检测效率大于1200s/10L；更优选的大于600s/10L；更优选的大于400s/10L。
其中检测效率的液体为10L水。
在一些实施例中，所述的预过滤组件包括有预过滤支架；
所述的预过滤支架的具体结构不做限定，其用于固定，或用于连接；
在一些实施例中，所述的预过滤支架上包括有第一液体流出口，所述的第一液体流出口用于固定管状组件；
在一些实施例中，所述的微生物富集组件包括液体流入口，所述的液体流入口用于连接管状组件；
在一些实施例中，本公开选用亲水纤维制成的纺织织物作为微生物富集单元；
所述的纺织织物的吸液量为5-10g/g；
所述纺织织物的微生物富集单元单为体积的克重为0.15-0.3g/cm3；
所述微生物富集单元的克重为50-70g；
所述的微生物富集组件的结构为柱形，柱形结构长度为大于100mm，周长为大于100mm；
微生物富集装置的检测效率为200-1200s/10L。
在一些实施例中，本公开选用亲水纤维制成的纺织织物作为微生物富集单元；
优选亲水纤维为脱脂棉纤维；
所述的脱脂棉制成的纺织织物的吸液量为5g/g；
所述脱脂棉制成的纺织织物的微生物富集单元单位体积的克重为0.26g/cm3；
所述微生物富集单元的克重为67g；
所述的微生物富集组件的柱形结构为圆柱形，圆柱长度为145mm，周长为182mm；
在该实施例中，其能够准确的检测含有100个目标致病菌的10L体积的待测液体样本，检测效率为612s/10L。
在一些实施例中，本公开还提供了一种使用前述微生物富集装置的检测系统，所述的检测系统包括了前述的微生物富集装置和负压装置；
所述的负压装置为真空泵和/或水泵。
在一些实施例中，本公开还涉及一种利用前述提供的微生物富集装置的检测方法；
所述的方法包括如下步骤：
1)将前述的微生物富集装置放置于待测液中；
2)将前述的微生物富集装置与负压装置连通，并打开负压装置，对待测液体样本进行抽滤；
3)待测液过滤完成，关闭负压装置，并将微生物富集组件中的微生物富集单元取出；
4)将取出的微生物富集单元直接放入装有对应的增菌肉汤的均质袋中进行目标微生物培养，并于增菌后按照标准方法进行该目标菌的分离鉴定。
本公开提供的微生物富集装置包括预过滤组件和微生物富集组件，且微生物富集组件使用的微生物富集单元选用纤维材料代替传统的微生物膜过滤，能够针对于大体积，多杂质的待测液体进行检测，检测准确性和检测效率极大提高，同时微生物富集装置能够重复利用，制造成本低，使用方便。
本公开的微生物富集装置的检测方法不同于传统的检测方法，其能够对大批量的待测液体进行检测，一次可检测至少10L体积的液体样品，检测对象可以是水(灌溉水及河流、湖水等环境水样)或生鲜果蔬淋洗液等，能够成功地捕获大范围水体或大量果蔬中的目标微生物，以显著提高目标微生物的检出率和准确率。
本公开的微生物富集装置灭菌简单便捷，关键零部件均可高压，该装置的耗材仅为微生物富集单元，即纺织织物，成本低，替换方便，使用后可随增菌肉汤进行常规生物安全处理(例如高压灭菌)，无需特殊处理。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1、为本公开一实施例提供的多杂质大样本量液体的微生物富集装置的结构示意图；
图2、为本公开另一实施例提供的多杂质大样本量液体的微生物富集装置的结构示意图；
图3、为公开为再一实施例提供的多杂质大样本量液体的微生物富集装置的结构示意图。
附图标记说明：
1、预过滤组件；2、微生物富集组件；3、管状组件；
101、预过滤支架；102、滤网；103、滤孔；104、第一液体流出口；
201、壳体；202、微生物富集单元；203、端盖；204、液体流入口；205、第二液体流出口。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图对本公开作进一步的详细介绍。
本公开一实施例公开了一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置，参见图1所示；
该富集装置包括预过滤组件1；以及
微生物富集组件2；
所述的预过滤组件1与微生物富集组件2连接；
所述的连接可为一体式连接，也可以是拆卸式连接；
所述的预过滤组件1包括有滤网；
所述的滤网设置在预过滤组件的径向方向；
本实施例中过滤网为常规过滤网，该过滤网用于预过滤流体中存在的大颗粒物质，例如砂石，果蔬碎屑等，避免该部分大颗粒物质堵塞装置的液体流入口。
所述的富集组件包括圆柱形结构的壳体201；所述的壳体沿轴向方向的长度为145mm；所述圆柱形结构壳体的径向周长为182mm。
所述的圆柱形壳体内有微生物富集单元。
所述的微生物富集组件还包括有端盖203，端盖能够将壳体进行密封，并将微生物富集单元密封固定于圆柱形壳体内。
所述的端盖上设置有液体流出口，该液体流出口将第二次过滤后的液体导出。
