DE2635679C3 - Zum Lagern und Befördern einer Kultur anaerober Bakterien bestimmte Packung - Google Patents

Description

Die Behandlung vieler bakterieller Erkrankungen erfordert die Identifikation des infizierenden Organismus, um ein bekanntes, gegen den infizierenden Organismus wirksames Arzneimittel verschreiben zu können.

Die Identifikation eines infizierenden Organismus erfolgt im allgemeinen mittels einer von dem kranken Patienten oder Tier entnommenen Kultur, die dann zur Bestimmung der Identität des infizierenden Organismus zu einem Laboratorium gebracht wird. Solche Laboratorien erfordern fachkundige Mikrobiologen und eine schwierige, kostspielige Einrichtung. Geeignete Prüfungslaboratorien sind infolgedessen nicht überall zugegen; deshalb ist der Patient bzw. das kranke Tier zu dem Laboratorium zu bringen, wo die Kultur genommen und unmittelbar in den Prüfungsgang gegeben wird; oder die Kultur muß an einem vom Laboratorium entfernt liegenden Ort genommen und dann zu dem Laboratorium zwecks Prüfung gebracht werden.

Wenn auch die Entnahme einer Kultur im allgemeinen keine Schwierigkeiten bereitet, bietet die Lagerung bzw. der Transport der Kultur zu einem Prüflaboratorium unter solchen Bedingungen, daß die Kultur lebend und frei von Verunreinigungen bis zur Ankunft im Laboratorium bleibt, schwierige Probleme. Wenn auch die Verunreinigung durch andere Organismen durch geeignete Mittel im allgemeinen vermieden werden kann, erfordert die Aufrechterhaltung einer lebenden Kultur zusätzlich zu einem geeigneten Nährmittel die Lagerung und den Transport der Kultur in einer besonderen gasförmigen Umgebung, welche die Lebensfähigkeit der Kultur fördert.

Seitdem es bekannt ist, daß Bakterien der anaeroben Art eine an Sauerstoff arme bzw. sauerstofffreie gasförmige Umgebung erfordern, ist es klar, daß der Transport einer anaeroben Bakterienkultur in einer Umgebung erfolgen muß, die keinen oder nur wenig Sauerstoff enthält. Organismen, die an eine einzige Lebensbedingung gebunden sind, wie die Bazillen des Tetanus, Gasbrands und des Botulismus sowie die Bakterioden erfordern das Fehlen von Sauerstoff für ein normales Wachstum. Dies ist Bakteriologen allgemein bekannt; bezüglich einer Druckschrift sei auf die US-Patentschrift 32 46 959 hingewiesen.

Aus der US-Patentschrift 32 46 959 ist eine gaserzeugende Vorrichtung zur Bildung einer Atmosphäre bekannt welche zur Aufrechterhaltung und Steigerung der Lebensfähigkeit eines eine bestimmte, nicht giftige Atmosphäre erfordernden Organismus förderlich ist Die Patentschrift zeigt die chemische Bildung von Wasserstoff, Kohlenstoffdioxyd und Acetylen, um eine ίο Kultur in einem Behälter mit einer nichtgiftigen Atmosphäre zu versorgen. In dem Behälter wird eine platzierte Drahtgaze elektrisch erhitzt, um Sauerstoff völlig in dem Behälter umzusetzen.

Aus der DT-OS 2511 622 ist eine Kammer für mikrobiologische Arbeiten bekannt, bei welcher Kohlendioxid über eine Hauptkammer geleitet wird, in der sich eine Wachstumsschicht von Bakterien befindet

Aus dem US-Patent 36 16 263 ist eine Röhre für anaerobe Kulturen bekannt Sauerstoff wird aus der Röhre mittels einer geteilten Kapsel entfernt die wäßriges Kaliumhydroxid und wäßrige Pyrogallussäure enthält, die vereinigt ein stark reduzierendes Mittel für den Sauerstoff bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die für die Lebensfähigkeit der Bakterien so wichtige Entfernung

von Sauerstoff zu verbessern. Die Lösung der Aufgabe

ergibt sich aus dem Anspruch 1. Der Anspruch 2 beinhaltet eine Ausgestaltung der Erfindung.

