DE3117241A1 - Schnellverfahren zum nachweis oder zur bestimmung von mikroorganismen - Google Patents

Schnellverfahren zum nachweis oder zur bestimmung von mikroorganismen

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DE3117241A1 DE19813117241 DE3117241A DE3117241A1 DE 3117241 A1 DE3117241 A1 DE 3117241A1 DE 19813117241 DE19813117241 DE 19813117241 DE 3117241 A DE3117241 A DE 3117241A DE 3117241 A1 DE3117241 A1 DE 3117241A1
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DE19813117241
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Hideo Yokosuka Kanagawa Kanou
Ichiro Sagamihara Kanagawa Koumura
Masahiko Tokyo Okunishi
Kazuhiko Fujisawa Kanagawa Yamada
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Ajinomoto Co Inc
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schnellverfahren zur Bestimmung
  • von Mikroorganismen durch Fluoreszenzanalyse unter Verwendung von Umbelliferonderivaten.
  • Normalerweise wird gefordert, Nahrungsmittel und Getränke von mikrobiellen Verunreinigungen freizuhalten und es gibt in Japan yesetzliche Bestinnungen, wonach Nahrungsmittel wie Fleisch, Erfrischungsgetränke und Fischpasten keine Colibakterien enthalten dürfen. Die gesundheitliche Qualität dieser Produkte muß daher während der Herstellung und des Vertriebs genau kontrolliert werden. Zu diesem Zweck ist es wichtig, daß die mikrobielle Untersuchung schnell durchgeführt und das Ergebnis bezüglich der mikrobiellen Verunreinigung so schnell wie möglich erhalten werden kann.
  • Bekannte Methoden zur Bestimmung von Mikroorganismen erfordern jedoch zum Nachweis eine mindestens 24-stündige Inkubation. Als herkömmliche Methoden zur Bestimmung von Mikroorganismen sind die Plattenzählmethode und die Most Probable Number-Methode bekannt (offizielle Analysenmethoden der Official Analytical Chemists,Official First Action, 11. Ausgabe, S. 843, 1970, U.S.A.), die folgendermaßen durchgeführt werden: Plattenzählmethode (geeignet für die Analyse von Nahrungsmitteln, in denc'n eine groB} Anzahl von Mikroben erwartet wird).
  • Die Probe (Nahrungsmittel) wird homogenisiert und mit sterilem Wasser verdünnt. Je eine Dezimalverdünnung des Homogenats von 10 1 bis 10 4 wird zusammen mit einem Nähr-Agarmedium in eine Petrischale gegossen. Hierauf inkubiert man die Schalen 24 bis 48 Stunden und zählt alle auf der Platte gewachsenen Kolonien. Auf Basis des Ergebnisses wird die Zahl pro g bestimmt.
  • Most Probable Number (MPN -Methode) (empfohlen für die Routineüberwachung von Nahrungsmitteln, bei denen eine kleine Anzahl von Mikroben, insbesondere Colibakterien, erwartet wird).
  • Die Homogenatverdünnung wird in drei bis fünf Fermentationsröhrchen überführt, die ein Nährmedium,wie Lactose-Bouillon-Medium und Brilliantgrün -Lactose Bie (BGL B), enthalten.
  • Die Röhrchen werden 24 bis 48 Stunden inkubiert, worauf man die Anzahl der Röhrchen zählt, in denen eine Gasentwicklung auftritt (positiver präsumtiverTest).Bei allen positiven präsumtiven Tests wird dann ein Bestätigungstest auf Colibakterien durchgeführt. Der MPN-Wert wird unter Verwendung einer MPN-Tabelle auf Basis der Anzahl von Röhrchen berechnet, die eine Gasentwicklung zeigen.
  • In jedem Fall müssen die Mikioorganismen in einem nu Nlihrmcctium kultiviert werden, bis das Mikroorganismenwachstum mit dem bloßen Auge bestimmt werden kann. Diese herkömmlichen Methoden erfordern daher eine Inkubationszeit von mindestens 24 Stunden für den Nachweis und das Produkt muß daher gelagert werden, bis das Ergebnis erhalten wird. In jüngerer Zeit erschienen eine Anzahl von Veröffentlichungen, die sich mit Schnellverfahren zum Nachweis von Mikroorganismen befassen. Bei diesen Methoden werden Veränderungen der Impedanz oder des pH des Kulturmediums oder die Menge an verbrauchtem Sauerstoff oder entwickeltem Kohlendioxidgas, die mit dem Wachstum von Mikroorganismen in Beziehung stehen, ermessen und die Anzahl von Mikroorganismen wird auf Basis der erhaltenen Werte bestimmt. Diese Methoden eignen sich jedoch nur zur Untersuchung von Probenlösungen, die mehr als 105/ml Mikroorganismen enthalten. Außerdem können diese Werte durch gleichzeitig vorhandene Materialien beeinflußt werden, so daß diese Schnellverfahren aufgrund ihrer geringen Genauigkeit und ji>rcs beschränkten Nachweisbereiches für die Praxis nicht zufriedenstellend sind.