本公开另一实施例中，参见图2所示，所述的滤网设置在预过滤组件的侧壁；
本公开的再一实施例公开了一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置，参见图3所示，该富集装置包括：
预过滤组件1；以及
位于预过滤组件1、并与预过滤组件1连通的微生物富集组件2；
预过滤组件1具有用以隔离大颗粒杂质的金属滤网102，经金属滤网102预过滤后的液体进入预过滤组件1；
微生物富集组件2接收预过滤组件1输出的经金属滤网102预过滤后的流体；
微生物富集组件2内部具有微生物富集单元202。
具体的，本实施例公开了一种具有二级过滤结构的多杂质液体样本微生物富集装置，分别设置有预过滤组件1和微生物富集组件2；其中，预过滤组件1主要是用以预过滤流体中存在的大颗粒物质，例如砂石，果蔬碎屑等，避免该部分大颗粒物质堵塞装置的液体流入口，利用上述的预过滤组件1的滤网102能够将大颗粒物质全部隔离，避免该部分大颗粒物质进入装置内；
滤网102的材质可以是金属和非金属的；
所述滤网102的过滤孔103孔径为0.5mm。
其次，预过滤组件1连接了微生物富集组件2，本实施例的微生物富集组件2主要富集微生物的结构为微生物富集单元202，其为亲水纤维材料制成。
具体的，微生物富集单元202为亲水纤维材料制成的纺织织物。
本实施例的纯纺织织物组成的微生物过滤单元，不仅可以处理大样本量(10L)的多杂质液体，还可以充分拦截、富集微生物，同时，纯棉脱脂纱布方便更换，让该装置可重复利用性好。
在一些实施例中，参见图3，预过滤组件1包括：
支架101；以及
沿支架101周向安装的滤网102，且金属滤网102选用不锈钢滤网；
预过滤组件1通过预过滤支架101和金属滤网102形成为内部中空的圆筒结构；
预过滤组件1靠近微生物富集组件2一端设置有第一液体流出口104；
金属滤网102表面均匀开设有与预过滤组件1内部连通的滤孔103，流体通过滤孔103进入预过滤组件1内，并通过第一液体流出口104向微生物富集组件2输送流体。
其中，上述的预过滤组件1的长度为40mm，预过滤组件1的直径为28mm；
第一液体流出口104的外径为10mm。
在一些实施例中，微生物富集组件2包括：
柱形结构壳体，其中，壳体可以为圆柱形的壳体201；
所述的壳体近预过滤组件1的一端设置有液体流入口204，并与微生物富集组件2通过管状组件3连接。
通过管状组件将预过滤后的液体输送到微生物富集组件2进行目标微生物的拦截、富集。
在一些实施例中，所述的微生物富集组件2还包括端盖203；
端盖可以设置在微生物富集组件壳体的一端，或两端同时设置端盖203；
所述的端盖上设置有孔洞，供液体的流通。
同时所述的端盖203能够对微生物富集单元进行固定；
所述的端盖203通过螺纹和/或卡扣结构与壳体可拆卸连接。
具体的，所述近预过滤组件一端的端盖203上设置有液体流入口204；在远离预过滤组件1一端的端盖上设置有第二液体流出口205。
在一些实施例中，所述的微生物富集组件2的微生物过滤单元202为亲水纤维材料制成的纺织织物；
所述的微生物过滤单元202置于柱形结构的壳体201中，并通过端盖203将微生物富集单元202进行固定。
在一些实施例中，微生物富集单元202为脱脂棉纱布、海藻纤维纱布、脱脂棉无纺布、海藻/脱脂棉混纺纱布、脱脂棉针织物、海藻纤维机织布、羧甲基纤维素纱布、亲水涤纶纱布、棉/毛混纺纱布中的一种或多种。
本公开实施例限定了预过滤组件1的结构和作用原理；该预过滤组件1主要包括预过滤支架101和金属滤网102，在预过滤组件1的筒壁上固定金属滤网102，金属滤网102部分为主要的隔离大颗粒物质和流体进入装置的部位。金属滤网102为主要的大颗粒杂质过滤组件。设计时，预过滤组件1一端可以为封闭结构，而另一端则为与工艺下游的微生物富集组件2连接的第一液体流出口104。由滤网102过滤后的流体通过预过滤组件第一液体流出口104进入到工艺下游的微生物富集组件2内进行微生物富集。这种多层过滤的构思，能够保证微生物富集单元不被较大杂质堵塞过滤通道。
而本实施例上述的尺寸仅以示范性的说明对产品结构进行解释和说明，其可以根据实际工艺要求做适当的调整。
本公开还提供了另一种实施例，一种使用前述微生物富集装置的检测系统，所述的检测系统包括了前述的微生物富集装置和负压装置；
所述的负压装置为真空泵和/或水泵。
负压装置能够产生足够的负压，保证本公开的微生物富集装置能够针对多杂质、大样本量的液体进行高效率的目标微生物富集。
优选的，在一些实施例中公开一种使用前述微生物富集装置的检测系统，其中生物富集组件2包括：
圆柱形的壳体201；以及
壳体201内的微生物富集单元202；
微生物富集组件2的两端均通过不锈钢端盖203封闭；
靠近预过滤组件1一侧的过滤组件管口被配置为液体流入口204，远离预过滤组件1一侧的过滤组件管口被配置为第二液体流出口205。
