CN205528783U - 体液增菌培养瓶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种体液增菌培养瓶，包括瓶体、瓶塞、瓶盖、传感器、液体培养基，培养瓶瓶体为圆柱形，传感器贴于瓶底内部底部，瓶塞和瓶盖起到密封和机械保护作用，体液增菌培养瓶的密封空间为负压的无菌环境，体液增菌培养瓶的瓶体为双层塑料瓶体，一层为具有强度支撑的塑料材料，另一层为具有气体屏障作用的塑料材料。双层的塑料材质解决易破碎的安全风险、透气的影响。传感器中的高分子硅橡胶材料在高温条件下固化，能大大缩短传感器的制备时间和固化时间，进而缩短整个生产过程的时间。遮光剂使传感器不透明，采集光信号不受到干扰，进而提高自动化检测设备的灵敏度。

Description

体液增菌培养瓶

技术领域

本实用新型涉及临床微生物检测技术领域，具体说，是一种体液增菌培养瓶。

背景技术

体液培养是用于检测人体样本中有无微生物存在的一种微生物学检测方法，包括血培养、痰培养、尿培养以及其他体液(胸水、腹水、脑脊液等)培养。对于快速检测临床上严重危及患者生命的败血症、菌血症，患者体液中是否有微生物生长以明确诊断有十分重要的作用，是临床有效治疗的关键。所以体液或类似物中致病微生物的检测应当在尽可能短的时间内进行。近年来，随着科技进步，微生物学、计算机学和工程学的结合，已经创造出许多自动化的培养系统。

自动化的体液微生物培养一般包括两部分，自动化检测设备和体液增菌培养瓶。自动化检测设备提供特定培养环境的孵育箱和检测系统，体液增菌培养基提供微生物的生长环境和供检测的传感器。将体液样本接种到体液增菌培养瓶内，在自动化体液培养仪中进行微生物培养，检测系统通过体液增菌培养瓶中传感器产生的变化，自动检测，给出培养结果，提供给临床诊断的依据。

现有的培养瓶多为血液培养瓶，专利号2004200480078中描述一种血液培养瓶，该瓶不具有负压，不易于临床样本的注入，使用不慎时会造成污染，并且使用玻璃瓶体，具有安全风险，不慎跌落时会导致破碎，使使用者暴露在碎玻璃，并有感染的可能。另一种使用塑料材质，例如聚碳酸酯，这种材料的瓶体可以解决安全风险，但是其具有透气性，会导致培养瓶内的负压变化，在有效使用期间不能保证顺利注入样本。另一方面如果外界气体进入到培养瓶内，会导致培养瓶内内置气体成分改变，而影响微生物的生长，例如厌氧培养瓶内进入空气之后，会导致厌氧菌无法生长，而造成临床误判。

培养瓶底部的传感器由高分子聚合物和指示剂组成，现有技术中传感器的透过性由分子大小决定，如专利号2012105834227中描述的，高分子半透膜能阻挡分子量300以上的物质，实际液体培养基中存在小分子，水、氢离子等，这些小分子如果透过半透膜都会对传感器产生影响，引起颜色变化，而本质不是微生物生长产生的变化。并且依据现有技术中描述的传感器具有透光性，而自动化检测设备使用的检测原理为光电检测原理，采集光信号，然后转化为电信号传输到控制系统中，此时如果传感器具有透光性，将影响光信号的采集。

另外，在现有技术中，传感器的制备和固化所耗费的时间都较长，一般在24小时-48小时，严重影响了生产效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种双层的塑料材质的体液增菌培养瓶，不易破碎，不透气性，透明，热稳定性好，制造工艺简单，减少生产过程步骤，降低生产成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种体液增菌培养瓶，包括瓶体、瓶塞、瓶盖、传感器、液体培养基，培养瓶瓶体为圆柱形，传感器贴于瓶底内部底部，瓶塞和瓶盖起到密封和机械保护作用，体液增菌培养瓶的密封空间为负压的无菌环境，体液增菌培养瓶的瓶体为双层塑料瓶体，一层为具有强度支撑的塑料材料，另一层为具有气体屏障作用的塑料材料。