  • Ziel der Erfindung ist es daher, ein Schnellverfahren zum Nachweis von Mikroorganismen in Probenlösungen durch Fluoreszenzanalyse unter Verwendung von Umbelliferonderivaten bereitzustellen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man a) eine wäßrige Lösung, die die Probenlösung und ein nichtfluoreszierendes Umbelliferonderivat enthält, bei einer Temperatur von 20 bis 500C inkubiert, bis ein fluoreszierendes Umbelliferonderivat durch die in der Probenlösung enthaltenen Mikroorganismen in der Lösung freigesetzt wird, b) die Menge des freigesetzten Umbelliferonderivats mißt und c) die Anzahl der Mikroorganismen in der Probenlösung auf Basis der Menge an freigesetztem Umbelliferonderivat bestimmt.
  • Bei diesem Verfahren wird das nicht-fluoreszierende Umbelliferonderivat hydrolysiert und ein fluoreszierendes Umbelliferonderivat, wie Umbelliferon oder 4-Methylumbelliferon, wird durch die in der Probenlösung enthaltenen Mikroorganismen freigesetzt, wobei die Menge des freigesetzten Umbelliferonderivats annähernd proportional zur Anzahl von Mikroorganismen ist. Die Anzahl der Mikroorganismen kann daher auf Basis dieser proportionalen Beziehung bestimmt werden.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die mikrobielle Untersuchung verschiedener Materialien, wie Nahrungsmitteln, Getränken, Wasser und Toilettenartikeln, oder die klinische Untersuchung von mikrobiellen Infektionen in 1 bis 12 Stunden durchgeführt werden.
  • Das erfindungsgemäß angewandte nicht-fluoreszierende Umbelliferonderivat hat die allgemeine Formel in der R1 einen Hexoserest, eine Phosphat- oder Acylgruppe bedeutet und R2 ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe ist.
  • Beispiele für derartige Umbelliferonderivate sind 4-Methylumbelliferylphosphat (MUP), 4-Methylumbelliferylpyrophosphat (MUPP), 4-Methylumbelliferyl-a-D-galactosid (MU«Gal), 4-Methylumbelliferyl-B-D-galactosid (MUßGal), Umbelliferyl-B-D-galactosid (UßGal), 4-Methylumbelliferylalabinosid (MUAla), 4-Methylumbelliferylacetat (MUAce), 4-Methylumbelliferylacetoamido-B-D-glucosid (MUAG) und Umbelliferylglucosid.
  • Unter diesem Umbelliferonderivaten ist MUP besonders bevorzugt, da es von verschiedenen Mikroorganismenarten hydrolysiert wird, wie in Tabelle I von Beispiel 1 gezeigt ist.
  • Vorzugsweise wird MUP zusammen mit MUPP, MUAG, MUGal, MUAce und 1 oder MUALa verwendet, wodurch die Nachweisempfindlichkeit erhöht und die Nachweisz<?it verkürzt werden können.
  • Andererseits eignen sich MUGal und MUALa zum selektiven Nachweis von Colibakterien, da sie nur durch Colibakterien hydrolysiert werden.
  • Inkubiert man das Umbelliferonderivat mit Mikroorganismen, so wird es hydrolysiert und fluoreszierendes Umbelliferon oder 4-Methylumbelliferon wird freigesetzt. Die das fluoreszierende Umbelliferonderivat enthaltende inkubierte Lösung fluoresziert mit hellblauber Farbe von 450 nm Wellenlänge, wenn man sie mit UV-Strahlung von 360 nm Wellenlänge bestrahlt, und die Pluorcszerlz kann mit (JflOflI herkömmlichen Fluoroszenzdetektor nachgewiesen werden, wtnn mehr als 10 M Umbelliferonderivat in der Lösung freigesetzt sind.
