DE1932789A1 - Zum einmaligen Gebrauch bestimmte Naehrbodenanordnung fuer Bakterienkulturen - Google Patents

Description

• Zum einmaligen Gebrauch bestimmte Nährbodenanordnung für Bakterienkulturen Die vorliegende Erfindung betrifft eine zum einmaligen Gebrauch bestimmte Nährbodenanordnung für Bakterienkulturen.
• Die derzeit gebräuchlichen bakteriologischen Untersuen chungen umfassen eine primäre Isolationsphase, während der festgestellt wird, ob eine bakterielle Infektion vorliegt, und eine anschließende differenzierende Auswertungsstufe, bei der Art oder- Gattung der Bakterien bestimmt werden. Diese Stufen werden gewöhnlich nacheinander durchgefährt und erfordern verschliedene Laboratoriumsgeräte und -hilfsmittel sowie verschiedene Verfahren. Jede Stufe oder Phase erfordert etwa 18 bis 24 Stunden, so daß fast zwei Tage verstreichen bevor Gewissheit über das Vorliegen einer Infektion und den Bakterientyp erlangt werden kanne Es geht also viel Zeit verloren, bevor der behandelnde Arzt das richtige Antibiotikum und die richtige Loses verschreiben kann.
• Die Untersuchung einer von einem Patienten oder anderen Untersuchungsobjekt entnommenen Probe mittels einer Bakterienkultur erfordert derzeit außerdem eine Anzahl von Gefäßen oder Behältern, wie etrischalen und Probiergläser mit verschiedenen Nährböden. Bei einem baknnten Untersuchungsverfahren, das sich speziell für eine differentielle Analyse eignet, wird z.B. ein bestimmtes Nährbodenmedium, 'wie Eisentrisacharid-Agar-Agar (TSI) seperat uni unabhängig in ein Probierröhrchen so eingebracht, daß ein massiver glumpen und eine schräge Abstrichfläche zur Verfügung stehen. Mit einer sterilen Drahtschleife wird dann eine Probe des verdächtigen Materials entnommen und die Drahtschleife wird zuerst in den Klumpen gestochen und dann über die Abstrichfläche gestrichen, um die Probe auf die Oberfläche des TSI-Agar aufzuimpfen.
• Auf diese Weise werden auf der Abstrichfläche ärobe Verhältnisse und in der Masse des Klumpens anärobe Verhältnisse für die Bakterienkulturen geschaffen.
• TSI-Agar-Agar ist ein für differentielle Untersuchungen in Probierröhrchen allgemein verwendetes Nährbodenmedium.
• TSI- und auch Harnstoff-Agar-Agar werden als erstes differenzierendes Untersuchungsmedium verwendet, nachdem die primäre Kulturphase ergeben hat, daß eine bakterielle Infektion vorliegt. Die Impfung des TSI-Agar-Agar erfolgt in allgemeinen mittels einer reinen Kulturprobe um eine differenzierte Identifikation zu erreichen. Im ungeimpften Zustand ist TSI-Agar-Agar normalerweise orang-rot gefärbt und hat einen im alkalischen Bereich liegenden ph-Wert von 7,4. TSI-Nährbodenmaterial enthält drei Zucker, nämlich Glucose, Lactose und Sucrose außerdem zusätzlich Phenolrot-Indikator und Ferrosulfat. Die Glucosekonzentration beträgt etwa ein zehntel der Konzentration der Lactose und Sucrose, wodurch eine ausschließliche Fermentation der Glucose erkannt werden kann. Die bei der Fermentation von Glucose entstehende geringe Säuremenge wird im Abstrich rasch oxydiert, wenn dieser dem atmosphätischen (äroben) Sauerstoff frei ausgesetzt ist und, die Farbe der Abstrichfläche wird daher rasch von Gelb (saures pH) wieder zurück zu dem dem ungeimpften, alkalischen Zustand entsprechenden Rot zurückwechseln oder Rot (alkalisches pH) bleiben. Ii Gegensatz dazu bleibt die gelbe Säurereaktion bei dem niedrigeren Sauerstoffpartialdruck (anärobe Verhältnisse) im Klumpen erhalten. Zur Forderung der proben Verhältnisse auf dem Abstrich ist ein freier Luftauatausch wesentlich, was normalerweise dadurch erreicht wird, daß man die üblichen Schraubkappen durch lose Wattestopfen ersetzt.
• Ein häufig in Urin vorkommender Organismus, zaBo Proteus Mirabilis, fermentiert Glucose, jedoch nicht Laktose und ergibt daher im Klumpen eine saure Reaktion (gelb) und auf dem Abstrich eine alkalische Reaktion (rote Ein solcher Organismus kann die Ferrosulfatverbindung durch Bildung von Schwefelwasserstoff-Gas beeinflussen, so daß sich in dem anärobischen Klumpen in dem Probierröhrchen eine schwarze Färbung entwickelt, die ein zusätzliches Unterscheidungsmerkmal darstellt. Eine weitere Eigenschaft von TSI-Agar-Agar ist die' Möglichkeit des Auftretens von Gasbläschen im anæroben Klumpen im Röhrchen, was z.B. typisch für das Bakterium E.Coli ist. Es bedarf deshalb kaum einer Erwähnung, daß die Aufrechterhaltung von anäroben Verhältnissen und die Förderung des Bakterienwachstums unter diesen Verhältnissen äußerst erwünscht sind.