所述具有强度支撑的塑料材料为尼龙、聚碳酸酯PC或聚丙烯PP，所述双层瓶体的外层或内层为具有气体屏障作用的塑料材料，所述具有气体屏障作用的塑料材料为聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯或聚氯乙烯。

所述体液增菌培养瓶的传感器为选择性半透膜，其能透过非极性分子而阻挡极性分子，保证二氧化碳能够透过半透膜而阻挡培养基中的其他分子和/或离子。

所述体液增菌培养瓶的传感器为高分子硅橡胶材料聚甲基硅氧烷及其固化剂。

所述体液增菌培养瓶的传感器含有遮光剂、酸碱指示剂和荧光指示剂，酸碱指示剂能根据培养基中微生物生长产生的二氧化碳而发生颜色变化，荧光指示剂指示剂能根据培养基中微生物生长产生的二氧化碳而发生荧光反应。

所述的酸碱指示剂为溴百里酚蓝、溴甲酚紫、溴甲酚绿或二甲苯酚蓝；所述荧光指示剂为荧光素、副玫瑰红、磺基罗丹明B、罗丹明B、酸性品红、茜素红或酸性红；所述遮光剂为锌白、钛白、锌钡白或钛钡白。

所述传感器材料配方为：

以上百分比为体积百分比，其中酸碱指示剂为质量百分比浓度0.1％-10％的水溶液，遮光剂为质量百分比浓度10％-80％的悬浊水溶液，荧光指示剂为质量百分比浓度0.1-10％的水溶液，其他成分为水和/或乙醇。

优选，所述传感器材料配方为：

以上百分比为体积百分比，其中溴百里酚蓝为质量百分比浓度0.1％-10％的溴百里酚蓝水溶液，锌白为质量百分比浓度10％-80％的锌白悬浊水溶液，罗丹明B为质量百分比浓度0.1-10％的罗丹明B水溶液，其他成分为水和/或乙醇。

所述液体培养基包括胰酶大豆肉汤、脑心浸液、酵母提取物、糖类，并含有对微生物起修复作用的维生素B族和/或维生素K族和/或维生素E族。

所述液体培养基还包括促进厌氧微生物生长的枸橼酸钠、硫乙醇酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸铁、亚硫酸钠、L-半胱氨酸盐酸盐中的一种或多种；包括减少样本中其他物质干扰，促进微生物生长的乙二胺四乙酸盐、对氨基苯甲酸、聚茴香磺酸钠、葡萄糖氧化酶、氯化血红素中的一种或多种。

所述液体培养基中添加有质量百分比2％-20％的吸附树脂，吸附树脂为一种或多种非离子吸附树脂和阳离子交换树脂，以减弱样本中抗生素对样本培养的干扰。

所述的体液增菌培养瓶的内部密闭空间含有内置气体，所述的内置气体包括氧气、氮气、二氧化碳、氢气、空气中的一种或多种气体。

一种体液增菌培养瓶的制备方法，包括以下步骤：

(1)双层培养瓶的制备：先形成双层型坯，再进行吹塑，吹塑的温度在25摄氏度到150摄氏度；

(2)传感器材料制备：将荧光指示剂和酸碱指示剂用纯化水溶解，遮光剂用纯化水配制成悬浊水溶液，按照比例混合后，加入含有铂系催化剂的硅橡胶材料、固化剂，在真空条件下搅拌脱泡，搅拌均匀的同时完成脱泡工作；

(3)传感器添加及固化：使用均匀分装设备将传感器材料引入到瓶体内，在底部铺平，形成2-10mm厚度的传感器；将引入传感器材料的瓶体在温度45-85℃环境下固化，在1-2小时内完成固化；