  • Zum Messen der Fluoreszenz wird vorzugsweise der pH der Lösung auf einen alkalischen Wert von mehr als 10,0 eingestellt, um die Empfindlichkeit zu erhöhen.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nachweisbare oder bestimmbare Mikroorganismen sind aerobe Bakterien und echte Pilze, die sich in den verschiedensten Nahrungsmitteln und in Wasser finden und in Standard-Nähr-Agarmedien wachsen können. Beispiele für aerobe Bakterien sind gram-negative Bakterien, z.B. Bakterien der Genera Escherichia, Serratia, Pseudomonas, Klebsiella und Alcaligenes, sowie gram-negative Bakterien der Genera Staphylococcus, Bacillus, Nocaldia, Brevibacterium und Streptococcus. Beispiele für echte Fungi sind solche der Genera Saccharomyces, Candida, Aspergillus und Penicillium. Colibakterien sind gram-negative, nichtkeimbildende Stäbchen, die Lactose unter Gasbildung zersetzen können. Bakterien dieser Art gehören zu den Genera Escherichia, Erwinia, Seratia, Proteus und Salmonella.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Mikroorganismenanzahl von mehr als 104/ml direkt bestimmt werden, indem man die Probenlösung mit dem Unbelliferonderivat in nerührung bringt und die Menge an freigesetztem fluoreszierendem Umbelliferonderivat mißt. Hierzu gibt man 10 ³ bis 10 4 M Umbelliferonderivat zu der Probenlösung und inkubiert das Lösungsgemisch 10 Minuten bis 6 Stunden bei einer Temperatur von 10 bis 600C. Nach oem Abtrennen des unlöslichen Rückstands, z.B. der Mikrobenzellen, wird die Fluoreszenz der Lösung mit einem herkömmlichen Fluoreszenzdetektor gemessen und die Menge an freigesetztem Umbelliferonderivat bestimmt. Die Menge an freigesetztem Umbelliferonderivat ist annähernd proportional zur Anzahl von Mikroorganismen, wie in Tabelle III von Beispiel 2 und in Fig. 1 von Beispiel 4 gezeigt ist. Die Anzahl der Mikroorganismen kann da1Xer anhand der vorher aufaestellten Beziehung bestimmt werden. Die Anzahl von Mikroorganismen, die nach diesem Verfahren nachweisbar ist, beträgt etwa 104 bis 107/ml, wie aus Fig. 1 hervorgeht.
  • Um die Empfindlichkeit zu erhöhen, können die Mikrobenzellen in der Probenlösung aufgebrochen werden, indem man sie mit einem organischen Lösungsmittel, wie Toluol oder Chloroform, oder einem lytischen Enzym in Berührung bringt oder mit physikalischen Methoden zerstört, z .B. durch Ultraschallbenhandlung vor oder während der Inkubation. Durch das Aufbrechen wird das zur Freisetzung des fluoreszierenden Umbelliferonderivats befähigte Enzym, das gewöhnlich in den Mikrobenzellen enthalten ist, extrahiert, so daß die Nachweisempfindlichkeit um das Mehrfache gesteigert werden kann.
  • Die Empfindlichkeit kann auch durch Verlängerung der Inkubationszeit oder durch Konzentrieren der Mikrobenzellen, so 4 daß die Probenlösung mehr als 104/ml Mikrobenzellen enthält, erhöht werden. Diese direkte Methode ist jedoch zum Nachweis einer kleineren Anzahl von Mikroorganismen, z.B. weniger als 10³/ml nicht geeignet. Eine goringere Mikroorganismenanzahl von weniger als 104/ml kann dadurch bestimmt werden, daß man die Mikroorganismen der Probenlösung vor der Bestimmung 1 bis 12 Stunden in einem Nährmedium vermehrt, bis mehr als 104/ml in dem Kulturmedium erhalten werden. Die die Anzahl von Mikroorganismen in der erhaltenen Kulturbrühe proportional zur Züchtungszeit ist, kann die Anzahl von Mikroorganismen entsprechend der Züchtungszei durch Messen der 7\n'.h von Mikroorganismen in der Brühe bestimmt werden. Die Anzahl läßt sich noch genauer nach der oben beschriebenen bekannten MPN-Methode bestimmen. Hiezu verdünnt man die Probenlösung oder ein Homogenat der Probe mit sterilem Wasser, um -4 Dezimalverdünnungen von 10 1 bis 10 4 der Probenlösung herzustellen. Jeweils eine der Verdünnungen wird in 3 bis 5 Röhrchen eingebracht, die ein herkömmliches Nährmedium enthalten. Die Röhrchen werden dann 1 bis 12 Stunden inkubiert, um die Mikroorganismen in den Röhrchen in Gegenwart des Umbelliferonderivats zu vermehren. Das Umbelliferonderivat wird dem Kulturmedium nach der Inkubation zugesetzt, wenn die Inkubation ohne Zusatz des Umbelliferonderivats durchgeführt wurde, und es wird eine weitere 1- bis 2-stündige Inkubation durchgeführt. Anschließend zählt man die Anzahl der Röhrchen jeder Verdünnung; die eine Fluoreszenz zeigen, und bestimmt die Anzahl der Mikrobenzellen nach der beschriebenen MPN-Methode.
  • Bei diesem Verfahren werden herkömmliche, für den Mikrobennachweis übliche Nährmedien verwendet, z.B. Peptonmedium, Herzinfusionsbrühe und Nährbrühe. Zum Nachweis von Fungi werden Zapek-Dox-Medium, Malzextraktmedium, Kartoffel-Dextrose-Medium und Maismehl-Medium bevorzugt. Um Fungi selektiv nachzuweisen, können den Nährmedium Antibiotika, wie Chloramphenicol oder Penicillin, die das Bakterienwachstum hemmen, zugesetzt werden.
  • Um Colibakterien nachzuweisen, setgt man dem Nährmedium vor zugsweise eine Gallensäure oder Desoxychol säure zu, die das Wachstum anderer Mikroorganismen als der Colibakterien hemmen. Da Colibakterien spezifisch Galactosidase enthalten, wird dem Nährmedium vorzugsweise ein Induktor für Galactosidase zugesetzt, z.B. Lactose-isopropyl-ß-D-thiogalactopyranosid (IPTG), Propyl-B-D-thiolactopyranosid (PTG) und MUGal, wenn MUGal als Umbelliferonderivat verwendet wird.