• Der vorliegenden Erfindung liegt dem entsprechend die Aufgabe zugrunde, bakterielle Untersuchungen und zwar sowohl unter äroben als auch unter anäroben Verhältnissen rasch, zuverlässig, einfach und billig durchführen zu können, wobei geeignete Anfangsbedingungen, insbesondere Sterilität, gewährleistet sind, so daß Fehler auf ein Minimum herabgesetzt werden können.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer zum einmaligen Gebrauch bestimmten Nährbodenanordnung für Bakterienkulturen gelöst durch einen integralen Behälter mit mindestens einem Fach, in dem sich ein festes Nährbodenmaterial befindet, und durch eine Vorrichtung zum Erzeugen anärober Verhältnisse an der Oberfläche des Nährbodenmaterials.
• Eine zum einmaligen Gebrauch bestimmte Nährbodenanordnung für Bakterienkulturen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine integrale, im wesentlichen rechteckige Platte mit mehreren, im wesentlichen rechteckigen Fächern. In den jeweiligen Fächern befinden sich bestimmte Medien oder Nährböden, so daß gleichzeitig eine Anzahl von Bakterienkolonien gezüchtet werden können und eine Untersuchung nach dem Augenschein auf der Basis von Farbwechseln, Bakterienwachstum- und Zählungen usw. einfach und zweckmäßig durchgeführt werden können. Die Kulturanordnung enthält außerdem eine Sondenvorrichtung mit einer Impffläche, die so gestaltet ist, daß effektive anärobe Verhältnisse geschaffen werden können, und die Umgebungsbedingungen erzeugt, die den Bakterienstoffwechsel und damit die Untersuchungen und die Gewinnung der Resultate beschleunigt.
• Gemäß einer Witerbildung der Erfindung ist eine abgeschlossene, luftdichte, sterile Packung vorgesehen, die die Werkzeuge zur Probenmanupulation enthält, die zum Auftragen und gleichförmigen Verteilen und zur Erzielung -einer anäroben Wirkung dienen.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kulturvorrichtung oder Nährbodenanordnung gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Anordnung gemäß -Fig. 1; -Fig. 3 eine Seitenansicht einer anäroben Sondenvorrichtung, die gemäß der Erfindung in Kombination mit einer Kulturplatte verwendet wird; Fig. 4 eine Draufsicht auf die anärobe Sondenvorrichtung; Fig. 5A und 5B Darstellungen von Einrichtungen wie sie gemäß dem Stande der Technik für Bakterienkulturen in einem einzigen Medium verwendet wurden, und Fig. 6 eine Draufsicht auf eine transparente, abgedich--tete Kun'ststoffpackung, die eine Flüssigkeit, Probenhandhabungswerkzeuge und eine Anärobscheibe für die Nährboden der Kulturplatte gemäß der Erfindung enthält.
• In Fig. 1 und 2 ist eine zum einmaligen Gebrauch bestimmte Kulturplatte oder Schale 10 dargestellt, die mehrere rechteckige Abschnitte oder Fächer 12a - 12e enthält, die durch Rippen 14 abgegrenzt sind, die sich von der einen Seite der Schale 10 über deren Breite zur anderen Schale erstrecken.
• Die Schale kann mit einem Deckel 16 verschlossen werden, der verhältnismäßig gut paßt aber trotzdem im geschlossenen Zustand noch einen genügenden Luftaustausch ermöglicht. Die Schale 10 und der Deckel 16 bestehen vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoff, wie Polystyrol, der billig ist, so daß die Anordnung nach einmaligen Gebrauch weggeworfen werden kann.
• Jedes Fach 12 enthält ein Nährbodenmaterial 18, das für die Kultur bestimmter Bakterientypen geeignet ist. Die unterteilte rechteckige Schale 10 kann s.B. Blut-Agar-Agar im Fach 12a, EMB-Agar-Agar im Fach 1 2b, MacConkey-Agar-Agar im Fach 12c, Harnstoff-Agar-Agar im Fach 12d und TSI-Agar-Agar im Fach 12e enthalten.
• Die Fächer 12 haben jeweils annähernd die gleichen Abmessungen und enthalten entsprechende Mengen Agar-Agar. Das praktisch gleichzeitige Einbringen eines Fremdstoffes oder einer zu untersuchenden Probe in die verschiedenen Fächer stellt daher einen "Bezugszustand" her, bezüglich dessen das anschließende Bakterienwachstum in den verschiedenen Fächern gleichzeitig gemessen werden kanne Die Messungen können visuell oder auf andere Weise einfach und zweckmäßig durchgeführt werden, da sich alle Nährböden und Kulturen nebeneinander in ein und derselben Schale befinden und leicht meßbare Flächen darbieten.
