CZ27756U1

CZ27756U1 - Device for isolation of extremely adherent potentially probiotic strains

Info

Publication number: CZ27756U1
Application number: CZ2014-30463U
Authority: CZ
Inventors: Martin Jakubec; Iveta Hynštová; Jakub Florián; Robert Kadlec
Original assignee: Výzkumný ústav mlékárenský, s.r.o.
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2015-01-26

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká zařízení pro izolaci potenciálně probiotických kmenů z analyzovaného vzorku. Zvláštní důraz je kladen na adherentní vlastnosti izolovaných kmenů.The technical solution relates to a device for isolating potentially probiotic strains from a sample to be analyzed. Particular emphasis is placed on the adherent properties of isolated strains.

Dosavadní stav technikyBackground Art

Izolace nových probiotík je doposud prováděna pomocí klasických postupů izolace probiotických rodů např. - Lactobacillus, Bifidibacterium, Enterococcus a jiných, jak je uvedeno v A.C. Ouwehand et al. Probiotics: mechanisms and established effects. International Dairy Journal (1999), kdy dojde primárně k izolaci čisté kultury a následně až potvrzení probiotických vlastností, z nichž nej významnějšími jsou přežívání v nízkém pH, přežívání v solích žlučových kyselin a adherence, dle T.A. Oelschlaeger, Mechanisms of probiotic actions - A review. International Journal of Medical Microbiology (2010).So far, the isolation of new probiotics has been carried out using conventional isolation techniques for probiotic genera such as Lactobacillus, Bifidibacterium, Enterococcus and others as described in A.C. Ouwehand et al. Probiotics: mechanisms and established effects. International Dairy Journal (1999), where pure culture is primarily isolated, followed by confirmation of probiotic properties, of which the most important are low pH survival, bile acid salt survival, and T.A. Oelschlaeger, Mechanisms of probiotic actions - A review. International Journal of Medical Microbiology (2010).

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Základem technického řešení je využití mikrofluidního čipu. Mikrofluidní čip je vyráběn pomocí CNC frézky v polykarbonátové desce a následně slepen se stejnou deskou za pomocí vysoké teploty a tlaku. Mikrofluidní čip obsahuje 2 reakční komory a 5 zásobních komor. Pomocí připojených ventilů a pumpy je analyzovaný vzorek přečerpáván z jednotlivých reakčních komor a je pak simulován průchod gastrointestinálním traktem. Ve finále je vzorek inkubován v selektivním bujónu, kdy dojde k pomnožení pouze kmenů sjiž definovanými probiotickými vlastnostmi. Bujón potom může být využit na izolaci již čistých probiotických kmenů.The basis of the technical solution is the use of microfluidic chip. The microfluidic chip is manufactured using a CNC milling machine in a polycarbonate plate and then glued to the same plate using high temperature and pressure. The microfluidic chip contains 2 reaction chambers and 5 storage chambers. Using the attached valves and pump, the sample to be analyzed is pumped from the individual reaction chambers and the passage through the gastrointestinal tract is simulated. In the final, the sample is incubated in selective broth where only the strains already defined by probiotic properties are propagated. The broth can then be used to isolate already pure probiotic strains.

K největším výhodám podle tohoto technického řešení patří lychlost a spolehlivost odběru vzorků a jejich zpracování.The greatest advantages of this technical solution include the leanness and reliability of sampling and processing.

Objasnění výkresuDrawing clarification

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresu, na kterém obr. 1 představuje samotný mikrofluidní čip a obr. 2 zobrazuje náhled na celé zařízení včetně přítomných pump.The technical solution will be explained in more detail with the aid of the drawing, in which Fig. 1 represents the microfluidic chip itself and Fig. 2 shows the whole device including the pumps present.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solutions

1. Základem technického řešení podle obr. 1 je mikrofluidní čip 1. Jedná se o destičku z polykarbonátového substrátu, s vyfrézovanými cestami, reakčními komorami 2 a 3, zásobními komorami 4 až 8 a integrovanými vzduchovými filtry JT propouštějící pouze plyny. Následně je mikrofluidní čip i slepen s neupravenou polykarbonátovou destičkou a na mikrofluidní čip I jsou usazeny dvoucestné ventily 9 a trojcestné ventily. 10.1. The technical solution of FIG. 1 is based on a microfluidic chip 1. It is a plate of polycarbonate substrate, with milled paths, reaction chambers 2 and 3, storage chambers 4 to 8 and integrated air-permeable filters JT only. Subsequently, the microfluidic chip is glued to the untreated polycarbonate plate and two-way valves 9 and three-way valves are mounted on the microfluidic chip I. 10.

2. Mikrofluidní čip 1 podle obr. 1 je umístěn v termostatu 16 dle obrázku 2.2. The microfluidic chip 1 of FIG. 1 is located in the thermostat 16 of FIG. 2.