  • Die Erfindung stellt somit ein Schnellverfahren zum Nachweis oder zur Bestimmung der Anzahl von Mikroorganismen durch Fluoreszenzanalyse zur Verfügung, das sich in der Praxis insbesondere zur mikrobiellen Untersuchung verschiedener Arten von Nahrungsmitteln, Getränken und Wasser sowie zur klinischen Untersuchung von mikrobiellen Infektionen eignet.
  • B e i 5 p i e 1 1 Ein Medium, das 0,5 % Pepton und 10 3 M der in Tabelle I genannten 4-Methylumbelliferonderivate enthält und einen pH von 7,0 hat, wird durch ein Millipore-Filter filtriert, worauf man jeweils 3,0 ml des Mediums in aseptische 20 ml Teströhrchen gießt. Jedes Röhrchen mit Peptonmedium wird mit 10 bis 100 Mikrobenzellen der in Tabelle I genannten bekannten Stämme beimpft und 24 Stunden bei 30°C im Falle von Bakterien bzw. 25 0C im Falle von Fungi und Hefen unter Schütteln inkubiert. Die Anzahl der in dem Kulturmedium gewachsenen Mikroorganismen variiert, liegt jedoch im Bereich von 106 bis 109/ml.
  • Tabelle I Liste der Teststämme Colibakterien ATCC-Nummer Escherichia coli 25922 Enterobacter cloacae 23355 Proteus vulgaris 13315 Serratia marcescens 8100 Salmonella typhimurium 14028 Klebsiella pneumoniae 13883 Andere gram-negative Bakterien Pseudomonas aeruginosa 27853 Alcaligenes faecalis 25094 Gram-posi Live Bakterien Staphylococcus aureus 25923 Staphylococcus epidernidis 12228 Bacillus cereus 14579 Nocardia asteroides 3308 Brevibacterium flavum 14067 Streptococcus faecalis 12984 Streptococcus pyogenes 19615 Hefen Saccharomyces cerevisiae (CBS 1171) Candida albicans 10231 Fungi Aspergillus niger 6275 Penicillium citrinum 9849 Acinetobacter calcoaceticus 23055 Nachdem der pH jeder Kulturbrühe mit Alkalibase auf 11,0 eingestellt ist, zentrifugiert man unlösliche Mikrobenzellen ab und belichtet das Medium mit W-Strahlung von 360 nm Wellenlänge. Hierauf wird die Fluoreszenz bei 450 nm Wellenlänge mit einem Fluoreszenzdeektor (Modell 204S der Hitachi, Ltd. Tokyo) gemessen und die Menge an freigesetztem 4-Methylumbelliferon (4-MU) wird bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle II genannt. Aus Tabelle II geht hervor, daß MUP durch alle Teststämme hydrolysiert wird. Andererseits werden MUßGal, MUaGal und MUAla durch spezielle Bakterien, die zu den Colibakterien gehören, selektiv hydrolysiert.
  • Beispiel 2 Vier Probenlösungen werden gesammelt aus Wasser des Flusses Tama, Abwasser einer Lebensmittelfabrikt Brunnenwasser bzw.
  • Kloakenwasser. Jeweils 10 ml von 16 Probenlösungen wer-den zusammen mit 1,0 ml Phosphatpufferlösung, die 1,1 x 10-2M MUP enthält, in Teströhrchen gegossen. Jeden der Röhrchen wird dann 2 Stunden bei 37°C stehengelassen. Nach dem Absentrifugieren unlöslicher Rückstände wird der pH der Lösung auf 10,5 eingestellt und die Menge an freigesetztem 4-MU wird mit einem Fluoreszendzdetektor bestimmt.
  • Daneben wird die Anzahl von Mikroorganismen in jeder Probenklösung nach der bekannten Plattenzählmethode unter Verwendung eines Standard-Agarmediums bestimmt. Die Beziehung zzischen der Anzahl von Mikroorganismen und der Menge an freigesetztem 4-MU ist in Tabelle III gezeigt.
