DE2254282C2 - Vorrichtung zum Aufnehmen, Züchten und Identifizieren von in einer Probe einer Körperflüssigkeit enthaltenen Mikroorganismen - Google Patents

Vorrichtung zum Aufnehmen, Züchten und Identifizieren von in einer Probe einer Körperflüssigkeit enthaltenen Mikroorganismen

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Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen, Züchten und Identifizieren von in einer Probe •einer Körperflüssigkeit enthaltenen Mikroorganismen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der vorliegenden Erfindung wird von einer bekannten Einrichtung zum Punktieren einer Vene, wie z. B. einer Einrichtung mit einem evakuierten Rohr und einem Halter bzw. einer Buchse mit einer Nadel für Mehrfachproben ausgegangen. Eine solche Einrichtung ist in der US-PS 24 60641 beschrieben, und die Nadel so für Mehrfachproben ist den US-PS 34 69 572 und 94 352 zu entnehmen. — Zum Stand der Technik gehört weiter eine biologische Testvorrichtung mit einem Gefäß aus durchsichtigem Werkstoff, welche eine Nährlösung, einen gelatinehaltigen Nährboden sowie eine unter Unterdruck stehende Atmosphäre umschließt, unter deren Sogwirkung eine Flüssigkeitsprobe, insbesondere Blut, in das Gefäßinnere gelangen kann (US-PS 92 974> Das Gefäß weist einen verjüngten Hals auf, in den ein durchstechbarer Stopfen mit Preßsitz eingedrückt ist. Eine runde Kappe ist auf den? mit einem Außengewinde versehenen Hals aufgedreht. Die Kappe weist eine innere Bohrung auf und geht nach außen in einen Stutzen kleineren Durchmessers über. Auf den Stutzen kann eine ihn abschließende Verschlußkappe aufgeschraubt werden. Bei entnommener Verschlußkappe kann eine Hohlnadel durch den Stopfen gestoßen werden, die über einen Schlauch mit einer zweiten, in eine Vene einführbaren Hohlnadel in Verbindung steht. Wenn die erstgenannte Hohlnadel aus dem Stopfen gezogen wird verschließt sich dieser selbsttätig, um das Innere des Gefäßes steril zu halten. Die Atmosphäre in dem Gefäß kann je nach dem durchzuführenden Test aus Stickstoff, Kohlendioxyd oder einem anderen Gas bestehen. — Trotzdem ist die Verwendbarkeit dieser Testvorrichtung für bestimmte (aerobe) Organismen beschränkt, unter anderem da das Gefäßinnere nicht ohne weiteres mit der das Gefäß umgebenden Atmosphäre gegen Verunreinigungen geschützt in Verbindung gebracht werden kann. Eingeschränkt ist auch die Entnahmemöglichkeit /on Teilproben aus dem Gefäßinneren, weil sich der Stopfen nicht ohne weitere Vorsichtsmaßnahmen aseptisch aus dem Hals des Gefäßes entfernen und wieder einsetzen läßt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zum Aufnehmen, Züchten und Identifizieren von aus Körperflüssigkeiten gewonnenen Mikroorganismen so weiterzubilden, daß sie zur Aufzucht aerober und anaerober Mikroorganismen geeignet ist Dabei sollen eine Verschmutzung des Stopfens und des Nachweismediums verhindert werden bei gleichzeitiger Möglichkeit das bei Wachstum der Mikroorganismen entstehende Gas .«?wie Sauerstoff auszutauschen, der für das Wachstum aerober Mikroorganismen erforderlich ist Weiterhin soll das Innere des Gefäßes wahlweise nach verschiedenen Verfahren zugänglich sein, um Teilproben zur weiteren Untersuchung entnehmen zu können. Dabei soll sich die Vorrichtung durch kostengünstige Herstellung auszeichnen und unter Einhaltung aseptischer Bedingungen beim Aufnehmen und Obertragen von KörperflüsMgkeiten auf einen Kulturboden einfach handhaben lassen. (Der Begriff »Kulturboden« steht hier genereii für Züchtungsmedten, also beispielsweise auch Nährbrühe).