Durch den Generator wird im allgemeinen Wasser-

jo stoff als reduzierendes Gas erzeugt oder ein anderes, chemisch leicht herstellbares, reduzierendes Gas wie

Acetylen. Der Gasgenerator kann auch zusätzlich zu

einem reduzierenden Gas gleichzeitig Kohlendioxyd erzeugen, da wenigstens einige anaerobe Bakterien in

Gegenwart höherer Mengen von Kohlendioxyd, als sie

im allgemeinen in der Luft vorliegen, lebensfähiger gehalten werden können.

Der die Kultur bewahrende, gegebenenfalls ein Nährmedium enthaltende Behälter kann z. B. eine Petrischale, Medium-Platte, Mediumrohr mit oder ohne Kappe oder Mediumstreifen sein, der mehrere verschiedene Medien enthaltende Mikroröhren aufweist, so daß die Identifizierung der Kultur durch Vergleich mit vorherbestimmten Farbnormen für jede der Mikroröhren erfolgen kann.

Selbstverständlich kann im Beutel ein Farbindikator vorgesehen sein, der auf das Vorliegen oder Fehlen von Sauerstoff im Beutel anspricht

Ein für die erfindungsgemäßen Packungen verwendeten Farbindikator ist empfehlenswerterweise in sich geschlossen und weist einen Behälter auf, der einen Gasdurchgang ermöglicht der Indikator weist ferner in dem Behälter eine Ampulle auf, die einen flüssigen Redox-Farb-Indikator enthält und ein so angeordnetes absorbierendes Material, um die Flüssigkeit zu absorbieren, wenn sie von der Ampulle freigesetzt ist. Empfehlenswerterweise kann der Farb-Indikator beim verschlossenen Beutel durch Anwendung von Druck durch den Beutel hindurch gegen die Ampullenwände aktiviert werden. Eine solche Aktivierung läßt sich in einfacher Weise so erreichen, daß man für den Farbindikator einen Behälter verwendet, der die Form einer Röhre oder eines Beutels hat und aus einem biegsamen polymeren Material besteht. Wenn der h'i Behälter eine Röhre ist kann die Ampulle eng in der Röhre anliegen; wenn indes die Röhre zerbrochen und die Redox-Flüssigkeit zur Absorption durch einen in der Röhre gelegenen Faserpfropf freigesetzt ist, ist der

Innenraum der Röhre geöffnet so daß Gas durch die Röhre strömen kann. Die Ampulle kann durch ein Faservlies aus Polyesterfaser-Material abgedeckt sein, das durch eine beutelartige Abdeckung aus gewirktem synthetischem Material umgeben ist.

Der Farb-lndikator ermöglicht dem Techniker, innerhalb kurzer Zeit nach der Inbetriebsetzung des Gasgenerators zu bestimmen, ob die gewünschte anaerobe Atmosphäre gebildet ist und während des Transportes sowie der Untersuchungen aufrechterhalten geblieben ist

Eine beispielsweise Ausführung einer erfindungsgemäßen Packung ist in der Zeichnung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Packung mit einem Gasgenerator und einem kulturbewahrenden Behälter in einem biegsamen Beutel,

F i g. 2 einen axialen Längsschnitt des in der Packung der F i g. I enthaltenden Gasgenerators,

Fig.3 eine Ansicht einer Packung gemäß Fig. 1, jedoch mit einem Farbindikator,

Fig.4 einen axialen Längsschnitt des in Fig.3 gezeigten Farb-Indikators,

Fig.5 eine perspektivische Ansicht einer Packung mit einem Gasgenerator, einem Farbindikator und einer Medium-Platte in einem biegsamen Beutel,

Fig.6 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Packung mit einem Gasgenerator, einem Farb-lndikator und einem Mediumstreifen, und

F i g. 7 einen Schnitt einer zweiten Ausführungsform eines Farb-Indikators.

Gemäß F i g. 1 weist die Packung 10 zur Lagerung und zum Transport einer Bakterienkultur einen Gasgenerator 11 und eine Medium-Röhre 12 auf; Generator Il und Röhre 12 sind innerhalb eines biegsamen, durchsichtigen Beutels 13 angeordnet.