  • Tabelle III Beziehung zwischen der Anzahl von Mikroorganismen und der Menge an freigesetztem 4-MU Anzahl 4-MU Anzahl 4-MU pro 10 ml) (x10-7) pro 10 m£) (x10-/M) 1,1 x 102 0 613 x 106 285 2,0 x 103 0 812 x 106 493 5r0 x 103 0 lt3 x 107 890 3,0 x 104 1,5 4,2 x 107 630 7,2 x 104 3,2 7,1 x 107 952 3t6 x 10³ 82 8 2 x 108 1300 4,2 x 10³ 93 1,9 x 10² 930 5,1 x 106 305 2,1 x 108 1250 Tabelle II Aktivität der Teststämme bei der Freisetzung von 4-MU Menge an freigesetztem 4-MU Test- getestete MU-Derivate stamm (ATCC Nr.) MUP MUGal MUPP MUAce MUAG MUαGal MUßGal MUALa 25922 +++ + ++ + ++ +++ +++ +++ 23355 +++ ++ ++ + ++ +++ +++ +++ 13315 +++ -- ++ + + - - -8100 +++ ++ ++ ++ - ++ - ++ 14028 +++ + - + - - -13883 +++ - ++ + ++ - - ++ 27853 +++ - - + - - - -25094 + - - + - - - -25923 ++ - - - - - - -12228 ++ - - - - - - -14579 ++ + - + - - - -3304 + + - + + - - -12984 + + - - + - - -14067 + - - + - - - -19615 ++ - - - - - - -CBSl171 ++ - - + - - - -10231 ++ ++ - - - - - -6275 + ++ - + ++ - - -9849 + + - - + - - -23055 ++ + - - - - - -(-) @ MU nicht nachgewiesen (+) : Menge an 4-MU beträgt mehr als 10-7M.
  • (++) : Menge an 4-MU beträgt mehr als 10-6M.
  • Menge an 4-MU beträgt mehr als 10-5M.
  • Aus Tabelle III geht hervor, daß die Menge an freigesetztem 4-MU annähernd proportional zu der nach der Plattenzählmethode bestimmten Anzahl von Mikroorganismen ist. Die Anzahl von Mikroorganismen in Wasser kann daher mit dem erfindungsgemäßen Verfahren äußerst schnell mit fast derselben Genauigkeit wie nach der herkömmlichen Plattenzählmethode gemessen werden.
  • Beispiel 3 10 g handelsüblicher Kartoffelsalat werden abgewogen, mit 90 ml sterilem Wasser versetzt und gemischt. Das Gemisch wird 1 Minute bei 20 000 U/min homogenisiert und mit sterilem Wasser auf Dezimalverdünnungen von 10@, 10@ und 10@ des Homogenats verdünnt. Jeweils 1,0 ml der Verdünnungen wird in drei Teströhrchen überführt, die 9,0 ml eines ,05 % Peptonmediums enthalten, und 12 Stunden bei 300C unter Schütteln inkubiert. Nach dem Abtrennen unlöslicher Rückstände wird die Fluoreszenz des Mediums mit einem Fluoreszenzdetektor gemäß Beispiel 2 gemessen. Hierauf zählt man die Zahl der Röhrchen, die eine Fluoreszenz zeigen, und bestimmt den MPN-Wert unter Verwendung von MPN-Tabellen.
  • Parallel zu diesem Experiment wird die Anzahl der Mikroorganismen nach der herkömmlichen MPN-Methode bestimmt. Hierzu überführt man 1,0 ml der Verdünnung in drei Röhrchen, die 9,0 ml Nährmedium mit 0,25 % Hefeextrakt, 0,5 % Pepton und 0,1 % Glucose sowie einem pH von 7,1 enthalten. Das Medium wird 48 Stunden bei 300C inkubiert, worauf man anhand der Trübung des Mediums untersucht, ob Mikroorganismen in dem Medium wachsen oder nicht. Die Anzahl der Röhrchen, die ein Mikroorganismenwachstum zeigen, wird bestimmt und der MPN-Wert wird anhand von MPN-Tabellen ermittelt.
  • Auf dieselbe Weise wird die Anzahl von Mikroorganismen in handelsüblichem Makaronisalat und Spaghettisalat bestimmt.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle IV genannt.
  • Tabelle IV MPN-Wert von Salaten (pro 10 g) Salat erfindungsgemäßes herkömmliches Verfahren (12 Std.) Verfahren (48 Std.) Kartoffel 1,5 x 105 1,1 x 105 Makaroni 4,3 x 10³ 7,5 x 10³ Spaghetti 7,5 x 104 9,3 x 104 Der MPN-Wert desselben Kartoffelsalates wird wie vorstehend bestimmt, jedoch. verwendet man ein Peptonnedlum, das 10-3M MUP, 10-3M MUGal und 10-3M MUßGal enthält. Derselbe MPN-Wert (1,5 x 105) wird nach 10stündiger Inkubation erhalten.
  • B e i s p i e l 4 Escherichia coli ATCC 25922 wird unter Schütteln bei 37°C in einem Herzinfusions (HI)-Medium gezüchtet, das 0,05 % Natriumdesoxycholat und 10 M IPTG enthält. Nach 8 Stunden wird das Medium mit Phosphatpufferlösung, die 3 x 10 M MUßGal enthält, so verdünnt, daß es 10²/ml Mikrobenzellen enthält. Jeweils 5,0 ml der Verdünnung werden in Teströhrchen mit 20 µl Toluol gegossen und die Röhrchen werden 1 Stunde bei 40°C stehengelassen. Hierauf bestimmt man die Menge an freigesetztem 4-MU gemäß Beispiel 2. Die Ergebnisse sind in Fig. 1 gezeigt, wobei auf der Abszisse die Anzahl der nach der herkömmlichen Plattenzählmethode bestimmten Mikroorganismen und auf der Ordinate die Menge an freigesetztem 4-M.U(x 10-7 M) aufgetragen sind. Aus Fig. 1 ist die lineare Beziehung zwischen der Anzahl von Mikroorganismen und der Menge an freigesetztem 4-MU ersichtlich.