(4)培养基制备：将液体培养基组分按比例添加到纯化水中，溶解，搅拌均匀，除菌；

(5)灌装：将灭菌的液体培养基和灭菌的吸附树脂通过灌装-加塞-压盖机灌装到含有传感器的瓶体内；

(6)密封：将灭菌的胶塞附着到瓶口上方，通过灌装-加塞-压盖机填充气体，并形成真空，然后将胶塞压实，最后通过灌装-加塞-压盖机将铝塑盖附着到瓶口上方，然后压实；

(7)灭菌：将已密封好、各组件装置好的培养瓶进行辐照灭菌，最终形成密封的无菌的体液增菌培养瓶产品。

本实用新型的有益效果是：

1、提供一种双层的塑料材质的培养瓶瓶体，同时解决易破碎的安全风险、透气的影响内置气体成分和内部负压的风险、工艺复杂，造价高的风险。

2、提供一种基于酸碱指示剂和荧光指示剂的传感器，同时实现传感器颜色变化和荧光反应的检测方法，解决依靠酸碱指示剂颜色变化容易产生误报结果的风险，和荧光指示剂不能进行人工判读且自动检测设备成本高的缺点，提高整个检测系统的灵敏度和准确率。

3、所使用的体液增菌培养瓶的传感器为选择性半透膜，其能透过非极性分子而阻挡极性分子，保证二氧化碳能够透过半透膜而阻挡培养基中的其他分子和/或离子，使传感器的颜色变化只由样本中微生物生长产生的二氧化碳的浓度引起，而免除其他离子和/或分子的干扰，进而提高设备检测的准确率。

4、所用的传感器中的高分子硅橡胶材料包括聚甲基硅氧烷、固化剂、铂系催化剂，并在高温条件下固化，能大大缩短传感器的制备时间和固化时间，进而缩短整个生产过程的时间。

5、所用的传感器中的遮光剂包括锌白、钛白、锌钡白、钛钡白，能起到遮光作用，使传感器不透明，采集光信号不受到干扰，进而提高自动化检测设备的灵敏度。

6、所述的体液增菌培养瓶的液体培养基中添加对微生物起修复作用的维生素B族和/或维生素K族和/或维生素E族，能使样本中受到损伤的微生物细胞(例如血液样本中含有抗生素而使可能存在的微生物受到损伤)得到修复，增加检出几率，避免临床的漏检而延误患者病情。

7、所述的体液增菌培养瓶的液体培养基中添加促进厌氧微生物生长的枸橼酸钠、硫乙醇酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸铁、亚硫酸钠、L-半胱氨酸盐酸盐中的一种或多种，对液体培养基中或样本中引入的氧化性物质中和，保证厌氧微生物生长的厌氧环境。增加厌氧菌的尤其是专性厌氧菌的检出几率，避免临床的漏检而延误患者病情。

8、提供一种简单的制造工艺，采用最终辐照灭菌，降低生产过程中对环境的洁净要求，减少生产过程步骤，降低生产成本。

附图说明

图1体液增菌培养瓶结构示意图。

图2体液增菌培养瓶的生产工艺过程。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1和2所示，本实用新型的体液增菌培养瓶，包括瓶体1、瓶塞3、瓶盖2、传感器6、液体培养基5；其中所述的培养瓶瓶体为圆柱形，传感器6贴于瓶底内部底部，瓶塞3和瓶盖2起到密封和机械保护作用，培养瓶内部为无菌环境。

所述的体液增菌培养瓶的瓶体1为双层塑料瓶体，所述双层瓶体的内层或外层为具有强度支撑的塑料材料，例如尼龙、聚碳酸酯PC或聚丙烯PP，所述双层瓶体的外层或内层为具有气体屏障作用的塑料材料，例如聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯或聚氯乙烯。