Diese Aufgabe wird durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebene Erfindung gelöst
Bei dieser Vorrichtung kann eine sogenannte Belüftungseinrichtung so auf das Rohr aufgesetzt werden, daß ein steriles Feld um den Stopfen herum während der Impfung des Kulturbodens, beispielsweise einer Blutaufnahme, aufrechterhalten wird. Die Belüftungseinrichtung weist eine Kappe mit etwas größerem Durchmesser als der des Rohres auf sowie eine im Boden der Kappe gelagerten Nadel. Das spitze Ende der Nadel erstreckt sich so weit durch die Kappe hindurch, daß es einen, das Rohr verschließenden, durchstechbaren Stopfen durchsetzt. Dabei erstreckt sich das stumpfe Ende der Nadel von dem Stopfen und der Kappe nach außen und ist so mit einer Schutzhülse versehen, daß im Austausch Luft oder Gas aus der Umgebung des Rohres eindringen und im Rohr durch das Wachstum von Mikroorganismen entstandenes Gas austreten kann.
Nachdem das die Kultur enthaltende und mit der Belüftungseinrichtung versehene Rohr in geeigneter Atmosphäre einer Temperatur, beispielsweise in einem Brüter, von etwa 35° C ausgesetzt wird, kann dem Kulturgemisch aus Probe und Medium eine Teilprobe zum weiteren Züchten, Prüfen und anschließenden Identifizieren entnommen werden. Die Vorrichtung ist so ausgebildet daß aerobe Organismen mit dem Wachstum an oder nahe der Oberfläche des Mediums beginnen. Strikt anaerobe Organismen dagegen beginnen mit dem Wachstum an oder nahe dem Boden des Rohres, während fakultative oder aktivmotile Organismen über das Medium verteilt anzutreffen sein können.
Teilproben des Gemischs können dem Rohr nach verschiedenen Verfahren, aber aseptisch entnommen werden, um ein Infizieren von außen zu vermeiden. Zuvor wird die Belüftungseinrichtung entfernt, um den durchstechbaren Stopfen wieder abzudichten und die Substanzen in dem Rohr vor der Entnahme der Teilprobe durchzumischen. Dann wird die Belüftungseinrichtung wieder aufgesetzt, und durch Zusammenquetschen der biegsamen Kappe der Belüftungseinrichtung kann der durchstechbare Stopfen erfaßt und entfernt werden, so daß dem Rohr das gewünschte Volumen einer Teilprobe entnommen werden kann. Auf diese Art und Weise kann der Stopfen aseptisch abgenommen und wieder aufgesetzt werden. Zugleich wird eine Verunreinigung der Umgebung vermieden. Nach Entnahme der Teilprobe können die Belüftungseinrichtung und der Stopfen wieder auf dem Rohr angebracht werden.
Eine aridere bei der Vorrichtung anwendbare Möglichkeit zur Entnahme einer Teilprobe nach Abnahme der Ventilationseinrichtung ist folgende:
Die Ventilationseinrichtung wird wieder aufgesetzt und dann nur die Schutzhülse aus Kunststoff, welche das äußere Ende der Kanüle abdeckt, entfernt, so daß das Rohr umgekehrt gehalten und von seinem Inhalt tropfenweise auf einen vorbereiteten Objektträger oder ein Gerät für Subkulturen abgegeben werden kann, das ein festes Medium für die weitere Untersuchung und Identifizierung der Mikroorganismen enthält
Gemäß einem weiteren mit der Vorrichtung ausübbaren Verfahren wird die Belüftungseinrichtung entfernt und das Rohr zum Mischen des Inhalts umgekehrt gehalten. Dann können Teilproben unter Verwendung einer den Stopfen durchstechenden Nadel mit Spritze entnommen werden, wozu das Rohr wieder umgekehrt werden kann. Nach Entnahme der Teilprobe und Entfernen der Nadel aus dem Stopfen wird die Belüftungseinrichtung wieder aufgesetzt
Auch kann ein Verfahren angewendet werden, nachdem eine Kanüle durch die Nadel der Belüftungseinrichtung hindurch in das in dem Rohr enthaltene Gemisch eingeführt wird, das vorher hergestellt wurde.