  • Daneben werden Urinproben auf übliche Weise von f?:nf Patienten mit Harninfektion gesammelt. Jeweils 4,5 ml des Urins werden zusammen mit 4,5 ml NI-Medium in Teströhrchen gegossen, wobei dasselbe Medium, wie in dem vorangehenden Experiment vorwendet wird, das jedoch vorher zweimal konzentriert worden ist. Die Röhrchen werden dann 8 Stunden bei 37°C unter Schütteln inkubiert. Anschließend versetzt man mit 20 iil Toluol und 1,0 ml Phosphatpufferlösung, die 5 x 10 4M MUBGal enthält, und inkubiert eine weitere Stunde bei 400C.
  • Anschließend wird die Menge an freigesetztem 4-MU in der Lösung bestimmt und die Anzahl von Colibakterien wird anhand der Beziehung von Fig. 1 ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle V genannt, wobei die Anzahl an Colibakterien in dem Urin, die nach der herkömmlichen Plattenzählmethode ermittelt wurde, als Kontrollwert angegeben ist.
  • Tabelle V Anzahl von Colibakterien in Urin Urinprobe Erfindungsgemäßes Plattenzählmethode Verfahren (pro 1 ml) (pro 1 ml) A 4,6 x 10 4,8 x 105 B 2,0 x 10 1,8 x 107 C 1,0 x 106 2,0 x 106 D über 4,8 x 107 E 3,5 x 106 3,0 x 106 B e i s p i e 1 5 Escherichia coli ATCC 10798 (-12) wird 20 Stunden bei 370C unter Schütteln in Bouillon-Medium gezüchtet, das 0,1 % Natriumdesoxycholat enthält. Die Kulturbrühe wird stufenweise mit sterilem Wasser zu Lösungen verdünnt, die 10, 10² 103 bzw. 104/ml MikrobenzeJlen enthalten. Jeweils 1 ml der Verdünnungen wird zusammen mit 9,0 ml Bouillon-Medium, das 10 M IPTG enthält, in TeströhSchen gegossen, die man hierauf 1 bis 6 Stunden bei 370C unter Schütteln inkubiert.
  • Jeweils 2,0 ml des Kulturmediums wird zusammen mit 20 µl Toluol und 2,0 ml Phosphatpufferlösung, die 3 x 10 M MUBGal enthält, in ein anderes Teströhrchen überführt. Die Röhrchen werden dann 60 Minuten bei 37 0C stehengelassen, worauf man die Menge an freigesetztem 4-MU gemäß Beispiel 2 mißt. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI genannt, wobei die Anzahl von Zellen nach der herkömmlichen Plattenzählmethode bestimmt wird.
  • Tabelle VI Beziehung zwischen der Anzahl von Mikrobenzellen /10 ml und der Kultivierungszeit Größe des Kultivierungszeit Inoculats 1 2 3 4 5 (Zahl/10 ml) Zahl 4-MU Zahl 4-MU Zahl 4-MU Zahl 4-MU Zahl 4-MU 0 0 - 0 - 0 - 0 - 0 -1,0 4 - 3,2 - 260 - 2,1x10³ - 1,6x104 1,3x107 10 40 - 320 - 2,7x10³ - 2,3x104 1,5x107 1,6x105 1,5x106 10² 400 - 3,2x10³ - 2,6x104 2,1x10-7 2,2x105 1,4x106 1,6x107 1,4x105 10³ 4x10³ - 3,2x104 2,5x10-7 2,6x105 1,7x10-6 104 4x104 2,6x10-7 3,2x105 1,8x10-6 Aus Tabelle VI ist die Beziehung zwischen der Anzahl von Mikrobenzellen und der Kultivierungszeit für jedes Kultur-4 medium, das 10 bis 10 Mikrobenzellen enthält, ersichtlich.
  • Auf Basis dieser Beziehung Kann eine kleine Anzahl von Mikrobenzellen von E.coli bestimmt werden.
  • Beispiel 6 Ein Herzinfusions (HI)-Medium, das 10 M IPTG, PTG oder 1,0 t Lactose, das ein Induktor für B-Galactosidase ist, wird hergestellt. Jeweils 10 m dieses Mediums werden mit 100 Mikrobenzellen von Escherichia coli ATCC 10798 (K-12) beimpft und 5 Stunden bei 37°C unter Schütteln inkubiert. Die Anzahl von Mikrobenzellen in dem erhaltenen Kulturmedium beträgt jeweils 1,6 x 106/ml.
  • Jeweils 2 ml des Mediums werden zusammen mit 2,0 ml Phosphatpufferlösung, die 3 x 10 4M MUIsGal enthält, in Teströhrchen überführt, die man hierauf 1 Stunde bei 400C stehen läßt. Die Menge an freigesetztem 4-MU wird gemäß Beispiel 2 gemessen.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle VII genannt.