• Außerdem können am Boden bestimmter oder aller Fächer Eichmarken oder Makierungslinien 20 vorgesehen sein, durch die Fläche der Fächer in gleiche Zonen 22 unterteilt werden, die eine schnelle Zählung ermöglichen. Die Schnellzählzonen 22 können, wenn sie vollständig von Bakterienkolonien bedeckt sind, einer bestimmten Bakterienzahl entsprechen. Auf diese Weise können ein praktischer Arzt oder ein Laborant schnell den Grad der Infektion eine Patienten bestimmen, nachdem man die Bakterien, z.B. eine vorgebene Zeit, in einem Brutofen hat wachsen lassen.
• Bei der Anordnung gemäß der Erfindung wird eine Sondenvorrichtung 20 in Verbindung mit Analysen- oder Bestimmungsnährböden, wie TSI-Agar-Agar 18e verwendet, um anärobe Verhältnisse zu schaffen und eine differenzierende Analyse durchzuführen. Die Sondenvorrichtung, die in den Fig. 3 und 4 genauer dargestellt ist, weist eine rechteckige, konvexe Fläche 22 auf von deren Mitte ein Vorsprung oder Zapfen 24 vorsteht. Auf der entgegengesetzten Fläche ist ein gebogener Handgriff 26 vorgesehen, der ein bequemes Erfassen der Sondenvorriohtung ermöglicht. Der Handgriff 26 verhindert auch ein Beschmutzen der Oberfläche 22 und des Zapfens g4, die mit' den zu untersuchenden Bakterien versehen werden. Die Sondenvorrichtung 20 wird vor zugsweise aus einem preiswerten, klaren Kunststoff hergestellt, so daß man sie Jeweils nach Gebrauch ohne weite wegwerfen kann.
• In der Praxis werden bestimmte Mengen oder geeichte Pfropfen der Probe aseptisch mittels einer Pipette 52 (siehe Fig. 6) praktisch gleichzeitig auf die verschiedenen Nährböden 18 aufgebracht. Insbesondere bringt man zwei abgemessene Pfropfen auf getrennte Stellen des differenzierenden Nährbodens aus TSI-Agar-Agar 18e Innerhalb der von einem der Pfropfen eingenommenen Fläche wird die Sondenvorrichtung 20 eingesetzt wobei der Zapfen 24 die Oberfläche des Nährbodens 18e durchstößt. Die Vorrichtung 20 wird mittels des Handgriffes 26 SO auf dem TSI-Agar-Agar-Nährboden gedrückt, bis sich der größere Teil der konvexen Oberfläche 22 in inniger Berührung mit der Oberfläche des Agar-Agar befindet und dadurch etwa eingeschlossene Luftblasen verdrängt werden. Durch die konvexe Form der Oberfläche 22 ist gewährleistet, daß die Luft aus dem Bereich zwischen der Oberfläche des Nährbodens 18e und der Oberfläche 22 der Sondenvorrichtung 20 herausgedrückt wird und wirklich anärobe Verhältnisse geschaffen werden. Der Zapfen 24 führt etwas von der Probe und den in ihr enthaltenen Bakterien in die unter der Oberfläche befindliche Nasse des Nährbodenmate'rials mit sich und impft dadurch den Nährboden in der Tiefe. Durch den eingedrungenen Zapfen 24 und den Kontakt zwischen der konvexen Fläche 22 und der Oberfläche des Nährbodens, der durch den eingedrungenen Zapfen und die Haftung infolge der Oberflächenspannung aufrechterhalten wird, ergibt sich ein Bereich erheblicher Breite für eine anärobe Kultur. Die Haftung, die Oberflächenspannung und die Fixierung des Zapfens verhindern auch, daß die Sondenvorrichtung 20 unter der Einwirkung der Schwerkraft oder anderer Kräfte aus dem Nährboden herausfällt, -wenn die Kulturschale umgedreht, also mit dem Deckel nach unten angeordnet wird, um Feuchtigkeit zu beseitigen. Nachdem Einsetzen der Sondenvorrichtung wird der verbleibende Teil des TSI-Agar-Agar mit einen rechtwinklig abgeknickten Stab 54 überstrichen um einen Probierröhrchenabstrich nachzubilden. Der Zapfen bildet die Verhältnisse im Klumpen des Prpbierröhrchens nach.
• Die Kulturschale wird dann in einen Kulturofen gebracht, in dem sich die Bakterien sowohl unter Proben als auch anäroben Bedingungen entwickela. Dadurch daß sowohl primäre Isolationsnährböden oder Medien als auch differenzierende Bestimmungsnährböden oder Medien ins gleichen Behälter angeordnet sind, so daß gleichzeitig eine bakterielle Entwicklung und Analyse unter sowohl proben als auch anäroben Bedingungen stattfinden kann, wird die Untersuchungszeit ganz erheblich verkürzt. Die Impf sonden Vorrichtungen 20 bewirkt ein viel schnelleres Bakterienwachstum unter anäroben Bedingungen als es bisher möglich war. Die Sondenvorrichtung gemäß der Erfindung kann außerdem zur Übertragung von Bakterien von einem Nährboden auf einen anderen im selben Behälter oder auch in einem anderen Behälter verwendet werden, indem man einfach den Zapfen in eine Kolonie stößt und dann mit ihm einen anderen gewünschten Nährboden impft.