所述的体液增菌培养瓶的密封空间为负压；

所述的体液增菌培养瓶的瓶塞3为弹性的丁基胶塞，与瓶口紧密贴合，起到密封作用；

所述的体液增菌培养瓶的瓶盖2为铝塑盖，以确保瓶塞不会掉落和污染，使用时表层的塑料盖8可去掉，便于操作。

所述的体液增菌培养瓶的传感器6为选择性半透膜，其能透过非极性分子而阻挡极性分子，保证二氧化碳能够透过半透膜而阻挡培养基中的其他分子和/或离子。

所述的体液增菌培养瓶的传感器使用高分子硅橡胶材料。

所述的体液增菌培养瓶的传感器含有遮光剂。

所述的体液增菌培养瓶的传感器含有酸碱指示剂，该指示剂能根据培养基中微生物生长产生的二氧化碳而发生颜色变化。

所述的酸碱指示剂包括溴百里酚蓝、溴甲酚紫、溴甲酚绿、二甲苯酚蓝等。

所述的体液增菌培养瓶的传感器含有荧光指示剂，该指示剂能根据培养基中微生物生长产生的二氧化碳而发生荧光反应。

所述的荧光指示剂包括荧光素、副玫瑰红、磺基罗丹明B、罗丹明B、酸性品红、茜素红、酸性红等。

所述的传感器中的高分子硅橡胶材料包括聚甲基硅氧烷。

所述的传感器中的遮光剂包括锌白，钛白，锌钡白，钛钡白。

所述的体液增菌培养瓶的液体培养基为绝大多数微生物所需要的胰酶大豆肉汤、脑心浸液、酵母提取物、糖类等营养成分。

所述的体液增菌培养瓶的液体培养基还包括对微生物起修复作用的维生素B族和/或维生素K族和/或维生素E族。

所述的体液增菌培养瓶的液体培养基还包括促进厌氧微生物生长的枸橼酸钠、硫乙醇酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸铁、亚硫酸钠、L-半胱氨酸盐酸盐中的一种或多种。

所述的体液增菌培养瓶的液体培养基还包括减少样本中其他物质干扰，促进微生物生长的乙二胺四乙酸盐、对氨基苯甲酸、聚茴香磺酸钠、葡萄糖氧化酶、氯化血红素中的一种或多种。

所述的体液增菌培养瓶的液体培养基中添加有2％-20％(w/w)的吸附树脂，以减弱样本中抗生素对样本培养的干扰。

所述的体液增菌培养瓶的内部密闭空间含有内置气体，所述的内置气体包括氧气、氮气、二氧化碳、氢气、空气中的一种或多种气体。

本实用新型体液增菌培养瓶的制备方法。现有技术中有单层塑料培养瓶或玻璃培养瓶，前文已经提到其存在的缺陷，还有一种多层塑料培养瓶，其能够满足不易破碎，不透气性等特点，但是工艺复杂，制备困难，造价较高。

因此，本实用新型提供一种能够满足培养瓶所需要的不易破碎，不透气性，透明，热稳定性等需要的体液增菌培养瓶。最终辐照灭菌，最终形成无菌产品，并减少过程中的无菌要求和灭菌步骤。