3. Mikrofluidní čip I podle obr. 1 je součástí automatické linky s automatickým dávkovačem 17 vzorků a odběrným systémem 19 dle obr. 2.3. The microfluidic chip I of FIG. 1 is part of an automatic line with an automatic sample dispenser 17 and a sampling system 19 of FIG. 2.

Pomocí peristaltické pumpy 12 na vstupu 13 je zajištěn podtlak, který je hnací silou pro pohyb vzorku mikrofluidním čipem I, který je dále korigován pomocí dvoucestných 9 a troj čestných JO ventilů. Bezpečné čerpání vzorků a reaktantů je zajištěno také pomocí dvojice vzduchových filtrů JT. Vzorek je na vstupu 13 přečerpán do reakční komory 2. Ke vzorku jsou postupně s přestávkou na inkubaci připuštěny reakční roztoky ze zásobních komor 4 až 7 v tomto pořadí: roztok simulující žaludeční prostředí, neutralizační roztok, roztok solí žlučových kyselin a neutralizační pufr. Hladké nasátí vzorku je zajištěno vzduchovým vstupem 15. Následně je neutralizovaný vzorek přesunut do reakční komory 3, která je pokryta mucinem. Po inkubaci dojde k vypuštění vzorku výstupem 14, dále se pracuje pouze s adherentními bakteriemi. Ze zásobní komory 8 dojde kpřepuštění selektivního bujónu do reakční komory 3. Po inkubaci dojde k vypuštění vzorku s již potenciálně probiotickými vysoce adherentními kmeny.The peristaltic pump 12 at the inlet 13 provides vacuum to drive the sample through the microfluidic chip I, which is further corrected by two-way 9 and three honest 10 valves. Safe pumping of samples and reactants is also ensured by a pair of JT air filters. The sample is pumped into the reaction chamber 2 at the inlet 13. Reaction solutions from the storage chambers 4 to 7 are allowed to progress to the sample in the following order: gastric simulating solution, neutralizing solution, bile salt solution and neutralizing buffer. Smooth aspiration of the sample is provided by the air inlet 15. Subsequently, the neutralized sample is transferred to the reaction chamber 3, which is covered with mucin. After incubation, the sample is discharged through outlet 14, and only adherent bacteria are processed. Selective broth is transferred from the storage chamber 8 to the reaction chamber 3. After incubation, the sample is drained with potentially probiotic highly adherent strains.

CZ 27756 UlCZ 27756 Ul

Pro regulaci teploty je možné celý mikrofluidní čip I umístit do termostatu 16. Dále je možné mikrofluidní čip 1 využít jako součást screeningové linky s automatickým dávkovačem Γ7 vzorků. Kmeny jsou dále odváděny odběrným systémem 19 na další izolaci. Celý proces je řízen počítačem 18.For temperature control, the entire microfluidic chip I can be placed in thermostat 16. Furthermore, the microfluidic chip 1 can be used as part of a screening line with an automatic vzorků7 sample dispenser. Further, the trunks are removed by the collection system 19 for further isolation. The entire process is controlled by computer 18.

Průmyslová využitelnostIndustrial usability

Technické řešení slouží k izolaci potenciálně probiotických, vysoce adherentních kmenů. Cílem je umožnit rychlý screening vzorku pro potenciálně probiotické kmeny bez nutnosti primární izolace čistých bakteriálních kmenů. Toto řešení je možno využít v průmyslu pro rychlé rozšíření probiotických sbírek a pro rychlé probiotické testování směsných kultur. Dále může být mikrofío luidní čip umístěn v termostatu pro regulaci teploty a/nebo může být součástí automatické linky s dávkovacím systémem.The technical solution serves to isolate potentially probiotic, highly adherent strains. The aim is to allow rapid screening of the sample for potential probiotic strains without the need for primary isolation of pure bacterial strains. This solution can be used in the industry for rapid expansion of probiotic collections and for rapid probiotic testing of mixed cultures. Further, the microfluidic chip may be located in a thermostat for temperature control and / or be part of an automatic line with a dispensing system.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

An apparatus for the isolation of highly adherent potentially probiotic strains, characterized in that the basis of the apparatus is a microfluidic chip (1) comprising a plate with a grooved groove, reaction and storage chambers (2 to 8), the microfluidic chip (1) it further comprises filters (11) and a set of two-way and three-way pumps (9 to 10), further comprising a peristaltic pump (12), inlets (13 and 15) and an outlet (14).

Device for isolating highly adherent potentially probiotic strains according to claim 1, characterized in that the microfluidic chip (1) comprises liquid regents in the storage chambers (4 to 6).

Device for isolating highly adherent potentially probiotic strains according to claim 1, characterized in that the reaction chamber (3) is covered with mucin.

Device for isolating highly adherent potentially probiotic strains according to claim 1, characterized in that the microfluidic chip (1) is placed in a thermostat (16).

The device for isolating highly adherent potentially probiotic strains according to claim 1, characterized in that the microfluidic chip (1) is part of a line with an automatic sample dispenser (17) and a sampling system (19).