Der Gasgenerator 11 weist einen Behälter in Form einer länglichen Kunststoffröhre 15 (F i g. 1 und 2) auf, die an dem Ende 16 geschlossen und an dem Ende 17 offen ist Die Röhre 15 kann aus einem bekannten biegsamen, aber freitragenden polymeren Material wie Polyäthylen, Polypropylen oder einem Polyäthylen-Polypropylen Copolimerisat bestehen.

Eine oder mehrere feste gaserzeugende Tabletten oder Pellets 18 sind in der Röhre 15 oberhalb der Ampulle 19 angeordnet Die Tablette 18 hat eine Zusammensetzung, die zur Erzeugung eines reduzierenden Gases wie Wasserstoff oder Acetylen, oder zur Erzeugung sowohl eines reduzierenden Gases und Kohlendioxyds geeignet ist

Die Ampulle 19 liegt in der Röhre 15 mehr oder weniger eng an, so daß sie in ihrer Lage bleibt. Eine Flüssigkeit 20 ist in der Ampulle 19 enthalten. Die Zusammensetzung der Flüssigkeit 20 ist so gewählt, daß, wenn sie von der Ampulle 19 freigelassen ist, mit der in die Flüssigkeit fallenden Tablette 18 reagiert, um ein oder mehrere Gase zu entwickeln. Die Ampulle 19 kann aus Glas oder irgendeinem anderen Material bestehen, das mit der Flüssigkeit 20 bzw. den Bestandteilen der gaserzeugenden Tablette 18 nicht reagiert. Die Ampulle 19 ist am besten so hergestellt daß sie bei Anwendung ho von Fingerdruck auf die Außenseite der an der Ampullenwandung anliegenden Röhre 15 zerbricht. Auf diese Weise kann die Ampulle geöffnet und die Flüssigkeit 20 zur Umsetzung mit der Tablette 18 freigesetzt werden. en

In der Röhre 15 ist nach der Ampulle 19 und der Tablette 18 ein Flüssigkeit absorbierender Pfropfen 21 angeordnet, der z. B. aus Polyester-Fasern bestehen kann. Der absorbierende Pfropfen 21 ist so zwischen der Ampulle 19 und dem offenen Ende 17 der Röhre angeordnet daß Flüssigkeit nicht aus der Röhre entweichen kann.

Es können ein oder mehrere wasserentziehende Pellets 22 zwischen dem Flüssigkeit absorbierenden Pfropfen 21 und dem offenen Ende 17 der Röhre 15, wie aus F i g. 2 ersichtlich, angeordnet sein. Jedes geeignete Trocknungsmaterial kann für diesen Zweck verwendet werden.

Zwischen dem Flüssigkeit absorbierenden Pfropfen 21 und dem offenen Ende 17 der Röhre 15 ist mindestens ein Katalysator-Pellet 23 vorgesehen. Der Katalysator-Pellet 23 dient zur Induzierung einer katalytischen Umsetzung zwischen dem reduzierenden Gas, das durch die Umsetzung der Flüssigkeit 20 mit der Tablette 18 gebildet wird, und jeglichem Sauerstoff, der in der Röhre 15 und Beutel 13 vorliegen kann. Ein 5%-Palladium-auf-Aluminium-Katalysator kann verwendet werden, wenn Wasserstoff das reduzierende Gas ist Auch andere Katalysatoren, die die Reaktion bei Raumtemperatur induzieren, können verwendet werden.

Über das offene Ende der Röhre 15 ist eine aus Kunststoff bestehende Kappe 24 mit einem zentralen Loch 25 und einem faserigen biologischen Filter 26 fest über das offene Ende der Röhre 15 gepreßt Der Filter 26 besteht aus einem Material, das in der Röhre 15 entwickeltes Gas frei aus der Röhre ausströmen läßt aber jegliche in der Röhre 15 möglicherweise vorliegende Bakterien entfernt, die ohne dieses Filter aus der Röhre während des Strömens des Gases entweichen könnten.