Weiterhin gestattet es die Ventilations- bzw. Belüftungseinrichtung, einen biegsamen Schlauch auf das freie Ende der Nadel dieser Einrichtung aufzusetzen. Das andere Ende des Schlauchs wird mit einem Meßinstrument 7.i>m Feststellen eines bestimmen, von Mikroorganismen erzeugten Gases, verbunden.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigt
F i g. 1 in auseinandergezogener Darstellung eine Ansicht einer betriebsfertigen erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Züchten von Mikroorganismen;
F i g. 2 vergrößert und im Schnitt eine Teilansicht der Belüftungseinrichtung auf dem in F i g. 1 gezeigten Rohr;
F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der F i g. 2;
Fig.4 einen Axialschnitt durch die von dem Rohr abgenommene Belüftungseinrichtung mit dem durchstechbaren Stopfen; und
F i g. 5 bis 8 verschiedene Verfahren zur Entnahme von Teilproben aus dem das Gemisch enthaltenden Rohr.
Das geschlossene Kultursystem zum Züchten von entweder strikt aeroben oder anaeroben Mikroorganismen ist in F i g. 1 auseinandergezogen gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Ein evakuiertes Rohr 12, das aus Glas oder durchsichtigem Kunststoff bestehen kann, der nicht toxisch und inert gegenüber dem Nährboden und den zu zuchtenden Organismen ist, wird verwendet Ein durchstechbarer Stopfen 14 ist lösbar in das offene Ende 15 des Rohres 12 eingesetzt
Eine Belüftungseinrichtung 16 (F i g. 4) wird auf das Rohr 12 aufgesetzt, wie in Fig.2 gezeigt Die Belüftungseinrichtung weist eine Kappe 18 aus biegsamen Kunststoff, beispielsweise Polyethylen auf. Die Kappe 18 hat einen zylindrischen Hauptteil mit etwas größerem Durchmesser als das Rohr 12 und nimmt mit ihrem offenen Ende das mit dem Stopfen 14 versehene Ende des Rohres 12 auf. Der Boden der Kappe 18 ist mi'. 19 bezeichnet In der Mitte des Bodens 19 ist eine Nabe 20 mit einer axialen Bohrung 21 ausgebildet durch die eine Nadel 24 axial in die Kappe 18 einsetzbar ist Die Nadel 24 ist fest in der Bohrung 21 angebracht beispielsweise durch, ein Epoxiharz. Sie ist zwischen ihren Enden 25 und 26 in der Nabe 20 gelagert Das Ende 25 ist angespitzt, um das Durchstechen des Stopfens 14 zu erleichtern, wodurch eine Verbindung zwischen dem Inneren des Rohres 12 und seiner Umgebung aufrechterhalten wird.
Wie in F i g. 2 gezeigt, ist die Belüftungc einrichtung so auf dem Rohr 12 angebracht daß das spitze Ende 25 der Nadel 24 sich durch den Stopfen 14 hindurch erstreckt wobei das spitze Ende 25 sich oberhalb dos Kulturmediums ί zw. Nährbodens 30 befindet Es kann dann, wenn die Vorrichtung in eine erwärmte Umgebung gebracht wird, durch die Kanüle bzw. Nadel 24 ein Gasaustausch stattfinden, in dem innerhalb des Rohres oberhalb des Nährbodens 30 befindlich« Gas durch die Nadel 24 nach außen gelangen und die gewünschte Atmosphäre von außen in den Raum oberhalb des Nährbodens 30 eintreten kann.
Zu der Belüftungseinrichtung 16 gehört eine Schutzhülse 28 aus Kunststoff, die um ihre Innenfläche verteilt mit Rippen 29 ausgebildet ist die auf die Nabe 20 aufgesetzt Kanäle bilden, durch die das Gas oberhalb des Nährbodens 30 über die Nadel 24 austreten kann, während gleichzeitig aus der äußeren Umgebung cüe gewünschte Atmosphäre durch die Nadel 24 eintreten kann, so daß in dem Rohr 12 enthaltene Mikroorganismen mit optimaler Rate wachsen können oder daß auch eine inerte Atmosphäre für die Züchtung strikt anaerober Mikroorganismen aufrechterhalten werden kann.