其中，上述的预过滤组件第一液体流出口104与液体流入口204通过管状组件3连接；
微生物富集组件2的第二液体流出口205通过管状组件3与工艺下游的水泵连接。
该实施例中壳体201的长度为145mm，壳体径向周长182mm；
液体流入口204和第二液体流出口205均为不锈钢管，且该不锈钢管的长度为40mm，不锈钢管的外径为9.5mm；
不锈钢端盖203的中心开设有8.5mm的通孔，用于对液体的导入和导出。
该实施例中详细限定了微生物富集组件2的结构，首先微生物富集组件的主体结构外壳201，外壳201给内部的微生物富集单元202提供嵌装的空间，并利用两端的端盖203封闭，结构简单、方便更换和维护。
需要说明是，由于预过滤组件1和微生物富集组件2之间、以及微生物富集组件2与水泵之间均采用管状组件3连接，因此，管状组件3可以根据实际工艺要求和采样要求调整长短和管径。
进一步的，所述的微生物富集单元2为脱脂棉纱布，所述脱脂纱棉布的整体的质量为51g；
所述的脱脂棉纱布制成的纺织织物的微生物富集单元单位体积的克重为0.19g/cm3；
所述的过滤效率为207s/10L。
在该实施例中，对微生物的截留率为54.7％
进一步的，使用上述脱脂棉纱布；所述的所述脱脂纱棉布的整体的质量为59g；
所述的脱脂棉纱布制成的纺织织物的微生物富集单元单位体积的克重为0.23g/cm3；
所述的过滤效率为340s/10L。
在该实施例中，对微生物的截留率为66.9％。
进一步的，使用上述脱脂棉纱布；所述的所述脱脂纱棉布的整体的质量为67g；
所述的脱脂棉纱布制成的纺织织物的微生物富集单元单位体积的克重为0.25g/cm3；
所述的过滤效率为612s/10L。
在该实施例中，对微生物的截留率为77.3％。
进一步的，所述的微生物富集单元2为海藻酸纤维纱布，所述海藻酸纤维纱布的整体的质量为61g；
所述的海藻酸纤维纱布的吸液量为12g/g，其中液体为水；
所述的海藻酸纤维纱布制成的纺织织物的微生物富集单元单位体积的克重为0.23g/cm3；
所述的过滤效率为305s/10L。
在该实施例中，对微生物的截留率为65.7％
进一步的，所述的微生物富集单元2为棉针织物，所述棉针织物的整体的质量为60g；
所述的脱脂棉纱布的吸液量为5g/g，其中液体为水；
所述的脱脂棉纱布制成的纺织织物的微生物富集单元单位体积的克重为0.23g/cm3；
所述的过滤效率为210s/10L。
在该实施例中，对微生物的截留率为57.7％。
需要说明的，本公开实施例中微生物的截留率的测试方法是在待测液体中放入一定数量的微生物，之后使用本公开实施例公开的装置进行微生物的富集，最后将微生物富集单元进行洗脱，洗脱液稀释后平板涂布过夜培养，观察菌落数量并计数，进而计算出微生物截留率。
作为对比的，使用在前实施例提供的一种使用前述微生物富集装置的检测系统所述负压装置(即水泵)，单独抽取10L样品的时间为181s；
另外作为对比的，使用在前实施例提供的一种使用前述微生物富集装置的检测系统，所述的生物富集组件2中不包括微生物富集单元202，使用负压装置抽取10L液体样品，时间为189s。
另外作为对比的，使用在前实施例提供的一种使用前述微生物富集装置的检测系统，所述的生物富集组件2中微生物富集单元202替换为微生物薄膜，确保薄膜的固定性；
对于该对比，其抽水过滤时间远大于2000s；同时微生物过滤薄膜的结构发生肉眼可见的破坏，无法检测出过滤结果。
优选的，在一个实施例中纯棉脱脂纱布展开尺寸为1300*840mm；
纯棉脱脂纱布折叠卷制而成的微生物富集单元202。
其中，上述的纯棉脱脂纱布的折叠方式为：
短边对折一次后，再分为三等分折叠以形成为尺寸为1300*140mm的纱布条；
纱布条经两次对折后卷曲成为直径为50mm左右的生物富集单元202。
本实施例公开的富集装置可以捕获粘附有目标病原微生物的浮游细胞、微细环境淤泥和黏结性沉积物等(通常为8至24μm)。
在一些实施例中，微生物富集装置中的微生物富集组件2可以单独使用，主要是针对内部没有大颗粒物质的流体(如灌溉水)，单独使用该微生物富集组件2即可拦截富集病原微生物，而对于流体内携带大颗粒物质的，需要经过预过滤组件1和微生物富集组件2两层处理。
在另一些实施例中，本公开还提供了一种利用前述提供的微生物富集装置的检测方法；
所述的方法包括如下步骤：
1)将前述的微生物富集装置放置于待测液中；
2)将前述的微生物富集装置与负压装置连通，并打开负压装置，进行抽滤。
3)待测液过滤完成，关闭负压装置，并将微生物富集组件中的微生物富集单元取出。
4)将取出的微生物富集单元直接放入装有900ml 2倍质量的BPW(检测沙门氏菌、阪崎肠杆菌)或其他增菌肉汤的均质袋中，用均质器拍打3min，使富集单元中截留的微生物充分与增菌液混匀进行培养，，并于增菌后按照标准方法进行该目标菌的后续分离鉴定。
在一些实施例中，本公开将上述公开得到的微生物富集装置和提供的检测方法，对实际样本进行检测；