Die das erzeugende Tablette 18 kann folgende Zusammensetzung haben, wenn gleichzeitig sowohl Kohlendioxyd als auch Wasserstoff als das reduzierende Gas entwickelt werden sollen:

Kaliumborhydrid	78 mg
Zink	78 mg
Natriumchlorid	90 mg
Natriumbicarbonat	84 mg
Laktose	164 mg
Mikroporöse Zellulose	150 mg
Tablettierungsmittel (Kalziumstearat)	6 mg

Wenn lediglich die Erzeugung von Wasserstoff und nicht auch von Kohlendioxyd erwünscht ist, kann aus der vorstehend angegebenen Zusammensetzung das Natriumbicarbonat entfallen.

Die Ampulle 19 kann als Flüssigkeit 20 1,1 ml 1,8 η-Salzsäure in einer Glasampulle enthalten, die 46 mm lang ist. Es muß indes beachtet werden, daß r^Jie Größe der Ampulle 19 und die Stärke und die Menge der Flüssigkeit 20 in der Ampulle mit den Bestandteilen der Tablette 18 koordiniert sein müssen, so daß sich die Bildung eines vorherbestimmten Volumens eines oder mehrerer Gase ergibt, welches den geschlossenen Beutel 13 füllt, ohne daß sich ein das Brechen des Beutels ergebender Druck entwickeln kann.

Das Trocknungsmittel 22 wird am besten in dem Gasgenerator 11 vorgesehen, um Wasser und Wasserdampf aus diesem zu entfernen, die in die Röhre durch die öffnung 17 während der Sterilisation, die z. B. mittels Äthylenoxid stattfinden kann, gelangt sein können, oder um Wasserdampf zu entfernen, der in irgendeiner Weise in die Röhre eindringen kann. Die auf diese Weise erfolgende Entfernung von Wasser ist wünschenswert, um die Beständigkeit der gasbildenden Tablette 13 zu

erhalten, wenn auch — worauf hingewiesen sei — unter gewissen Bedingungen ein Trocknungsmittel nicht notwendigerweise verwendet zu werden braucht.

Der in Fig. 1 gezeichnete Beutel 13 kann aus zwei Blättern eines bekannten durchsichtigen, polymeren, biegsamen Films oder Folie mit niedriger Gasdurchlässigkeit beste*· "\ die längs der drei Seitenkanten 32 heißversiege .id, wobei eine Öffnung 33 bleibt, durch welche die Medium-Röhre 12 mit der Schrägkultur 30 und der Gasgenerator Ii eingeführt werden. Die öffnung 33 kann z. B. durch eine Heißversiegelung 34 verschlossen werden.

Die Packung wird in eine senkrechte Lage gebracht, wobei die Kappe 24 des Gasgenerators 11 Kopfende ist. Die Ampulle 19 wird durch Zerdrücken der Röhre 15 zerbrochen, so daß die Tablette 18 in die Säure fallen kann. Die Umsetzung der Säure mit Kaliumborhydrid ergibt Sauerstoff; die Umsetzung der Säure mit Natriumbicarbonat führt zu Kohlendioxyd. Die Gase strömen in die Röhre 15 durch den gasdurchlässigen Pfropfen 21, der überschüssige Säure absorbiert. Die Säure bildet mit Bestandteilen der Tablette 18 auch Schlamm, der ebenfalls dazu dient, die Säure an Ort und Stelle zu halten. Wasserstoff und Sauerstoff bilden unter Einwirkung des Katalysators 23 Wasser, so daß der Sauerstoff aus der Röhre 15 entfernt wird. Auch aus dem Beutel 13 strömt Sauerstoff in die Röhre 15 und reagiert hier unter Einwirkung des Katalysators 23 mit dem Wasserstoff.

In dem Maße, wie Wasserstoff und Kohlendioxyd in der Röhre 15 entwickelt werden, strömen diese Gase aus der öffnung 17 durch das Filter 26 in den Beutel 13, der ebenfalls einen Katalysator in Form eines Pellets 40 entsprechend dem Katalysator 23 enthalten kann. Die entwickelten Gase blasen den Beutel 13 auf; aber wenn die Vorrichtung 48 Stunden oder länger in Benutzung ist, kann das Kohlendioxyd durch die Wandungen des Beutels 13 dringen und ein Vakuum in dem Beutel erzeugen, so daß der Beutel zusammenfällt, was auch dann eintreten kann, wenn kein Sauerstoff in den Beutel eintritt, da die Gasdurchlässigkeit des Wandmaterials einen Strom des Kohlendioxyds und Stickstoffes nach außerhalb des Beutels, aber nicht von Sauerstoff in den Beutel ermöglichen kann.