所述的体液增菌培养瓶的生产过程包括，双层塑料瓶体的制备，传感器材料的制备，传感器的添加和固化，液体培养基的制备，灌装，密封，灭菌。

所述的双层培养瓶的制备过程包括：形成型坯；吹塑成型。

所述的传感器材料制备过程包括：将荧光指示剂和酸碱指示剂用纯化水溶解，遮光剂用纯化水配制成悬浊水溶液，按照比例混合后混合到硅橡胶中。

所述的传感器添加和固化过程包括：使用均匀分装设备将传感器材料引入到培养瓶瓶体内，在45-85℃条件下经1-2小时固化。

所述的传感器固化过程包括使用催化剂和固化剂，所述的催化剂为添加到传感器组分中的铂系催化剂。

所述的液体培养基制备过程包括：将培养基组成成分按比例添加到纯化水中，充分溶解，经过灭菌处理。

所述的灌装过程包括：将灭菌后的吸附树脂等量分装到已制备好传感器的培养瓶内。

所述的灌装过程还包括：将过滤除菌后的液体培养基添加到已制备好传感器的培养瓶内。

所述的密封过程包括：将灭菌后的丁基胶塞置于灌装好吸附树脂和液体培养基的培养瓶上方，通过灌装-加塞-压盖机对培养瓶内部填充气体。

所述的密封过程还包括：将灭菌后的丁基胶塞置于灌装好吸附树脂和液体培养基的培养瓶上方，通过灌装-加塞-压盖机对培养瓶内部施加真空，形成负压。

所述的密封过程还包括：将铝塑盖压在已注入内部填充气体形成负压的培养瓶瓶口，压实密封。

所述的灭菌过程为辐照灭菌。

本实用新型的体液增菌培养瓶，不仅能进行血液培养，还可以对临床其他体液样本进行培养，如胸水、腹水、脑脊液等。

具体地说，所述的培养瓶瓶体为双层塑料瓶1，无色透明不透气的圆柱体型，内部为无菌负压环境，使样本顺利注入培养瓶内，免除污染风险。瓶塞3为弹性丁基胶塞，与瓶口紧密贴合保证培养瓶的气密性。瓶盖2为双层的铝塑盖，使用时将表层的塑料帽8去除，使用前塑料帽将保持胶塞的密封和无菌。培养瓶内配置的液体培养基4为绝大多数微生物生长需要的胰酶大豆肉汤、脑心浸液、酵母提取物、糖类等培养基组分，并添加适当对微生物细胞其修复作用的维生素，使微生物快速繁殖，并能修复受到样本中干扰物质(例如抗生素)损伤的微生物，提高检出几率。液体培养基中添加有拮抗作用的物质，如乙二胺四乙酸盐、对氨基苯甲酸、聚茴香磺酸钠、葡萄糖氧化酶、氯化血红素中的一种或多种，能够促进微生物的生长和快速繁殖。液体培养基中添加有吸附树脂5，吸附树脂为一种或多种非离子吸附树脂和阳离子交换树脂，吸附树脂悬浮于液体培养基中，用于吸附样本中含有的抗生素等物质，降低抗生素等物质对体液培养的干扰，提高检出率。体液增菌培养瓶内含有内置气体，提供微生物生长的必要条件。体液增菌培养瓶的瓶底，注入传感器6，传感器为选择性半透膜，采用高分子硅橡胶材料制备，其能透过非极性分子而阻挡极性分子，保证二氧化碳能够透过半透膜而阻挡培养基中的其他分子和/或离子，使传感器的颜色变化只由样本中微生物生长产生的二氧化碳的浓度引起，而免除其他离子和/或分子的干扰，进而提高设备检测的准确率。传感器中含有催化剂，能够使传感器材料引入培养瓶内后快速固化，缩短固化时间。传感器中含有酸碱指示剂和荧光指示剂，当瓶内微生物生长产生二氧化碳时，引起酸碱指示剂颜色变化和荧光指示剂荧光物质变化。体液增菌培养瓶内含有内置填充气体7，包括氮气、氧气、氢气、二氧化碳、空气中的一种或多种，满足不同类微生物的生长需求，促进微生物的生长。

如图2所示，本实用新型的体液增菌培养瓶的生产工艺过程，需要7个步骤，具体描述如下：

步骤1双层塑料瓶体制备：首先使用型坯模具铸造型坯内层，在120-150℃条件下将聚碳酸酯注入模具，冷却后依此型坯外层模具的内芯铸造型坯外层，在70-100℃条件下将聚萘二甲酸乙二醇酯注入型坯模具，冷却后脱坯，然后转入双层瓶模具，在高温条件下吹塑成型。

步骤2传感器材料制备：称取罗丹明B 0.0496g，溶解在,10mL纯化水中，称取溴百里酚蓝0.345g，溶解在15mL纯化水中，称取锌白3.472g加入到10mL纯化水中，将以上配好溶液，与495.9mL硅橡胶基本成分和49.6mL固化剂混合，用纯化水定容到600mL，在真空条件下搅拌脱泡15min，搅拌均匀的同时完成脱泡工作。

步骤3传感器添加：使用均匀分装设备将传感器材料引入到瓶体内，在底部铺平，形成2-10mm厚度的传感器。

步骤4传感器固化：将引入传感器材料的瓶体在温度45-85℃环境下固化，硅橡胶中含有的固化剂和铂系催化剂起到促进固化作用，在1-2小时内完成固化，传感器制备工作完成。

步骤5液体培养基制备：称取胰酶大豆肉汤90g，脑心浸液6g，酵母提取物6g，葡萄糖30g，氯化钠15g，聚茴香磺酸钠0.03g，组合维生素0.03g，氯化血红素0.003g，生长因子0.003g，将以上液体培养基组分添加到3000mL纯化水中，溶解，搅拌均匀，过滤除菌。