• Die Fig. 5A und 5B zeigen die Vorrichtungen und Verfahren die bisher bei Bakterienkulturen verwendet wurden. Zur Impfung eines differenzierenden Bestimmungs-Mediums 30, z.B.TSI-Agar-Agar in einem Probierröhrchen 52 wurde eine Drahtschleife 28, die eine Probe der zu untersuchenden Substanz enthielt, verwendet, Das Nährbodenmaterial 30 ist-so im Probierröhrchen 32 angeordnet, daß es eine schräge Abstrichfläche 34 und einen Klumpen oder eine kompakte 36 bildet, wie oben erwähnt wurde.
• Die Drahtschleife 28 wird zuerst durch Erhitzen mittels eines Bunsenbrenners 38 sterilisiert, dann in die zu untersuchende Substanz eingetaucht, anschließend in die Masse 36 gestoßen und schließlich über die Abstrichfläche 34 der differenzierenden Nährbodensubstanz 50 gestrichen. Durch das Hineinstoßen in die Masse 36 werden die gewünschten anäroben Bedingungenfür das Bakterienwachstum geschaffen, das sich anschließend~ durch eine Änderung der Farbe und das Entstehen von Gasbläschen 40 bemerkbar macht. Gleichzeitig findet auf der Abstrichfläche ein ärobes Bakterienwachstum statt. Um ein ärobes Bakterienwachstum auf dem Abstrich ohne übermäßige Ansammlung von Feuchtigkeit, Staub oder Verunreinigungen zu ermöglichen, wird das Probierröhrchen 32 mit einer porösen Wattekappe 42 verschlossen. Bei diesem Verfahren ist das anærobe Wachstum verhältnismäßig langsam, da der durch-die Drahtschleife anfänglich infizierte Bereich verhältnismäßig klein ist, jedenfalls viel kleiner als die breite Impffläche, die bei Verwendung der Sondenvorrichtung gemäß der Erfindung zur Verfügung steht.
• Um zu gewährleisten, daß die Sondenvorrichtung 20, die Pipette 52 und der Abatrichstab 54 vor der Untersuchung steril sind, werden diese Teile, -die später in Berührung mit der Oberfläche der Nahrböden kommen, in einem luftdichten Behälter 50 aufbewahrt, bei dem es sich um einen Kunststoffbeutel handeln kann, der an zwei Seiten durch Verschweißungen 60 verschlossen ist. Die Pipette 52 hat ein vorgegebenes Volumen und eine bestimmte Gestalt, so daß eine abgemessene Menge des zu untersuchenden Materials für' die Verteilung über den bekannten Oberflächenbereich Jedes Nährbodens abgegeben wird.
• Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung der speziellen Anordnung oder Nährbodenbehälterkonstruktion oder die speziellen Sondenvorrichtungen, die oben beschrieben wurden, beschränkt. Die Kulturschale und die Sondenvorrichtung brauchen nicht rechteckig zu sein, sondern können auch z.B. eine elliptische, trapezförmige oder andere Gestalt haben. Man kann, bei der Probenvorrichtung mehrere Zapfen anstelle nur eines einzigen Zapfen vorsehen. Zur Nachbildung der anäroben Verhältnisse durch innige Berührung mit der Oberfläche des differenzierenden Kulturnährbodens kann auch eine dünne Kunststoff-oder Glasfolie oder Platte oder eine andere ebene Fläche verwendet werden. Zur Schaffung der gewünschten Verhältnisse können alternativ auch eine konkave Platte oder Kappe dienen.
• Es wurde jedoch gefunden, daß die oben beschrLebene Kombination die optimale und wirksamste Analyse der Bakterienentwicklung ermöglicht, da sowohl der integrale Nährbodenbehälter, die Sondenvorrichtung, der Verteil- oder Abstrchstab und die Pipette aus einem billigen Kunststoff bestehen und daher nach einmaligen Gebrauch weggeworfen werden können, kann auch eine wiederholte Reinigung, Sterilisation, Inkubation und getrennte Handhabung von Probierröhrchen, Petrischalen, Drahtschleifen, Impfnadeln und dgl., was bisher üblich war, verzichtet werden.
• Auch die Gefahr, daß sin Fehler bei der Beschilderung und Identifizierung der vielen Röhrchen und Probeplatten von verschiedenen Untersuchungsobjekten und Patienten auftritt, wird vermieden. Da der Nährbodenbehälter und die Sondenvorrichtung vorzugsweise aus einem klarem Kunststoff bestehen, können Farbwechsel und das Wachstum von Bakterienkolonien leicht visuell beobachtet werden, was eine rasche und einwandfreie Bestimmung gestattet.
• Durch die Erfindung ist es nun möglich geworden, gleichzeitig eine primäre Isolationsbestimmung bezüglich des Vorhandenseins einer bakteriellen Infektion und eine differenzierende Analyse zur Bestimmung der vorhanden Bakterienarten gleichzeitig durchzuführen.