Zur Erzeugung von Wasserstoff kann die Tablette 18 auch ein Hydrid wie Natriumborhydrid, Lithium-Aluminiumhydrid, Lithiumhydrid, Calciumhydrid, Aluminiumhydrid oder Lithiumborhydrid aufweisen; in diesem Fall enthält die Ampulle Säure, Wasser oder einen Alkohol.

Wasserstoff kann auch durch die Umsetzung eines Metalls wie Eisen, Zink, Aluminium oder Magnesium mit einer geeigneten Säure, wie Schwefelsäure oder Salzsäure, gebildet werden.

Anstelle von Wasserstoff kann als reduzierendes Gas Acetylen verwendet werden, das durch Umsetzen von Calciumcarbid in der Tablette 18 mit Wasser oder verdünnter Salzsäure in der Ampulle 19 gebildet wird.

Zur Erzeugung von Kohlendioxyd ist die Verwendung eines Carbonates bzw. Bicarbonates mit einer verdünnten Säure am zweckmäßigsten. In diesem Fall enthält die Ampulle 19 eine verdünnte Säure oder auch Wasser, wenn die Tablette 18 ein saures Salz aufweist

Fig.3 veranschaulicht eine anaerobe Packung 100, die gleich der in F i g. 1 gezeigten ist, jedoch einen Farbindikator 50 in dem Beutel 13 aufweist, um das Vorliegen von Sauerstoff zu ermitteln.

Der in"den Fig.3 und 4 dargestellten Farb-lndikator 50 weist eine längliche biegsame durchsichtige Röhre 51 auf, die an ihren beiden Enden 52 und 53 offen ist. Die Röhre 51 kann z. B. aus einem biegsamen polymerer Material, wie Polyäthylen, bestehen, das besonder« geeignet ist. Die Ampulle 54 paßt enganliegend in die

■-, Röhre. Die Ampulle 54 besteht am besten aus einerr verhältnismäßig dünnen Glas, so daß sie leicht durch Brechen der Ampullenwandung geöffnet werden kann.

Die Ampulle 54 enthält einen flüssigen Redox-Farb-

Indikator 55 und hierüber einen mit einem inerten Ga:

κι wie Stickstoff gefüllten Raum 56.

Ein faseriger. Flüssigkeit absorbierender Pfropf 57 liegt eng in der Röhre 51 unterhalb der Ampulle 54. Dei Propf 57 besteht aus einem mit dem flüssigen Redox nicht reagierenden Material, wie Polyester-Fasern.

Es ist ratsam, jedes Ende der Röhre 51 mit einem bakteriologischen Filter 58 zu versehen, um das Entweichen von Bakterien zu verhindern. Jedes Filter 58 ist gasdurchlässig, aber ebenso wünschenswert ist es daß ein Filter auch für eine Flüssigkeit, vor allen Dingen Wasser, durchlässig ist Das an jedem Ende der Röhre vorgesehene Filter 58 wird durch eine Kappe 59 mil einem Loch 60 in dem Kopfteil festgehalten.

Der flüssige Redox-Farb-Indikator 55 ändert seine Farbe, wenn die ihn umgebende Atmosphäre von einem von Sauerstoff freiem Zustand in einen solchen übergeht, in welchem eine beachtliche Menge Sauerstoff enthalten ist.

Ein besonders brauchbarer Redox-Farb-Indikator ist Resazurin in Wasser. Dieser Redox-Indikator ist in einer sauerstofffreien Atmosphäre farblos, aber er nimmt eine blaßrote Färbung in einer Sauerstoff enthaltender Atmosphäre an. Es ist empfehlenswert, zusätzlich eine kleine Menge Cystein-Hydrochlorid zu verwenden, um den Farbwechsel zu fördern. Eine 0,001%-Lösung vor Resazurin in Wasser ist besonders brauchbar.

Um die in F i g. 3 dargestellte Packung zu verwenden wird eine Kultur anaerober Bakterien auf die Schrägkultur 30 in der Mediumröhre 12 gebracht und dann dei Beutel 13. Der Beutel 13 wird dann gasdicht verschlossen. Bei senkrechter Lage des Beutels 13 und des Farb-Indikators 50 wird die Ampulle 54 durch Druck auf die Röhre 51 zerbrochen, so daß der Farbstoff-Indikator nach abwärts fließt und von dem faserigen Pfropl 57 absoebiert wird. Durch die Luft im Beutel 13 wird dei Pfropf 57 schnell rosarot, wenn der Indikator Resazurin ist. Der Beutel 13 wird dann durch Wasserstoff aus dem Gasgenerator 11 gefüllt; der Wasserstoff reagiert katalytisch mit Sauerstoff unter Bildung von Wasser wobei die rosarote Färbung des Pfropfens 57 zu

so hellrosarot und schließlich zu der weißen Farbe des Pfropfens übergeht Wenn Sauerstoff wieder in den Beutel 13 gelangt wird der Pfropfen 57 wieder rosarot wenn Resazurin der Farb-lndikator ist

F i g. 5 zeigt eine der F i g. 3 entsprechende Packung 200, aber mit einer Mediumplatte 70; die Mediumplatte kann leer oder mit Nährstoff, wie Agar, vorgefüllt sein.

Die Packung 300 der F i g. 6 hat einen Mediumstreifen 80, der mehrere Mikroröhren enthält, und zwar zur Identifizierung einer unbekannten Kultur. Mit dem

M) Mediumstreifen können gleichzeitig in schneller und zuverlässiger Weise mehr als 20 biochemische Prüfungen für die Identifikation anaerober Bakterien durchgeführt werden. Zur Durchführung einer Prüfung wird ein inokulierter Mediumstreifen in den Beutel 13 gegeben

ι.-, der den Gasgenerator 11 und den Farbindikator 50 aufweist Der Beutel 13 wird gasdicht versiegelt und dann in dem Beutel mit oder ohne entwickeltes Kohlendioxyd eine anaerobe Atmosphäre gebildet. Der

Beutel und der Inhalt können dann bei 37⁰C inkubiert werden. Die Packung erlaubt eine Prüfung von bakteriellem Wachstum, ohne daß die anaerobe Umgebung beeinträchtigt wird, und der Farb-Indikator zeigt ständig an, ob in dem Beutel Sauerstoff vorliegt oder nicht. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Packung ist der, daß die Packung ohne öffnung des Beutels abgelegt werden kann, ohne daß dadurch die Umgebung verunreinigt wird.

Fi g. 7 zeigt eine weitere Ausführung eines Farbindikators 70, der an Stelle des Farbindikators 50 verwendet

werden kann. Der Farb-Indikator 70 weist eine Ampulle 54 auf, die durch eine polsterartige Schicht 71, z. B. aus Polyester-Fasern, umgeben ist, wobei die Schicht ihrerseits wieder durch einen gewirkten Beutel 72 abgedeckt ist. Die Ampulle 54 wird durch Druck auf den Beutei 72 zerbrochen, so daß der so freigesetzte Farb-Indikator von der Schicht 71 absorbiert wird. Der Indikator zeigt die Anwesenheit oder das Fehlen von Sauerstoff durch seine Farbe an, wie vorstehend beschrieben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentanspruch:

1. Zum Lagern und Befördern einer Kultur anaerober Bakterien bestimmte Packung aus einem Beutel (13), der aus einem biegsamen Folienmaterial mit niedriger Gasdurchlässigkeit besteht, und einem in dem Beutel (13) vorgesehenen eigenständigen Gasgenerator (11), der mindestens ein reduzierendes Gas und gegebenenfalls Kohlendioxyd erzeugt, gekennzeichnet durch einen im Beutel (13) vorgesehenen, eine Kultur bewahrenden Behälter

(12) und einen in dem Beutel (13) vorgesehenen, eine Umsetzung des durch den Gasgenerator (U) erzeugten reduzierenden Gases mit in dem Beutel

(13) enthaltendem Sauerstoff fördernden Katalysator (23).

2. Packung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kultur bewahrende Behälter (12) eine Medium-Platte, Medium-Röhre oder Medium-Streifen mit mehreren, verschiedene Medien enthaltenden Mikroröhren ist