步骤6灌装：将灭菌的液体培养基和灭菌的吸附树脂通过灌装-加塞-压盖机灌装到含有传感器的瓶体内，每瓶30mL。

步骤7密封：将灭菌的胶塞附着到瓶口上方，通过灌装-加塞-压盖机填充气体，并形成真空，然后将胶塞压实，最后通过灌装-加塞-压盖机将铝塑盖附着到瓶口上方，然后压实。

步骤8灭菌：将以密封好，各组件装置好的培养瓶进行辐照灭菌(25kGy)，最终形成密封的无菌的体液增菌培养瓶产品。

下面就一些关键步骤通过一些实施例来进行进一步的描述。

在一个实施例中，传感器的材料包括：

其中Sylgard 184硅橡胶基本组分包括聚甲基硅氧烷和铂系催化剂。

在另一个实施例中，传感器的材料包括：

在又一个实施例中，传感器的材料包括：

一个实施例中，传感器的材料包括：

又一个实施例中，传感器的材料包括：

本实用新型中传感器材料配方的范围：

以上所述的为体积比例，其中溴百里酚蓝为浓度0.1％-10％(w/w)的水溶液，锌白为浓度10％-80％(w/w)的悬浊液，罗丹明B为浓度0.1-10％(w/w)的水溶液，其他成分为水或乙醇等。

在一个实施例中，液体培养基的制备方法为，将下列组分按比例称取，然后溶解到纯化水中，加热使其充分溶解。

另一个实施例中，液体培养基包括：

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。

Claims (7)

1.一种体液增菌培养瓶，包括瓶体(1)、瓶塞(3)、瓶盖(2)、传感器(5)、液体培养基(4)，培养瓶瓶体为圆柱形，传感器贴于瓶底内部底部，瓶塞和瓶盖起到密封和机械保护作用，体液增菌培养瓶的密封空间为负压的无菌环境，其特征在于，体液增菌培养瓶的瓶体(1)为双层塑料瓶体，一层为具有强度支撑的塑料材料，另一层为具有气体屏障作用的塑料材料。

2.根据权利要求1所述的体液增菌培养瓶，其特征在于，所述具有强度支撑的塑料材料为尼龙、聚碳酸酯PC或聚丙烯PP，所述双层瓶体的外层或内层为具有气体屏障作用的塑料材料，所述具有气体屏障作用的塑料材料为聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯或聚氯乙烯。

3.根据权利要求1所述的体液增菌培养瓶，其特征在于，所述体液增菌培养瓶的传感器为选择性半透膜，其能透过非极性分子而阻挡极性分子，保证二氧化碳能够透过半透膜而阻挡培养基中的其他分子和/或离子。

4.根据权利要求3所述的体液增菌培养瓶，其特征在于，所述体液增菌培养瓶的传感器为高分子硅橡胶材料聚甲基硅氧烷及其固化剂。

5.根据权利要求1所述的体液增菌培养瓶，其特征在于，所述体液增菌培养瓶的传感器含有遮光剂、酸碱指示剂和荧光指示剂，酸碱指示剂能根据培养基中微生物生长产生的二氧化碳而发生颜色变化，荧光指示剂指示剂能根据培养基中微生物生长产生的二氧化碳而发生荧光反应。

6.根据权利要求5所述的体液增菌培养瓶，其特征在于，所述的酸碱指示剂为溴百里酚蓝、溴甲酚紫、溴甲酚绿或二甲苯酚蓝；所述荧光指示剂为荧光素、副玫瑰红、磺基罗丹明B、罗丹明B、酸性品红、茜素红或酸性红；所述遮光剂为锌白、钛白、锌钡白或钛钡白。

7.根据权利要求1所述的体液增菌培养瓶，其特征在于，所述的体液增菌培养瓶的内部密闭空间含有内置气体，所述的内置气体包括氧气、氮气、二氧化碳、氢气、空气中的一种或多种气体。