Claims (13)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Zum einmaligen Gebrauch bestimmte Nährbodenanordnung für Bakterienkulturen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen integralen Behälter (io) mit mindestens einem Fach (12a 12e) in dem sich jeweils ein festes Nährbodenmaterial (18a 18e) befindet, und durch eine Vorrichtung (20) zum Erzeugen anärober Verhältnisse an der Oberfläche des Nährbodenmaterials.

2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n ns e i c c h n e t, daß die Vorrichtung zum Erzeugen anärober Verhältnisse eine ebene Oberläche aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Vorrichtung zum Erzeugen anärober Verhältnisse eine im wesentlichen konvexe Oberfläche (22) aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t, daß von der Oberfläche ein Sondenteil (24) vorspringt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -ze i c h n e t, daß das Sondenteil so geformt ist, daß anärobe Verhältnisse gleichzeitig längs der Oberfläche und unterhalb der Oberfläche des Nährbodenmaterials geschaffen werden.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an der Vorrichtung (20) zum Erzeugen anärober Verhältnisse ein Handgriff (26) angebracht ist.

7. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das mindestens eine Fach eine Mohrsahl ähnlicher Fächer umfaßt, die jeweils verschiedene Nährbodenmaterialien enthalten.

8. Anordnung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n nz z e i c h n e t, daß die Nährbodenmaterialien sowohl Materialien für eine primäre Analyse oder Vereinzelung oder Brzeugung von Bakterienkulturen als auch Materialien für eine differenzierende Analyse des Bakterientyps enthalten.

9. Anordnung nach Anspruch 1 oder 8, d a d u r c h g @ e k e rr n z e i c h ne t, daß die Näihrbodenmaterialien TSI-Agar-Agar für eine differenzierende Analyse

10. Anordnung nach Anspruch 1, 8 oder 9, d a d u r ch g e e k e n n z e i c h n e t, daß die Nährbodenmaterialien Harnstoff-Agar-Agar zur differenzierenden Analyse enthalten.

11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Behälter (10) im wesentlichen rechteckig ist.

1 i2. Anordnung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n et t d u.r c h eine sterile Pipette (52) zum Aufbringen flüssigen Untersuchungsmaterials in abgemessener Menge auf die Oberfläche der Nährbodenmaterialien, und eine sterile Verstreichvorrichtung (54) zum gieichförmigen Verteilen des Untersuchungsmaterials auf der ganzen Oberfläche des Nährbodenmaterials.

13. Anordnung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k enn -z e i c h n e t, daß die Pipette (52), die Verstreichvorrichtung (54) und die Vorrichtung (20) zum Erzeugen anärober Verhältnisse in einem luftdicht abgeschlossenen Behälter steril untergebracht sind.