携带该装置到3家公园湖水和1处城市河水进行10L水体的抽滤采样，同时，每个采样点另采两个250ml水样作为对照，样品冷藏携带回实验室，进行直接培养检测。结果：采用本装置抽滤10L水体采样，4个采样点中2处检出了食源性致病菌沙门氏菌阳性，而对照组4个采样点采集的8个250ml水样的沙门氏菌检测结果均为阴性。
在一些实施例中，本公开将上述公开得到的微生物富集装置和提供的检测方法，对实际生食果蔬样本进行沙门氏菌加标检测。
超市采集的生菜、圣女果各3份，每份2kg，放入灭菌塑料盒中，在每份果蔬样品表面、根部及叶片中分别滴加总量100的鼠伤寒沙门氏菌稀释液，放置至吸收后用10L超纯水对果蔬进行清洗，并使用该装置对果蔬淋洗液进行抽滤。同时，另取25g未添加沙门氏菌的每种果蔬样品作为对照，进行直接培养检测。结果：采用本装置抽滤2kg添加100鼠伤寒沙门氏菌的果蔬的10L淋洗液样品，3份生菜中2份检出沙门氏菌阳性，通过血清凝集实验，证实为添加的鼠伤寒沙门氏菌；3份圣女果中2份检出沙门氏菌阳性，通过血清凝集实验，非本实验添加的鼠伤寒沙门氏菌，应为超市圣女果样品中含有的沙门氏菌；而对照组3份生菜和3份圣女果取25g样品检测，均未检出沙门氏菌。
从实际测试结果可以看出，本公开所使用的装置检测结果客观，并且检测准确性相对于取样方法更加可靠。
在上述技术方案中，本公开提供的一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置，具有以下有益效果：
本公开的富集装置按照流体的流通工艺路径分为预过滤组件1和微生物富集组件2，且微生物富集组件2利用亲水纤维材料作为微生物富集单元202，能够显著地提高目标微生物的检出率，分离到可培养的活的目标微生物，且以纯棉脱脂纱布作为滤芯层能够让装置重复利用，方便更换内部滤芯层结构，降低使用成本。
本公开的富集装置提供了一种新的对多杂质大样本量液体样本的检测方法，该方法是一种通过大量收集样本来评估环境水、灌溉水和生食果蔬中可能存在的病原微生物的经济和可行方法。该装置检测量大，一次可检测10L或10L以上的大体积样品，检测对象可以是多杂质的复杂液体样本，如水(农田灌溉水及地下水、河流、湖水等环境水样)或生鲜果蔬的淋洗液等，能够成功地捕获大范围水体或大量果蔬中的目标微生物，显著提高多杂质大样本量液体中的目标致病微生物检出率；并且检测精度较高，能够检测到10L待测液体中含100个目标菌株的浓度。
本公开的富集装置灭菌简单便捷，关键零部件均可高压灭菌，而且微生物富集单元202为纤维材料，其成本低，且灵敏度高，也可以重复利用。
本公开的富集装置可以携带至户外进行水环境或农田灌溉水采样，也可以在实验室中使用进行生食果蔬淋洗液的目标微生物富集检测。
以上只通过说明的方式描述了本公开的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本公开的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本公开权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.多杂质大样本量液体的微生物富集装置，其特征在于，该富集装置包括：
微生物富集组件(2)；
所述的微生物富集组件(2)包括微生物富集单元(202)；
所述微生物富集单元(202)由亲水纤维材料制成；
所述的亲水纤维材料的吸液量大于5g/g；
所述的亲水纤维材料组成的微生物富集单元单位体积的克重大于0.15g/cm3。
2.根据权利要求1所述的多杂质大样本量液体的微生物富集装置，其特征在于，所述微生物富集装置还包括预过滤组件(1)；
所述预过滤组件(1)与微生物富集组件连通。
3.根据权利要求2所述的多杂质大样本量液体的微生物富集装置，其特征在于，所述预过滤组件(1)包括滤网；所述滤网用于对大颗粒杂质进行拦截。
4.根据权利要求1所述的多杂质大样本量液体的微生物富集装置，其特征在于，所述的微生物富集组件(2)包括柱形结构的壳体(201)；
所述的柱形结构的壳体(201)内部的空间用于放置亲水纤维材料组成的微生物富集单元(202)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的多杂质大样本量液体的微生物富集装置，其特征在于，所述的亲水纤维材料为棉纤维、毛纤维、丝纤维、海藻纤维、亲水合成纤维中的一种或多种混合；
所述的亲水纤维材料制成的纺织织物；
所述的纺织织物为机织、梭织、针织和/或非织造织物。
6.根据权利要求1-4任一项所述的多杂质大样本量液体的微生物富集装置，其特征在于，所述的微生物富集组件(2)包括端盖(203)；
所述的端盖(203)与壳体可拆卸连接。
7.根据权利要求1-4任一项所述的多杂质大样本量液体的微生物富集装置，其特征在于，预过滤组件(1)与微生物富集组件(2)通过管状组件(3)连通；