  • Tabelle VII Effekt des Induktorzusatzes Induktor 4-MU-Menge (M) kein 1,5 x 10 6 IPTG 1,5 x 10 PTG 1,5 x Lactose 8,7 x 10 Zerstört man die Mikrobenzellen des Kulturmediums, das 10 3 IPTG enthält, indem man sie 1 Stunde bei 37 0C mit 5 ßl/ml Äthylacetat kontaktiert oder sie 10 Minuten Ultraschallwellen aussetzt (10 kHz), so nimmt die Menge an freigesetzten 4-MU auf etwa das 10-fache des Kontrollwerts zu, wie aus Tabelle VIII ersichtlich ist.
  • Tabelle VIII Effekt des Zerstörens der Mikrobenzellen Behandlung 4-MU-Menge (M) Keine (Kontrolle) 1,5 x 10-5 Äthylacetat 1,5 x 10 Ultraschall 1,5 x 10-4 Beispiel 7 10 ml HI-Medium, das 10 M IPTG, 0,1 % Natriumdesoxycholat und 10 3M Umbelliferyl-ß-D-galactosid enthält, werden in 5 Teströhrchen eingefüllt und mit je 0,01 ml Wasser aus dem Fluß Tama versetzt. Hierauf werden die Röhrchen 6 Stunden bei 37 0C unter Schütteln inkubiert.
  • Auf dieselbe Weise werden 0,1 ml, 1,0 ml bzw. 10 ml Flußwasser anderen fünf Röhrchen zugesetzt und 6 Stunden bei 37 0C inkubiert.
  • Nach dem Abzentrifugieren unlöslicher Rückstände mißt man die Fluoreszenz der Lösung und bestimmt den MPN-Wert auf Basis der Zahl von Teströhrchen mit Fluoreszenz unter Verwendung von MPN-Tabellen. Daneben wird der MPN-Wert des Flußwassers nach der herkömmlichem MPN-Methode bestimmt.
  • Zum Vergleich wid III-Medium, das nur 0,1 % Natriumdesoxycholat enthält, in fünf Fermentationsröhrchen eingefüllt und mit Flußwasser versetzt. Hierauf inkubiert man 48 Stunden bei 37 0C. Die Zahl der Röhrchen, die eine Gasentwicklung zeigen, wird auf übliche Weise bestimmt. Hierauf bestimmt man den MPN-Wert auf Basis der Zahl von Röhrchen unter Verwendung von MPN-Tabellen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII genannt.
  • Tabelle VIII MPN-Wert von Flußwasser Zahl der positiven Röhrchen Probengröße (ml) Fluoreszenz (6 Std.) Gasentwicklung (6 Std.) (48 Std.) 10 * 5 5 1,0 3 3 0,1 0 0 0,01 0 0 MPN/100 ml 79 79 *) Es wird doppelt konzentriertes HI-Medium verwendet.
  • Beispiel 8 100 g handelsübliche Croquetten werden über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen und dann mit 100 ml Phosphatpufferlösung (0,1 M; pH 7,0) vermischt. Das Gemisch wird 1 Minute bei 20 000 U/min homogenisiert und dann mit derselben Pufferlösung zu Dezimalverdünnungen von 10 1, 10 2 und 10 3 des Homogenats verdünnt.
  • Je 1 ml jeder Verdünnung wird zusammen mit 9,0 ml HI-Medium, das 0,1 % Natriumdesoxycholat enthält, in 5 Teströhrchen überführt, die dann unter Schütteln bei 44,50C inkubiert werden.
  • Jc 2 ml des inkui>ierten Mediums, 20 Al Toluol und 2,0 ml Phosphatpufierlösung, die 3x10-3M MUP enthält, werden in andere Röhrchen eingefüllt und dann 1 Stunde bei 37°C stehengelassen. Nach dem Abtrennen unlöslicher Rückstände wird die Zahl der Röhrchen mit Fluoreszenz bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sowie die nach der herkömmlichen MPN-Methode zum Nachweis von Colibakterien erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle IX genannt.
  • Tabelle IX MPN von Colibakterien in Croquetten Zahl der positiven Röhrchen Verdünnung Fluoreszenz Gasentwicklung (10 (10 Std.) (48 Std.
  • 1,0 5 5 10-1 2 2 -2 0 0 10-3 3 0 0 MPN/100 g 49 49 Beispiel 9 10 g Erde aus einem Obstgarten werden mit 90 ml sterilem Wasser vermischt und 1 Minute homogenisiert. Hierauf stellt man durch Verdünnen mit sterilem Wasser Dezimalverdünnungen von 10-1 und 10-2 des Homogenat her. Jeweils 1,0 ml jeder Verdünnung weitdeii in drei Röhrchen überführt, die 5,0 ml YM-Medium enthalten, das aus 0,05 % Hefeextrakt, 0,05 % Malzextrakt, 100 y/ml Chloramphenicol, 10-3M MUßGal und 10 M MUP besteht und einen pH von 6,0 hat. Hierauf wird jedes Röhrchen 12 Stunden bei 270C unter Schütteln inkubiert.