In F i g. 4 ist die Belüftungseinrichtung 16 gezeigt, um eine der Möglichkeiten zum Entfernen des Stopfens 14 von dem Rohr 12 zu erläutern, wenn eine Teilprobe unter Aufrechterhaltung aseptischer Bedingungen dem Rohr 12 entnommen werden soll. Der Stopfen 14 ist, wie gezeigt von der Nadel 24 durchsetzt, wobei deren spitzes Ende 25 sich übe- den Stopfen hinaus erstreckt.
Fig.5 zeigt das-Rohr 12 nach Entfernung des Stopfens 14. Eine Pipette 40 mit elastischem Ballon 42 am äußern Ende wird in die !m Rohr 12 enthaltene Kultur eingeführt. Eine beliebige Menge des geimpften Kulturmediums kann dann für Zwecke von ScbkuHuren dem Rohr entnommen werden.
F i g. 6 zeigt ein anderes Verfahren zur Entnahme einer Teilprobe. Hie ist nur die Belüftungseinrichtung 16 entfernt und eine sterile Spritze 44 mit Nadel dient zum Abziehen des Gemischs aus dem Rohr 12 nach Durch= stechen des Stopfens 14 mit der Nadel 45. N.itü.-Iich ist die Nadel 45 lang genug, um mit ihrem spitzen Ende 46 in das Kulturmedium einzutauchen.
Bei dem in F i g. 7 gezeigten Verfahren wird eine Mikropipette 47 verwendet, mit einem Durchmesser, der die gleitende Einführung durch die Nadel 24 der Belüftungseinrichtung 16 hindurch ermöglicht. Die Mikropi-
pette ist mit einem flexiblen Ballon 48 dargestellt. Statt dessen kann jedoch auch eine andere Einrichtung zum Abziehen der Teilprobe verwendet werden. Nach Entnahme der Teilprobe wird die Schutzhülse 28 wieder auf die Nabe 20 zur Aufrechterhaltung aseptischer Bedingungen aufgesetzt.
Auch bei dem anhand der F i g. 8 gezeigten Verfahren ist von der Belüftungseinrichtung 60 nur die Schutzhülse 28 abgenommen worden. An das äußere Ende 26 der Nadel 24 ist ein biegsamer Schlauch 50 angeschlossen, so daß in dem Rohr 12 entstandenes Gas über den Schlauch 50 abgeleitet und mit Hilfe geeigneter Geräte analysiert werden kann, um die Anwesenheit eines für bestimmte Arten von Organismen typischen Gases festzustellen. Auch ist das Volumen des von den Mikroorganismen erzeugten Gases als Indiz des Wachstums'der Kultur innerhalb des Rohres 12 zu verwenden.
Es ist vorgesehen, daß bei Anwendung der Erfindung jede Art eines Kulturmediums verwendet werden kann, um Mikroorganismen zu züchten, die in einer Körperflüssigkeit enthalten sein können. Im Handel sind zahlreiche solcher Nährböden bzw. Kulturmedien erhältlich, um bestimmte Mikroorganismen zu züchten und viele können abgewandelt werden, um einige Typen solcher Mikroorganismen zu züchten. Körperflüssigkeiten, die unier Verwendung der Erfindung für Züchtungszwecke benutzt werden können, sind beispielsweise Synovialflüssigkeit, Rückenmarksflüssigkeit, Peritonalflüssigkeit, Pleuralflüssigkeit, Urin und auch Wundgewebe von offenen Verletzungen oder Schnitten in Zusammenstellung mit Blut
Das folgende Beispiel kann der Erläuterung der Verwendung der Erfindung dienen und betrifft das Züchten von Mikroorganismen, die entweder strikt anaerob oder strikt aerob sein und im gleichen Rohr mit dem gleichen Nährboden aufgenommen werden können, wobei die Körperflüssigkeit Blut ist.
daß er von außen mit Bakterien infiziert wird. Wenn aerobe oder anaerobe und aerobe Züchtung erfolgen soll, so besteht die erwärmte Umgebung aus Luft.
Nachdem die so vorbereitete Vorrichtung in aufrechter Stellung in einen Inkubator der richtigen Temperatur und Atmosphäre für 12 bis 24 Stunden gehalten wurde, wird das Rohr visuell untersucht, um festzustellen, ob ein Wachstum stattgefunden hat. Ist dies der Fall, so ist dies ein Zeichen für die Anwesenheit anaerober Organismen und es sollten dann für die weitere Untersuchung Teilproben entnommen werden. Hierfür kann eines der Verfahren verwendet werden, wie es oben anhand der Fig. 4 bis 7 beschrieben wurde. Jedes dieser Verfahren ist unter aseptischen Bedingungen durchzuführen.
Beispiel
Ein Blutentnahmegerät wird verwendet, wie es in den US-PS 34 69 572 und 34 94 352 offenbart ist, wo eine Kulturprobe zusammen mit anderen Blutproben für hämatologische Untersuchungen im Laboratorium entnommen wird. Wo nur eine Kulturprobe benötigt wird, kann eine Blutentnahmeeinrichtung verwendet werden, wie sie in der US-PS 24 60 641 offenbart ist
Das Blutentnahmegerät enthält eine Nadel für Mehrfachproben und einen die Nadel aufnehmenden Halter. Es wird dann in der üblichen Weise eine Venenpunktur so vorgenommen. Ein evakuiertes Rohr 12, das einen flüssigen Nährboden bzw. ein flüssiges Kulturmedium für Blut enthält, wird in den Halter eingesetzt DaS Rohr 12 wird in den Halter geschoben, so daß der Stopfen von der Nadel durchstochen wird. Nur eine vorbestimmte Menge an Blut wird von dem Rohr aufgenommen, so daß das Verhältnis von Blut zu Nährboden darin zwischen 1 :8 und 1:10 beträgt Das Rohr wird dann von dem Halter abgezogen und ist damit für die Weitergabe an das Laboratorium bereit Bevor das Rohr jedoch in ein erwärmtes Milieu verbracht wird, wird die Belüftungseinrichtung 16 aufgesetzt, so daß der Stopfen von der Nadel der Belüftungseinrichtung durchstochen wird Die Belüftungseinrichtung ist mit der Schutzkappe 28 versehen, um Sterilität zu bewahren und einen Gasaustausch zwischen der Umgebung und dem Inneren des Rohrs 12 aufrechtzuerhalten. Der Stopfen des Rohres 12 wird also aseptisch gehalten, um zu verhindern, Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Vorrichtung zum Aufnehmen, Züchten und Identifizieren von in einer Probe einer Körperflüssigkeit enthaltenen Mikroorganismen mit einem evakuierten, einseitig geschlossenen Rohr, dessen anderes Ende mit einem durchstechbaren Stopfen versehen ist, wobei das Rohr einen zum Züchten von in der Flüssigkeitsprobe enthaltenen Mikroorganismen ge- ίο eigneten Nährboden enthält und in diesem Rohr die Flüssigkeitsprobe in gesteuerten Anteilen aufnehmbar und automatisch ein vorbestimmtes Verhältnis von Körperflüssigkeit zu Nährboden herstellbar ist und wobei auf das Rohr eine Belüftungseinrichtung is aufsetzbar ist, die einen Strömungsweg zwischen dem Inneren des Rohres und seiner Umgebung offen hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungseinrichtung (16) eine auf das mit Stopfen (14) versehene £nde des Rohres (12) aufsetzbare, flexible Kappe (18) aufweist, deren Boden (19) mit einer eine axiale Bohrung (21) aufweisenden Nabe (20) versehen ist, und daß in der Bohrung eine doppelendige Nadel (24) fest angebracht ist, deren Länge so bemessen ist, daß bei auf das Rohr (12) aufgesetzter Kappe (18) das untere Ende<25) der Nadel (24) sich durch den Stopfen (14) hindurch erstreckend und in geringem Abstand von der Oberfläche des Nährbodens (30) endend ist, und auf die Nabe (20) der Kappe (18) eine Schutzhülse (28), das freie Ende der Nadel (24) umgebend, aufgesetzt ist und daß über die innenPäche der S Autzhfje eine Anzahl radialer Rippen (29) verteilt vorgesehen ist, die, gegen die Nabe (20) anliegend, eine An» hl von Belüftungskanälen bilden, welche das Innere des Rohrs (12) mit seiner Umgebung verbinden.
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