所述的预过滤组件上设置有第一液体流出口(104)；
所述的微生物富集组件上设置有液体流入口(204)以及第二液体流出口(205)。
8.一种多杂质大样本量液体的微生物富集检测系统，其特征在于，使用如权利要求1-7任一项所述的多杂质大样本量液体的微生物富集装置；
所述的微生物富集组件与负压装置连通；
所述的负压装置为真空泵或水泵。
9.根据权利要求8所述的多杂质大样本量液体的微生物富集检测系统，其特征在于，微生物富集装置的检测效率大于1200s/10L；优选的大于600s/10L；更优选的大于400s/10L。
10.一种针对多杂质大样本量液体的微生物富集检测方法，其特征在于，使用如权利要求9所述的检测系统；
所述的检测方法包括如下步骤：
1)将微生物富集装置放置于待测液中；
2)将微生物富集装置与负压装置连通，并打开负压装置，对待测液进行过滤；
3)待测液过滤完后，关闭负压装置，并将微生物富集组件中的微生物富集单元取出；
4)将取出的微生物富集单元直接进行微生物培养，并进行目标微生物的检测和鉴定。
CN202110865284.0A 2021-07-29 2021-07-29 一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置及检测方法 Pending CN113637561A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110865284.0A CN113637561A (zh) 2021-07-29 2021-07-29 一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置及检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110865284.0A CN113637561A (zh) 2021-07-29 2021-07-29 一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置及检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113637561A true CN113637561A (zh) 2021-11-12

Family

ID=78418895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110865284.0A Pending CN113637561A (zh) 2021-07-29 2021-07-29 一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置及检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113637561A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100224540A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-09 Rolchigo Philip M Membrane Module for Fluid Filtration
US20160090617A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 U.S. Environmental Protection Agency Concentration device for microorganisms in large volumes of turbid water and method therefor
CN105579120A (zh) * 2013-09-25 2016-05-11 住友电气工业株式会社 过滤膜、过滤单元、过滤系统以及过滤方法
JP2017148737A (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 旭化成メディカル株式会社 中空糸膜
CN109762722A (zh) * 2019-01-29 2019-05-17 大连民族大学 一种用于鲜切果蔬中微生物收集的双层过滤装置
CN110087753A (zh) * 2016-12-15 2019-08-02 阿莫绿色技术有限公司 过滤器滤材、其制造方法及包括其的过滤器单元
CN212532996U (zh) * 2020-05-19 2021-02-12 西安交通大学 一种水样微生物自动采集装置