  • Die Zahl der Röhrchen mit Fluoreszenz wird gemäß Beispiel 2 bestimmt und der MPN-Wert wird auf Basis dieser Zahl unter Verwendung von MPN-Tabellen zu 1500/10 g Erde ermittelt.
  • Parallel zu diesem Experiment wird die Anzahl von Mikroorganismen nach der herkömmlichen Plattenzählmethode bestimmt.
  • Hierzu vermischt man jeweils 1,0 ml der Verdünnung des Homoyenats mit 9 ml YM-Medium, das aus 0,3 % Hefnextrakt, 0,3 % Malzextrakt, 0,5 % Pepton, 100 y/ml Chloramp}lenicol und 1,5 % Agar besteht und einen pH von 6,5 hat. Anschließend gießt man das Gemisch in eine Petrischale und inkubiert bei 27°C. Nach 48 stündiger Inkubation wird die Zahl der auf der Platte gewachsenen Kolonien, die hauptsächlich aus Hefen und Fungi bestehen, gezählt. Die bestimmte Anzahl von Mikroorganismen beträgt 1300/10 g Erde.
  • L e e r s e i t e

Claims (11)

  1. Schnellverfahren zum Nachweis oder zur Bestimmung von Mikroorganismen P a t e.n t an s p r ü cb e 1. Schnellverfahren zum Nachweis oder zur Bestimmung von Mikroorganismen in Probenlösungen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß man (a) eine wäßrige Lösung, die die Probenlösung und ein nicht-fluoreszierendes Umbelliferonderivat enthält, bei einer Temperatur von 10 bis 60°C inkubiert, bis durch die in der Probenlösung enthaltenen,Mikroorganismen ein fluoreszierendes Umbelliferonderivat freigesetzt wird, (b) die Menge des freigesetzten Umbelliferonderivats mit einem Fluoreszenzdetektor mißt und (c) die Zahl der Mikroorganismen in der Probenlösung unter Zugrundelegung der Menge an freigesetztem Umbelliferonderivat bestimmt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-fluoreszierende Umbelliferonderivat die allgemeine Formel hat, in der R1 einen Hexoserest, eine Phosphat-, Pyrophosphat- oder Acylgruppe bedeutet und R2 ein Wasser stoffatom oder eine Methylgruppe ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Glucosid-, Alabinosid- oder Galactosidrest oder eine Phosphat-, Pyrophosphat- oder Acetylgruppe und R2 eine Methylgruppe ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß R1 eine Phosphatgruppe und R2 eine Methylgruppe ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mikroorganismenzellen in der Probenlösung vor oder wAhrencl der InkubaLion aufbricht.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung ein Nährmedium, das nicht-fluoreszierende Umbelliferonderivat und die Probenlösung enthält oder das Umbelliferonderivat und eine Kultur der Probenlösung enthält, die 1 bis 12 Stunden in einem Nährmedium kultiviert worden ist.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bestimmenden Mikroorganismen Colibakterien sind.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Nährmedium eine Gallonsäure oder Desoxychol säure zusetzt.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man 4-Methylumbelliferylgalactosid und/oder 4-Methylumbelliferylalabinosid als Umbelliferylderivate verwendet.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Nährmedium einen Tnduktor für ß-Galactosidase zusetzt.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zahl der Mikroorganismen nach der bekannten Most Probable Number-Methode bestimmt.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0122148A1 (de) * 1983-04-12 1984-10-17 Ajinomoto Co., Inc. Methode zur Messung der Zellenzahl von Mikroorganismen
DE3427679A1 (de) * 1983-07-26 1985-02-14 Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo Verfahren zur untersuchung von mikroorganismenpopulation
AT396941B (de) * 1990-01-08 1993-12-27 Kohlweg Ernst Dr Verfahren zur bestimmung von phagozytoseaktiven zellen

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4242447A (en) * 1978-11-29 1980-12-30 Bioresearch Rapid detection of bacteria

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4242447A (en) * 1978-11-29 1980-12-30 Bioresearch Rapid detection of bacteria

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CA 86: 135 407j, J.M. Grange, Kathy Clark, J. Clin. Pathol. 30, 1977, 151-153 *
CA 86: 184946t, M.W. Humble, Anna King, Jan Phillips, J. Clin. Pathol. 30, 1977, 275-277 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0122148A1 (de) * 1983-04-12 1984-10-17 Ajinomoto Co., Inc. Methode zur Messung der Zellenzahl von Mikroorganismen
DE3427679A1 (de) * 1983-07-26 1985-02-14 Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo Verfahren zur untersuchung von mikroorganismenpopulation
AT396941B (de) * 1990-01-08 1993-12-27 Kohlweg Ernst Dr Verfahren zur bestimmung von phagozytoseaktiven zellen

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