CN215627956U (zh) * 2021-07-29 2022-01-25 中国食品药品检定研究院 多杂质大样本量液体的微生物富集装置及检测系统装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100224540A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-09 Rolchigo Philip M Membrane Module for Fluid Filtration
CN105579120A (zh) * 2013-09-25 2016-05-11 住友电气工业株式会社 过滤膜、过滤单元、过滤系统以及过滤方法
US20160090617A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 U.S. Environmental Protection Agency Concentration device for microorganisms in large volumes of turbid water and method therefor
JP2017148737A (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 旭化成メディカル株式会社 中空糸膜
CN110087753A (zh) * 2016-12-15 2019-08-02 阿莫绿色技术有限公司 过滤器滤材、其制造方法及包括其的过滤器单元
CN109762722A (zh) * 2019-01-29 2019-05-17 大连民族大学 一种用于鲜切果蔬中微生物收集的双层过滤装置
CN212532996U (zh) * 2020-05-19 2021-02-12 西安交通大学 一种水样微生物自动采集装置
CN215627956U (zh) * 2021-07-29 2022-01-25 中国食品药品检定研究院 多杂质大样本量液体的微生物富集装置及检测系统装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU723744B2 (en) Method for quantitation of microorganism contamination of liquids and apparatus therefor
US7100461B2 (en) Portable contaminant sampling system
US6550347B2 (en) Vacuum air component sampler
CN101755198A (zh) 用于收集和浓缩用于微生物分析的样品的装置及方法
CN207689188U (zh) 一种海水中微塑料采集系统
CN215627956U (zh) 多杂质大样本量液体的微生物富集装置及检测系统装置
CN106226144B (zh) 一种水样现场前处理及有机物富集装置
US7691602B1 (en) Agricultural screening system and method for detection of infectious microorganisms
CN113637561A (zh) 一种多杂质大样本量液体的微生物富集装置及检测方法
US20100330603A1 (en) Portable microbiological testing device for gases
CN108676779A (zh) 一种检测空气净化产品净化空气中噬菌体能力的方法
CN208653884U (zh) 一种用于采集空气中持久性有机物含量的采集装置
CN211954941U (zh) 一种水体病原物浓缩装置
JP2015216875A (ja) 食品細菌の分離濃縮装置及び食品細菌の分離濃縮方法
CA2477443A1 (en) Sterility testing apparatus
CN201924018U (zh) 一种细胞过滤装置
CN110631888A (zh) 一种水体病原物浓缩装置以及浓缩方法
CN112322468A (zh) 一种单向负压吸附取样过滤装置及方法
CN211585442U (zh) 一种室内联排抽滤装置
CN204401001U (zh) 细胞培养基中大气颗粒物采集装置
CN212610603U (zh) 一种微生物检测装置
CN109735599A (zh) 一种提高易起泡液态食品中金黄色葡萄球菌检出限的方法
CN109762722A (zh) 一种用于鲜切果蔬中微生物收集的双层过滤装置
CN104498356B (zh) 一种细胞培养基中大气颗粒物采集装置
CN218121524U (zh) 一种适用于粉尘环境的微生物气溶胶采样器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination