EA012956B1 - System for rapid analysis of microbiological materials in liquid samples - Google Patents
System for rapid analysis of microbiological materials in liquid samples Download PDFInfo
- Publication number
- EA012956B1 EA012956B1 EA200702418A EA200702418A EA012956B1 EA 012956 B1 EA012956 B1 EA 012956B1 EA 200702418 A EA200702418 A EA 200702418A EA 200702418 A EA200702418 A EA 200702418A EA 012956 B1 EA012956 B1 EA 012956B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- sample
- container
- light
- container holder
- spectrophotometer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING 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
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
- C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/51—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid inside a container, e.g. in an ampoule
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
- G01N21/532—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke with measurement of scattering and transmission
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способам и устройству детектирования присутствия и количественных показателей микробиологических материалов в жидких образцах и, в частности, к способам и устройству количественного анализа патогенных микроорганизмов в образцах воды.The present invention relates to methods and apparatus for detecting the presence and quantity of microbiological materials in liquid samples and, in particular, to methods and device for quantitative analysis of pathogenic microorganisms in water samples.
Уровень техникиThe level of technology
Питьевую воду и рекреационную воду (воду на пляжах и в других заведениях, предназначенных для плавания) необходимо регулярно проверять, и результаты этих проверок должны быть доступны в течение короткого времени для защиты общества от опасных и заразных болезней.Drinking water and recreational water (water on beaches and other swimming facilities) should be regularly checked, and the results of these checks should be available for a short time to protect the public from dangerous and contagious diseases.
В настоящее время большинство проверок образцов воды выполняют в лабораторных условиях вдали от водохозяйственных объектов или мест отбора. Множество способов и процедур, используемых в настоящее время в обычных микробиологических анализах, были разработаны более чем 100 лет назад. Эти процедуры являются трудоемкими и требуют значительного времени как при выполнении, так и при сборе данных. Результаты таких тестов обычно остаются недоступными для операторов водохозяйственных объектов в течение приблизительно 36-72 ч. Вследствие этого операторы часто не могут предпринять действия для очистки загрязненной воды в течение длительного времени после начала потребления или использования такой загрязненной воды.Currently, most of the water sample checks are performed under laboratory conditions away from water facilities or sampling sites. Many of the methods and procedures currently used in conventional microbiological analyzes have been developed more than 100 years ago. These procedures are time consuming and require considerable time both during execution and during data collection. The results of such tests usually remain inaccessible to water operators for approximately 36-72 hours. As a result, operators often cannot take action to clean contaminated water for a long time after the start of consumption or use of such polluted water.
Кроме того, большой проблемой остаются передаваемые через воду заболевания, несмотря на предпринимаемые во всем мире попытки ее решения. Эта проблема не ограничивается развивающимися и слаборазвитыми странами, но является глобальной по своей природе. Некоторые из основных ее причин представляют собой следующие:In addition, waterborne diseases remain a major problem, despite attempts to solve it all over the world. This problem is not limited to developing and underdeveloped countries, but is global in nature. Some of its main causes are the following:
1) применяемая в настоящее время частота проведения проверок является не достаточной для обеспечения раннего предупреждения, поэтому корректирующие воздействия не могут быть предприняты для предотвращения вспышек заболеваний; и (2) используемые в настоящее время способы тестирования являются трудоемкими и требуют большого времени и, следовательно, не способствуют организации частых проверок.1) the current frequency of inspections is not sufficient to provide early warning, therefore, corrective actions cannot be taken to prevent outbreaks of diseases; and (2) currently used testing methods are laborious and time consuming and, therefore, do not contribute to the organization of frequent inspections.
В 1988 г. авторы ЕйЬегд 8.С. и др. разработали новую технологию, которая основана на способе химически определенного субстрата МТЕ, известную как Ли1оаиа1у818 СоШегк (АС): Ναΐίοηαΐ П1ей еуа1иаΐίοη оГ а йеГшей киЬйгаке текйой Гог 1Не ытиИапеоик еуа1иакюп о! Ю1а1 сокГогпъ апй ЕксйейсШа сой Ггот йппкшд теакег: сотрапкоп \νί11ι зкапйагй тиШр1е киЬе кес11тс|ие, Арр1. Етзгоп. МюгоЬюк, 54 1595 (1988). Это обеспечило возможность проведения одновременного детектирования и идентификации как общего количества колиформ, так и Е.сок в воде при 1 СЕИ на 100 мл в течение менее чем 24 ч. СоШегк® представляет собой среду, содержащую хромогенный/флюорогенный реагент, в которой предусмотрены специфичные питательные вещества и ферментные субстраты с хромофорами и флуорофорами для одновременного детектирования общего количества колиформ и Е.со1г В 1989 г. И8 ЕРА (Агентство по охране окружающей среды США) утвердило этот способ как средство качественного тестирования общего количества колиформ в питьевой воде.In 1988, the authors are Eagegd 8.S. et al. developed a new technology that is based on the method of a chemically defined substrate MTE, known as Li1oaa1u818 Soshekk (AC): JU1a1 sokGogp apy Eksyaysa soy Ggot yppkshd teakeg: sootkopk \ νί11і zkapyagy tShr1e kye kes11tsIe, Arr1. ETZGOP. Mugoyuk, 54 1595 (1988). This made it possible to simultaneously detect and identify both the total number of coliforms and E.Sok in water at 1 SEU per 100 ml for less than 24 hours. CoSegk® is a medium containing a chromogenic / fluorogenic reagent that contains specific nutrient substances and enzyme substrates with chromophores and fluorophores for simultaneous detection of the total number of coliforms and E. coli In 1989, I8 EPA (US Environmental Protection Agency) approved this method as a means of qualitative testing the total number of coliforms in drinking water.
Развитие хромогенных/флюорогенных реагентов для проведения микробного тестирования открыло возможность для повышения качества и ускорения протоколов тестирования. Кроме того, эти продукты обеспечивают дополнительную возможность использования такой технологии, как оптическая спектроскопия, для проведения биологического, микробиологического и химического анализа. Спектрофотометрический анализ является очень чувствительным и, следовательно, позволяет детектировать присутствие очень низкой концентрации представляющих интерес цветообразующих компонентов в жидких образцах (в частях на миллион). Визуально глаз человека может обнаружить цвет только тогда, когда его компоненты присутствуют при довольно высокой концентрации, что приводит к необходимости инкубационного периода в пределах от 18 до 72 ч. Время, требуемое для идентификации или оценки присутствия микробиологических индикаторов в воде, пище и образцах окружающей среды, может быть значительно уменьшено при комбинировании инкубации с фотометрическим анализом.The development of chromogenic / fluorogenic reagents for microbial testing has opened up the possibility to improve the quality and speed up the testing protocols. In addition, these products provide an additional opportunity to use technology such as optical spectroscopy for biological, microbiological and chemical analysis. Spectrophotometric analysis is very sensitive and, therefore, allows the presence of a very low concentration of color-forming components of interest to be detected in liquid samples (in parts per million). Visually, the human eye can detect color only when its components are present at a fairly high concentration, which leads to the need for an incubation period ranging from 18 to 72 hours. The time required to identify or evaluate the presence of microbiological indicators in water, food and environmental samples can be significantly reduced by combining incubation with photometric analysis.
Использование и преимущество спектрофотометрических подходов к бактериологическому анализу в жидких образцах описано в литературе. Однако эти тесты выполнялись за пределами инкубационной камеры путем отбора аликвоты образца из инкубационного резервуара в фотометрические трубки через разные интервалы и проведения измерений с использованием стандартных спектрометров. При таком подходе необходимо не только длительное время, но и требуется использовать отдельные инкубаторы, спектрометры и технический персонал для проведения теста и в некоторых случаях роботизированные системы отбора образцов. При этом также возможен риск взаимных загрязнений и ошибок, вносимых человеком, если особые меры не будут предприняты при проведении анализа.The use and advantage of spectrophotometric approaches to bacteriological analysis in liquid samples is described in the literature. However, these tests were performed outside the incubation chamber by taking an aliquot of the sample from the incubation tank into the photometric tubes at different intervals and taking measurements using standard spectrometers. This approach requires not only a long time, but it also requires the use of separate incubators, spectrometers and technicians for the test and, in some cases, robotic sampling systems. It is also possible the risk of mutual pollution and human error, if special measures are not taken in the analysis.
В соответствии с этим, существует насущная необходимость в улучшенных способах и устройствах тестирования микробиологических материалов в питьевой воде, рекреационной воде, а также в сточных водах для обеспечения возможности лучшего управления водохозяйственными объектами, для защиты общественного здоровья и окружающей среды.In line with this, there is an urgent need for improved methods and devices for testing microbiological materials in drinking water, recreational water, and also in wastewater to enable better management of water facilities, to protect public health and the environment.
Сущность изобретенияSummary of Invention
Настоящее изобретение относится к системе, предназначенной для проведения быстрого количестThe present invention relates to a system for conducting a quick quantification.
- 1 012956 венного анализа бактерий в образцах жидкости, такой как вода. В одном из аспектов настоящее изобретение направлено на систему, содержащую контейнер для пробы, в котором содержится проверяемый образец, и устройство, имеющее систему спектрофотометра, содержащую соответствующий излучающий свет источник и детектор, установленные рядом с контейнером для пробы в пределах корпуса устройства. Реагент, который обеспечивает детектируемый параметр (например, цвет, флуоресценцию и т.д.) добавлен к проверяемому образцу в контейнере для пробы. В то время как в образце происходит инкубация, детектор отслеживает свет от источника, проходящего через образец и контейнер для пробы. Детектор подключен к процессору спектрофотометра, который измеряет, обрабатывает, записывает и сохраняет информацию. Процессор также может быть подключен к соответствующему устройству измерения и записи, такому как компьютер, мультиметр или любое другое устройство, которое позволяет измерять и регистрировать выходные сигналы детектора. Это обеспечивает неинтрузивную непрерывную инкубацию и измерение роста сигнала исследуемого параметра.- 1 012956 Varian analysis of bacteria in fluid samples, such as water. In one aspect, the present invention is directed to a system comprising a sample container, which contains a test sample, and a device having a spectrophotometer system containing an appropriate light emitting source and a detector mounted adjacent to the sample container within the body of the device. A reagent that provides a detectable parameter (for example, color, fluorescence, etc.) is added to the sample to be tested in a sample container. While incubation occurs in the sample, the detector tracks light from a source passing through the sample and sample container. The detector is connected to the spectrophotometer processor, which measures, processes, records and stores information. A processor may also be connected to an appropriate measurement and recording device, such as a computer, multimeter, or any other device that allows you to measure and record the output signals of the detector. This provides non-intrusive continuous incubation and measurement of the growth of the signal of the parameter under study.
В другом аспекте настоящее изобретение направлено на систему экспресс-анализа микробиологических параметров в образцах жидкости. Эта система содержит контейнер для пробы, предназначенный для содержания образца жидкости, причем этот контейнер для пробы изготовлен из материала, который обеспечивает возможность распространения света, корпус, образующий закрываемую камеру для содержания в ней контейнера для пробы, инкубационную систему, установленную внутри корпуса, для инкубации микробиологических материалов в образце жидкости и систему спектрофотометра, установленную в корпусе, для пропуска света через контейнер для пробы и измерения количества поглощенного, излучаемого или рассеянного света образцом жидкости, когда происходит инкубация микробиологических материалов в инкубационной системе с течением времени.In another aspect, the present invention is directed to a system for the rapid analysis of microbiological parameters in fluid samples. This system contains a sample container for holding a sample of a liquid, this sample container is made of a material that allows light to propagate, a housing forming a closed chamber for containing a sample container, an incubation system installed inside the housing for incubation microbiological materials in the fluid sample and the spectrophotometer system installed in the housing to pass light through the sample container and measure the amount of absorbed, and ray or the scattered light liquid sample when an incubation of microbiological materials in the incubation system over time.
В дополнительном аспекте настоящее изобретение направлено на устройство детектирования микробиологических материалов в образце жидкости. Устройство содержит корпус, имеющий закрываемую камеру такой формы, что в ней содержится прозрачный пластмассовый контейнер, который предназначен для содержания образца жидкости, устройство инкубации, установленное внутри корпуса, предназначенное для инкубации любых микробиологических материалов в образце жидкости, и устройство спектрофотометра, установленное внутри корпуса, предназначенное для измерения поглощаемого, излучаемого или рассеиваемого образцом жидкости света по мере инкубации микробиологических материалов устройством инкубации с течением времени.In an additional aspect, the present invention is directed to a device for detecting microbiological materials in a fluid sample. The device comprises a housing having a closable chamber of such a shape that it contains a transparent plastic container that is designed to hold a sample of liquid, an incubation device installed inside the case, intended to incubate any microbiological materials in a liquid sample, and a spectrophotometer device installed inside the case, intended for measuring the light absorbed, emitted or scattered by a liquid sample as the microbiological materials of the devices are incubated ohm incubation over time.
Настоящее изобретение также направлено на способ экспресс-анализа микробиологических материалов в образце жидкости, содержащий этапы, на которых:The present invention is also directed to a method for the rapid analysis of microbiological materials in a fluid sample, comprising the steps of:
(a) смешивают образец жидкости, имеющий неизвестную исходную популяцию микробиологического материала, с реагентом в контейнере для пробы, причем реагент обеспечивает детектируемый параметр, показывающий микробиологический материал, создавая, таким образом, смесь образца/реагента;(a) mix a sample of liquid having an unknown initial population of microbiological material with the reagent in the sample container, the reagent providing a detectable parameter indicating the microbiological material, thereby creating a sample / reagent mixture;
(b) размещают контейнер для пробы внутри закрываемого корпуса, и корпус закрывают;(b) place the sample container inside the enclosure to be closed, and close the case;
(c) выполняют инкубацию смеси образца/реагента внутри закрытого корпуса при температуре в пределах заданного диапазона температур в течение определенного периода времени и (б) измеряют изменение детектируемого параметра по мере инкубации смеси образца/реагента в течение некоторого периода времени.(c) incubating the sample / reagent mixture inside the closed case at a temperature within a predetermined temperature range for a certain period of time; and (b) measuring the change in the detected parameter as the sample / reagent mixture is incubated for a certain period of time.
Настоящее изобретение дополнительно направлено на способ быстрого количественного анализа микробиологических материалов в образце жидкости. Способ содержит этапы, на которых:The present invention is further directed to a method for rapid quantitative analysis of microbiological materials in a fluid sample. The method comprises the steps of:
(a) помещают образец жидкости, имеющий неизвестную исходную популяцию микробиологического материала, в контейнер для пробы, изготовленного из материала, который позволяет пропускать через него свет;(a) placing a sample of a fluid having an unknown initial population of microbiological material in a sample container made of a material that allows light to pass through it;
(b) создают смесь образца/реагента путем перемешивания образца жидкости с реагентом, в результате чего получают детектируемый параметр, показывающий микробиологический материал после экспозиции светом;(b) create a sample / reagent mixture by mixing the liquid sample with the reagent, resulting in a detectable parameter showing the microbiological material after exposure to light;
(c) выполняют инкубацию смеси образца/реагента в закрытом корпусе при температуре в пределах заданного диапазона температур в течение некоторого периода времени;(c) incubating the sample / reagent mixture in a closed case at a temperature within a predetermined temperature range for a period of time;
(б) измеряют изменения детектируемого параметра по мере инкубации смеси образца/реагента с пропусканием света известной интенсивности через смесь образца/реагента и измерением изменений интенсивности света с течением времени;(b) measure changes in the detected parameter as the sample / reagent mixture is incubated with light passing through a known intensity through the sample / reagent mixture and measuring changes in the light intensity over time;
(е) выполняют запись изменений интенсивности света как функцию времени;(e) recording changes in light intensity as a function of time;
(1) записывают время существенного отклонения, при котором возникает экспоненциальное изменение детектируемого параметра; и (д) определяют исходную популяцию путем корреляции времени существенного отклонения с известным временем экспоненциального роста детектируемого параметра для известных исходных популяций микробиологического материала.(1) record the time of significant deviation at which an exponential change occurs in the detected parameter; and (e) determine the initial population by correlating the time of significant deviation with the known time of the exponential growth of the detected parameter for the known initial populations of microbiological material.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Изобретение будет описано ниже только в качестве примера со ссылкой на следующие чертежи, на которых:The invention will be described below only as an example with reference to the following drawings, in which:
на фиг. 1 показана схема системы в соответствии с настоящим изобретением;in fig. 1 is a diagram of a system in accordance with the present invention;
на фиг. 2 показан вид в перспективе устройства, выполненного в соответствии с предпочтительнымin fig. 2 is a perspective view of a device configured in accordance with the preferred
- 2 012956 вариантом выполнения предмета изобретения;- 2 012956 embodiment of the subject matter of the invention;
на фиг. 3 показан вид в перспективе с покомпонентным представлением деталей устройства в соответствии с предметом изобретения, где представлены снятый колпак и контейнер для пробы, извлеченный из основного модуля;in fig. 3 is a perspective view with an exploded view of the details of the device in accordance with the subject matter of the invention, which shows the removed cap and sample container removed from the main module;
на фиг. 4 показан вид устройства в соответствии с предметом изобретения в разрезе вдоль линииin fig. 4 shows a view of a device in accordance with the subject matter of the invention in section along the line
4- 4, обозначенной на фиг. 2;4-4, indicated in FIG. 2;
на фиг. 5 показан вид устройства в соответствии с предметом изобретения в разрезе вдоль линииin fig. 5 shows a view of a device in accordance with the subject matter of the invention in section along the line
5- 5, обозначенной на фиг. 4;5-5, indicated in FIG. four;
на фиг. 6 показан вид сверху устройства в соответствии с предметом изобретения в разрезе вдоль линии 6-6, обозначенной на фиг. 4;in fig. 6 shows a top view of a device in accordance with the subject matter of the invention in section along line 6-6, indicated in FIG. four;
на фиг. 7 показан вид спереди в разрезе устройства, выполненного в соответствии с альтернативным вариантом выполнения настоящего изобретения;in fig. 7 shows a front view in section of a device made in accordance with an alternative embodiment of the present invention;
на фиг. 8 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ в соответствии с предметом изобретения;in fig. 8 is a flow chart illustrating a method in accordance with the subject matter of the invention;
на фиг. 9 показан график, иллюстрирующий типичную кривую роста с течением времени;in fig. 9 is a graph illustrating a typical growth curve over time;
на фиг. 10 показан график данных, отображающий примерные кривые роста для двух различных микробиологических параметров;in fig. 10 shows a graph of data showing approximate growth curves for two different microbiological parameters;
на фиг. 11 показана таблица данных, представляющая результаты, сформированные с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением;in fig. 11 shows a data table representing the results generated by the method of the present invention;
на фиг. 12 показана примерная кривая линейной корреляции, используемая в способе работы устройства, которое соответствует предмету изобретения;in fig. 12 shows an exemplary linear correlation curve used in the method of operation of the device that corresponds to the subject matter of the invention;
на фиг. 13 показан отчет об испытаниях, сформированный при выполнении способа, который соответствует предмету изобретения;in fig. 13 shows a test report generated by performing a method that is in accordance with the subject matter of the invention;
на фиг. 14а показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая алгоритм управления нагревом в соответствии с настоящим изобретением; и на фиг. 14Ь показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая алгоритм управления температурой и сбором данных в соответствии с настоящим изобретением.in fig. 14a is a flowchart illustrating a heating control algorithm in accordance with the present invention; and in FIG. 14b is a flowchart illustrating an algorithm for temperature control and data acquisition in accordance with the present invention.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фиг. 1 показана система экспресс-анализа микробиологических параметров, в которой используется неинтрузивная инкубация и детектирование в резервуаре, изготовленном в соответствии с предметом изобретения. Система 10 содержит устройство 12 инкубатор-детектор, контейнер 14 для пробы, предназначенный для содержания образца 11 жидкости, смешанной с реагентом 20, и внешний регистратор 80 данных. Устройство 12 инкубатор-детектор содержит корпус 15, имеющий камеру 65 детектирования такой формы, что в ней можно вместить контейнер 14 для пробы, систему 60 инкубации, установленную внутри корпуса 15, предназначенную для инкубации микробиологических материалов в образце 11 жидкости и систему 62 спектрофотометра, установленную в корпусе 15. Система 62 спектрофотометра измеряет количество света, поглощаемого, излучаемого или рассеиваемого образцом 11 жидкости в контейнере 14 для пробы, по мере инкубации микробиологических материалов в системе 60 инкубации.FIG. 1 shows a system for express analysis of microbiological parameters using non-intrusive incubation and detection in a reservoir made in accordance with the subject invention. The system 10 contains an incubator detector device 12, a sample container 14 for holding the sample 11 of a liquid mixed with reagent 20, and an external data recorder 80. The incubator-detector device 12 comprises a housing 15 having a detection chamber 65 of such a shape that it can accommodate a sample container 14, an incubation system 60 installed inside the housing 15 for incubating microbiological materials in a liquid sample 11 and a spectrophotometer system 62 installed in housing 15. A spectrophotometer system 62 measures the amount of light absorbed, emitted or scattered by sample 11 of a liquid in a sample container 14 as microbiological materials are incubated in a 60 in system. cubations.
Система 60 инкубации включает в себя контроллер 92 нагрева, и система 62 спектрофотометра включает в себя контроллер 94 спектрофотометра. Источник 90 питания обеспечивает питание для системы 60 инкубации и системы 62 спектрофотометра. Внешний регистратор 80 данных предпочтительно содержит компьютер 85, имеющий микропроцессор 86 и запоминающее устройство 88, а также выходное устройство, такое как принтер 82, которое подключено к компьютеру 85.The incubation system 60 includes a heating controller 92, and the spectrophotometer system 62 includes a spectrophotometer controller 94. The power source 90 provides power for the incubation system 60 and the spectrophotometer system 62. The external data recorder 80 preferably comprises a computer 85, having a microprocessor 86 and a memory device 88, as well as an output device, such as a printer 82, which is connected to the computer 85.
На фиг. 2-6 представлен предпочтительный вариант выполнения устройства 12 инкубаторадетектора. Корпус 15 устройства 12 выполнен, в общем, в виде цилиндрического кожуха, содержащего основание 16, держатель 18 контейнера, имеющий такую форму, что в нем удерживается контейнер 14 для пробы, и съемный колпак 50. Основание 16 включает в себя продолжающийся вертикально цилиндрический буртик 55, имеющий форму, в которой устанавливается колпак 50. В основании 16 установлен источник 90 питания, контроллер 92 нагрева и контроллер 94 спектрофотометра. Источник 90 питания может представлять собой любой соответствующий источник питания, известный в данной области техники, такой как перезаряжаемая батарея, установленная внутри основания 16, имеющая выходной разъем 99 для подключения к внешнему источнику питания с переменным напряжением 120 или 220 В или к источнику питания с постоянным напряжением. На внешней поверхности основания 16 установлен выключатель 13 питания, индикаторные светодиоды 97 и порт 98 данных.FIG. 2-6 show a preferred embodiment of the device 12 of the incubator detector. The housing 15 of the device 12 is made, in General, in the form of a cylindrical casing containing the base 16, the container holder 18, having such a shape that it holds the sample container 14, and a removable cap 50. The base 16 includes a continuing vertical cylindrical bead 55 , having the form in which the cap 50 is installed. In the base 16, a power supply 90, a heating controller 92 and a spectrophotometer controller 94 are installed. The power source 90 may be any suitable power source known in the art, such as a rechargeable battery installed inside the base 16, having an output connector 99 for connecting to an external 120 or 220 V alternating power source or to a constant power source voltage. On the outer surface of the base 16 has a power switch 13, indicator LEDs 97 and data port 98.
Держатель 18 контейнера содержит основание 21 и цилиндрическую стенку 19 с открытым торцом, продолжающуюся вверх от основания 21. Стенка 19 выполнена с такой формой, что она окружает нижний участок контейнера 14 для пробы, когда контейнер 14 для пробы помещен внутри корпуса 15. Стенка 19 включает в себя пару продолжающихся внутрь, диаметрально противоположных, в общем, прямоугольных выемок 23.The container holder 18 comprises a base 21 and a cylindrical wall 19 with an open end extending upwardly from the base 21. Wall 19 is shaped in such a way that it surrounds the bottom portion of sample container 14 when sample container 14 is placed inside housing 15. Wall 19 includes a pair of inward, diametrically opposed, generally rectangular recesses 23.
Съемный колпак 50 имеет такую форму, что обеспечивается его плотная подгонка вокруг стенки 19 держателя 18 контейнера. Колпак 50 предпочтительно содержит теплоэффективную, цилиндрическую оболочку с двойными стенками, имеющую внешнюю стенку 51, внутреннюю стенку 59, закрытый верхRemovable cap 50 has such a shape that ensures its tight fit around the wall 19 of the holder 18 of the container. The cap 50 preferably contains a heat-efficient, cylindrical shell with double walls, having an outer wall 51, an inner wall 59, a closed top
- 3 012956 ний торец 52 и открытый нижний фланец 53. На внешней поверхности нижнего фланца 53 предусмотрена кромка 66, которая имеет такую форму, что завинчивается в канавку 67 на внутренней поверхности буртика 55 основания 16. Внутренняя поверхность внутренней стенки 59 включает в себя выступ 68, имеющий такую форму, что он герметично соединяется с кольцом 49, продолжающимся вокруг основания 21 держателя 18 контейнера. В случае необходимости, в пространстве между стенками 51 и 59 колпака 50 может быть образован вакуум или оно может быть заполнено инертным газом.- 3 012956 end 52 and an open bottom flange 53. An edge 66 is provided on the outer surface of the lower flange 53, which is shaped so that it is screwed into the groove 67 on the inner surface of the flange 55 of the base 16. The inner surface of the inner wall 59 includes a protrusion 68 having such a shape that it is sealed to the ring 49 extending around the base 21 of the holder 18 of the container. If necessary, a vacuum may be formed in the space between the walls 51 and 59 of the cap 50 or it may be filled with an inert gas.
Когда колпак 50 устанавливают на держатель 18 контейнера, колпак 50 и держатель 18 контейнера образуют очень эффективную теплоизолированную камеру 65 инкубационного детектирования. Внутренняя поверхность стенки 19 держателя 18 образца предпочтительно зачернена так, что камера 65 образует эффективный черный ящик (темное помещение) для оптического детектирования и измерений.When the cap 50 is mounted on the container holder 18, the cap 50 and the holder 18 of the container form a very efficient heat-insulated incubation detection chamber 65. The inner surface of the wall 19 of the sample holder 18 is preferably blackened so that the camera 65 forms an effective black box (dark room) for optical detection and measurement.
Система 60 инкубации устройства 12 содержит нагревательный элемент 24, датчик 25 температуры и контроллер 92 инкубации. Нагревательный элемент 24 установлен внутри нагревательного штыря 57, продолжающегося вертикально вверх через отверстие в основании 21 держателя 18 контейнера. Датчик 25 температуры установлен внутри штыря 56 для измерения температуры, который продолжается вверх от основания 21 держателя 18 контейнера. Датчик 25 температуры может содержать термистор 26, расположенный рядом с верхней частью штыря 56.The incubation system 60 of the device 12 comprises a heating element 24, a temperature sensor 25 and an incubator controller 92. The heating element 24 is installed inside the heating pin 57, continuing vertically upward through the hole in the base 21 of the holder 18 of the container. The temperature sensor 25 is installed inside the pin 56 for measuring temperature, which extends upward from the base 21 of the holder 18 of the container. The temperature sensor 25 may include a thermistor 26 located near the top of the pin 56.
Контроллер 92 нагрева управляет нагревом нагревательного элемента 24 и отслеживает температуру образца 11 жидкости, используя датчик 25 температуры. После того как температура достигнет оптимального значения, контроллер 92 нагрева поддерживает температуру образца 11 жидкости, находящегося внутри. Контроллер 92 нагрева предпочтительно содержит таймер (не показан), предназначенный для измерения времени инкубации от ее начала и для отключения нагрева в конце заранее установленного времени.The heating controller 92 controls the heating of the heating element 24 and monitors the temperature of the liquid sample 11 using the temperature sensor 25. After the temperature reaches the optimum value, the heating controller 92 maintains the temperature of the sample 11 of the liquid inside. The heating controller 92 preferably includes a timer (not shown) designed to measure the incubation time from its start and to turn off the heating at the end of a predetermined time.
Контейнер 14 для пробы содержит колпак 42 для пробы и колбу 44 для пробы. Колба 44 для пробы выполнена, в общем, цилиндрической с нижней полостью 45 для установки в нее нагревательного штыря 57 и нижней полостью 46 для установки в нее штыря 56 датчика температуры. Колба 44 для пробы также имеет пару диаметрально противоположных, в общем, прямоугольных боковых вырезов 48, которые имеют такую форму, что в них устанавливаются выемки 23 стенки 19, когда контейнер 14 для пробы установлен внутри держателя 18 контейнера. Колба 44 для пробы изготовлена из материала, который обеспечивает возможность распространения световых сигналов, и предпочтительно изготовлена из прозрачной пластмассы или другого материала, который является оптически прозрачным.The sample container 14 contains a sample cap 42 and a sample flask 44. Sample flask 44 is generally cylindrical with a lower cavity 45 for installing a heating pin 57 into it and a lower cavity 46 for installing a temperature sensor pin 56 into it. The sample flask 44 also has a pair of diametrically opposed, generally rectangular side cutouts 48, which are shaped so that the grooves 23 of the wall 19 are installed when the sample container 14 is installed inside the container holder 18. Sample flask 44 is made of a material that allows light signals to propagate, and is preferably made of transparent plastic or other material that is optically transparent.
Система 62 спектрофотометра представляет собой систему, предназначенную для измерения света, поглощаемого, излучаемого или рассеиваемого образцом жидкости, по мере того как с течением времени происходит инкубация микробиологических материалов. Как лучше всего показано на фиг. 4, система 62 спектрофотометра предпочтительно содержит три спектрофотометра, первый спектрофотометр, содержащий излучающий свет источник 30а и детектор 35а, второй спектрофотометр, содержащий излучающий свет источник 30Ь и детектор 35Ь, и третий спектрофотометр, содержащий излучающий свет источник 30с и детектор 35с. От излучающих свет источников 30а-с, лучи света распространяются с заданной интенсивностью вдоль выбранных оптических путей внутри контейнера 14 для пробы. Детекторы 35а-с света расположены так, что они детектируют изменение интенсивности лучей света в пределах выбранного поля зрения, сопоставленного с оптическими путями, полученных из света, который поглощается, излучается или рассеивается образцом 11 жидкости по мере инкубации с течением времени микробиологических материалов в системе инкубатора.A spectrophotometer system 62 is a system for measuring the light absorbed, emitted, or scattered by a sample fluid, as microbiological materials are incubated over time. As best shown in FIG. 4, the spectrophotometer system 62 preferably comprises three spectrophotometers, a first spectrophotometer containing a light emitting source 30a and a detector 35a, a second spectrophotometer containing a light emitting source 30B and a detector 35b, and a third spectrophotometer containing a light emitting source 30c and the detector 35c. From light emitting sources 30a-c, the rays of light propagate with a given intensity along selected optical paths inside the sample container 14. The light detectors 35a-c are positioned so that they detect a change in the intensity of light rays within a selected field of view associated with optical paths obtained from light that is absorbed, emitted or scattered by fluid sample 11 as microbiological materials are incubated over time. .
Каждый из источников 30а-с света, предпочтительно, содержит светодиод (СД) со специфичным максимумом длины волны, и каждый из детекторов 35а-с, предпочтительно, содержит фототранзисторный детектор. Источники 30а-с света и детекторы 35а-с установлены на печатных платах 33а-с, которые электрически соединены с контроллером 94 спектрофотометра.Each of the light sources 30a-c preferably contains a light-emitting diode (LED) with a specific maximum wavelength, and each of the detectors 35a-c preferably contains a phototransistor detector. Light sources 30a-c and detectors 35a-c are mounted on printed circuit boards 33a-c, which are electrically connected to the spectrophotometer controller 94.
Излучающие свет источники 30а, 30Ь продолжаются через отверстия 70а и 70Ь в основании держателя 18 контейнера.The light emitting sources 30a, 30b continue through the openings 70a and 70b at the base of the container holder 18.
Излучающие свет источники 30а, 30Ь установлены таким образом, что свет, излучаемый источниками, распространяется через отверстия 70а и 70Ь, соответственно, и вверх вдоль выбранного оптического пути внутри контейнера 14 для пробы. В случае излучающего свет источника 30а, 30Ь оптические пути показаны стрелкой 1 и стрелкой 4 соответственно. Держатель 18 контейнера также имеет отверстия 75а, 75Ь для детекторов 35а, 35Ь сигнала. Детекторы 35а, 35Ь расположены под углом 90° относительно излучающих свет источников 30а, 30Ь таким образом, что окно детектора обращено к колбе 44 для пробы для приема любого сигнала, распространяющегося в направлении детекторов 35а, 35Ь, и имеют поля обзора, показанные стрелкой 2 и стрелкой 5 соответственно.The light emitting sources 30a, 30b are installed in such a way that the light emitted by the sources propagates through the openings 70a and 70b, respectively, and up along the selected optical path inside the sample container 14. In the case of a light emitting source 30a, 30b, the optical paths are shown by arrow 1 and arrow 4, respectively. The container holder 18 also has openings 75a, 75b for the signal detectors 35a, 35b. The detectors 35a, 35b are located at an angle of 90 ° relative to the light emitting sources 30a, 30b in such a way that the detector window is facing the flask 44 for a sample to receive any signal propagating in the direction of the detectors 35a, 35b, and have fields of view shown by arrow 2 and arrow 5, respectively.
Держатель 18 контейнера также включает в себя соответствующие отверстия 70с и 75с для излучающего сигнал источника 30с и детектора 35с сигнала соответственно. Свет, излучаемый источником 30с света, проходит через отверстие 70с вдоль горизонтального оптического пути с направлением распространения, показанным стрелкой 3, через контейнер 14 для пробы и отверстие 75с к детектору 35с. Детектор 35с установлен таким образом, что его поле обзора расположено под углом 180° относительно оптического пути источника 30с света.The container holder 18 also includes corresponding apertures 70c and 75c for the signal emitting source 30c and the signal detector 35c, respectively. The light emitted by the light source 30c passes through the opening 70c along the horizontal optical path with the direction of propagation shown by arrow 3 through the sample container 14 and the opening 75c to the detector 35c. The detector 35c is set so that its field of view is at an angle of 180 ° relative to the optical path of the source 30c of light.
- 4 012956- 4 012956
Контроллер 94 спектрофотометра управляет работой системы спектрофотометра. Контроллер 94 управления спектрофотометра активирует и деактивирует излучающие сигнал источники 30а-с и может обеспечить их импульсную работу. Контроллер 94 спектрофотометра также измеряет и обрабатывает выходные сигналы, генерируемые детекторами 35а, 35Ь и 35с. Контроллер 94 спектрофотометра включает в себя микропроцессор 95, имеющий встроенные часы, который выполняет функцию регистратора данных и сохраняет измеренные детектором значения сигнала вместе с соответствующими значениями температуры образца 11 жидкости и времени измерений в определенном местоположении в запоминающем устройстве микропроцессора 95. Контроллер 94 спектрофотометра может показывать окончание теста, включая один или больше светодиодов 97 или устройство звуковой сигнализации (не показано). Контроллер 94 спектрофотометра также связывается через порт 98 передачи данных с внешним устройством 80 записи данных, таким как компьютер 85, мультиметр или другой внешний манипулятор сигнала.The spectrophotometer controller 94 controls the operation of the spectrophotometer system. The spectrophotometer control controller 94 activates and deactivates the signal emitting sources 30a-c and can ensure their pulse operation. Spectrophotometer controller 94 also measures and processes the output signals generated by the detectors 35a, 35b and 35c. The spectrophotometer controller 94 includes a microprocessor 95, which has a built-in clock, which performs the function of a data recorder and saves the signal values measured by the detector along with the corresponding temperature of the sample 11 liquid and the measurement time at a specific location in the memory of the microprocessor 95. The spectrophotometer controller 94 can indicate the end test, including one or more LEDs 97 or an audible alarm device (not shown). The spectrophotometer controller 94 also communicates via a data transfer port 98 with an external data recorder 80, such as a computer 85, a multimeter, or another external signal handler.
Микропроцессор 95 контроллера 94 спектрофотометра включает в себя запоминающее устройство, предназначенное для сохранения программного обеспечения, в котором воплощен способ тестирования предмета изобретения. Способ тестирования определяет спецификации и условия, требуемые для проведения процесса тестирования. Благодаря использованию специализированных программных средств, этот способ может быть запрограммирован и загружен в запоминающее устройство микропроцессора 95 через порт 98 данных. Программное средство также позволяет стирать все области запоминающего устройства контроллера 94.The microprocessor 95 of the spectrophotometer controller 94 includes a memory device for storing software that embodies the method of testing the subject matter of the invention. The testing method determines the specifications and conditions required for the testing process. Through the use of specialized software, this method can be programmed and loaded into the memory of microprocessor 95 via data port 98. The software also allows erasing all areas of the storage device of the controller 94.
Для использования устройства 12 в соответствии с настоящим изобретением для тестирования образцов жидкости образец 11 жидкости помещают в контейнер 14 для образцов. Образец 11 жидкости не ограничивается водой и может содержать другие жидкости или другие жидкие среды, содержащие суспензии, такие как частицы продуктов питания, фильтровальная бумага и другие твердые вещества. Соответствующий реагент 20 затем добавляют к жидкому образцу 11 внутри контейнера 14 для пробы. Реагент 20 может быть химическим или биологическим по своей природе и может обеспечивать детектируемый параметр, такой как цвет, флуоресценция, степень помутнения и т.д., который обозначает присутствие или отсутствие исследуемого микробиологического материала.To use the device 12 in accordance with the present invention for testing liquid samples, a liquid sample 11 is placed in a sample container 14. The liquid sample 11 is not limited to water and may contain other liquids or other liquid media containing suspensions, such as food particles, filter paper and other solids. The corresponding reagent 20 is then added to the liquid sample 11 inside the sample container 14. Reagent 20 may be chemical or biological in nature and may provide a detectable parameter, such as color, fluorescence, turbidity, etc., which indicates the presence or absence of the microbiological material under investigation.
Детектирование цвета, флуоресцентного сигнала или сигнала, представляющего степень помутнения, зависит от времени, и время детектирования увязывают с количеством бактерий, присутствующих в начале тестирования. Таким образом, можно получить количественные показатели детектируемых микробиологических параметров, таких как общее количество колиформ и Ε.οοίί в водном образце, путем измерения сигнала, полученного в результате изменения цвета, или флуоресцентного сигнала и времени, в течение которого они детектируются в заметных количествах.The detection of a color, a fluorescent signal or a signal representing the degree of turbidity depends on time, and the detection time is linked to the number of bacteria present at the beginning of the test. Thus, it is possible to obtain quantitative indicators of the detected microbiological parameters, such as the total number of coliforms and Ε.οοίί in the water sample, by measuring the signal obtained as a result of a color change, or a fluorescent signal and the time during which they are detected in appreciable quantities.
Детектируемый цвет или детектируемый флуоресцентный сигнал измеряют, используя систему 62 спектрофотометра устройства 12. В предпочтительном варианте выполнения система 62 спектрофотометра содержит три спектрофотометра, которые обеспечивают колориметрическое детектирование для определения общего количества колиформ, детектирования флуоресценции для Ε.εοίί и степени помутнения, связанного с микробиологическим ростом, для нефелометрии соответственно.The detected color or the detected fluorescent signal is measured using a device 12 spectrophotometer system 62. In a preferred embodiment, the spectrophotometer system 62 contains three spectrophotometers that provide colorimetric detection to determine the total coliform, fluorescence detection for the Ε.εοίί and cloudiness associated with microbiological growth , for nephelometry, respectively.
Встроенные часы микропроцессора 95 контроллера 94 спектрофотометра предоставляют время роста, в то время как постоянная температура системы 60 инкубации обеспечивает как воспроизводимость роста микробов, так и оптическую воспроизводимость.The microprocessor 95 built-in clock of the spectrophotometer controller 94 provides growth time, while the constant temperature of the incubation system 60 provides both the reproducibility of microbial growth and optical reproducibility.
В предпочтительном варианте выполнения системы 10 в соответствии с настоящим изобретением система 62 спектрофотометра содержит три спектрофотометра, измеряющих время роста с одним инкубатором с постоянной температурой, то есть спектрофотометры, которые регистрируют рост определенных микробиологических параметров как функцию времени. Тип спектрофотометрического анализа, выполняемого каждым спектрофотометром, зависит от конфигурации и спецификации источника и детектора спектрофотометра. Конфигурация 180° пары 30с, 35с источника и детектора обеспечивает колориметрический анализ или анализ степени помутнения, в то время как конфигурацию 90° пар 30а, 35а и 30Ь, 35Ь источника-детектора обеспечивает либо флюорометрический или нефелометрический анализ.In a preferred embodiment of the system 10 in accordance with the present invention, the spectrophotometer system 62 comprises three spectrophotometers measuring growth time with a single incubator with a constant temperature, i.e. spectrophotometers that record the growth of certain microbiological parameters as a function of time. The type of spectrophotometric analysis performed by each spectrophotometer depends on the configuration and specification of the source and detector of the spectrophotometer. The 180 ° configuration of the source and detector pair 30c, 35c and colorimetric analysis of the degree of turbidity, while the configuration of the source detector’s 90 ° pair 30a, 35a and 30b, 35b provides either fluorometric or nephelometric analysis.
Источник 30с колориметрического спектрофотометра предпочтительно содержит светодиод с максимумом длины волны на 620 нм, и детектор 35с предпочтительно представляет собой фототранзисторный детектор, имеющий отклик сигнала, располагающийся в видимой области света, включающий 620 нм. Источник 30а флуорометрического спектрофотометра предпочтительно представляет собой ультрафиолетовый светодиод с максимальной длиной волны на 380 нм, и детектор 35а, расположенный, в общем, под углом 90° к источнику 30Ь, предпочтительно представляет собой фототранзисторный детектор, имеющий отклик сигнала в видимом диапазоне, включающем в себя диапазон 400-500 нм. Конфигурация нефелометра аналогична конфигурации флуорометра, за исключением того, что источник 30Ь предпочтительно представляет собой светодиод с максимальной длиной волны на 400 нм.The source 30c of the colorimetric spectrophotometer preferably comprises an LED with a maximum wavelength of 620 nm, and the detector 35c is preferably a phototransistor detector having a signal response located in the visible light region including 620 nm. The source 30a of the fluorometric spectrophotometer is preferably an ultraviolet LED with a maximum wavelength of 380 nm, and the detector 35a, located generally at an angle of 90 ° to the source 30b, is preferably a phototransistor detector having a signal response in the visible range that includes range of 400-500 nm. The configuration of the nephelometer is similar to that of the fluorometer, except that the source 30b is preferably an LED with a maximum wavelength of 400 nm.
После асептического добавления реагента 20 к образцу колпак 42 образца закрепляют на колбе 44 для пробы, и контейнер 14 для пробы осторожно взбалтывают для растворения реагента и формирования смеси образец/реагент. Для одновременного тестирования общего количества колиформ и Ε.οοίί в пробахAfter aseptic reagent 20 is added to the sample, sample cap 42 is fixed to sample flask 44, and sample container 14 is gently shaken to dissolve the reagent and form the sample / reagent mixture. To simultaneously test the total number of coliforms and .οοίί in samples
- 5 012956 воды обычные реагенты обеспечивают не только оптимальную питательную среду для роста, но также и изменение цвета в соответствии с общим количеством колиформ и сигнала флуоресценции для Е.соН, если они присутствуют в каком-либо количестве в образце. Примеры типичных хромогенных/флюорогенных реагентов представляют собой- 5 012956 water, the usual reagents provide not only the optimal growth medium, but also a color change in accordance with the total number of coliforms and the fluorescence signal for E. coli, if they are present in any quantity in the sample. Examples of typical chromogenic / fluorogenic reagents are
Мегск КСаА - ВеайусиИ®Megsk KSaA - Weiussi®
ГОЕХХ-СоШей®HOEHH-SUSHEY®
Контейнер 14 для пробы затем помещают внутри держателя 18 контейнера, как лучше всего показано на фиг. 2. После того как съемный колпак 50 будет помещен на основание 16, камера 65 инкубациидетектирования обеспечивает условия черного ящика (темного помещения), идеальные для роста микробов и спектрофотометрического детектирования.The sample container 14 is then placed inside the container holder 18, as best shown in FIG. 2. After the removable cap 50 is placed on the base 16, the detection incubation chamber 65 provides black box conditions (dark room), ideal for microbial growth and spectrophotometric detection.
После нажатия кнопки 13 пуска на основании 16 устройства 12 активируется цикл инкубации и процесс детектирования. В случае необходимости, можно использовать отдельную кнопку активации для активации процесса детектирования в заданный момент времени после начала инкубации.After pressing the start button 13 on the base 16 of the device 12, the incubation cycle and the detection process are activated. If necessary, you can use a separate activation button to activate the detection process at a specified time after the start of incubation.
Активация процесса детектирования может включать в себя включение питания излучающих сигнал источников 30а-с и детекторов 35а-с, включение импульсного излучения сигнала и отслеживания выходного сигнала детекторов 35а-с.Activating the detection process may include turning on the power of the signal emitting sources 30a-c and the detectors 35a-c, turning on the pulsed emission signal and tracking the output signal of the detectors 35a-c.
Контроллер 92 нагрева доводит и поддерживает температуру образца 11 жидкости на постоянном значении температуры в пределах предварительно установленного температурного диапазона. Для тестирования колиформ и Е.соН в воде предпочтительно поддерживать температуру 36±1°С. Однако температура зависит от используемого реагента и может изменяться от одного реагента к другому. Температура также зависит от спецификации способа испытаний. Например, Е.соН можно тестировать либо при 36°С или при 41°С, используя один и тот же реагент.The controller 92 heating brings and maintains the temperature of the sample 11 of the liquid at a constant value of temperature within a predetermined temperature range. To test coliforms and E. coli in water, it is preferable to maintain a temperature of 36 ± 1 ° C. However, the temperature depends on the reagent used and may vary from one reagent to another. The temperature also depends on the specification of the test method. For example, E. coli can be tested either at 36 ° C or at 41 ° C using the same reagent.
Контроллер 94 спектрофотометра непрерывно отслеживает, регистрирует и сохраняет выходные сигналы детекторов 35а-с. В способе в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения контроллер 94 спектрофотометра также записывает и сохраняет время и температуру для каждого выходного сигнала. Контроллер 94 может быть подключен к внешнему регистратору 80 данных, который запрограммирован для регистрации сигнала либо постоянно или через заданные интервалы. Внешний регистратор 80 данных также может записывать время измерения каждого измеренного сигнала и соответствующую температуру образца и может генерировать график сигнала роста в зависимости от времени (ГСРЗВ, ΤΏΟ8Ρ) для исследуемых микробиологических параметров.The spectrophotometer controller 94 continuously monitors, records and stores the output signals of the 35a-c detectors. In a method in accordance with a preferred embodiment, the spectrophotometer controller 94 also records and maintains time and temperature for each output signal. Controller 94 can be connected to an external data recorder 80, which is programmed to record the signal either continuously or at specified intervals. The external data recorder 80 can also record the measurement time of each measured signal and the corresponding sample temperature and can generate a graph of growth signal versus time (GSTD, ΤΏΟ8Ρ) for the microbiological parameters under study.
Колориметрические ΤΏΟ8Ρ общего количества колиформ и флюорометрические ΤΏΟ8Ρ Е.соН предпочтительно одновременно записывают вместе с нефелометрическим ΤΌΟ8Ρ степень повышения помутнения в результате роста бактерий в воде.Colorimetric ΤΏΟ8Ρ total number of coliforms and fluorometric ф8Ρ E.coH are preferably simultaneously recorded together with nephelometric ометри8Ρ degree of increased turbidity due to the growth of bacteria in water.
Существенное отклонение выходного сигнала от исходной базовой линии представляет собой показатель присутствия исследуемого параметра, в то время как время, требуемое для достижения существенного отклонения от исходного положения, предоставляет показатель исходного количества тестируемого параметра.A significant deviation of the output signal from the original baseline is an indicator of the presence of the parameter under study, while the time required to achieve a significant deviation from the initial position provides an indicator of the initial amount of the parameter being tested.
Часы микропроцессора 95 представляют дату и время начала теста, время каждого сигнала измерения и соответствующей температуры, время, при котором тест был закончен или прекращен. Окончание теста может быть обозначено состоянием светодиодов 97 и/или звуковыми сигналами или его можно контролировать, используя программное приложение.The microprocessor clock 95 represents the date and time of the test, the time of each measurement signal and the corresponding temperature, the time at which the test was completed or terminated. The end of the test can be indicated by the state of the LEDs 97 and / or by audible signals or it can be monitored using a software application.
На фиг. 7 схематически представлен вид устройства 112, изготовленного в соответствии с альтернативным вариантом выполнения настоящего изобретения. Устройство 112, в общем, аналогично устройству 12 в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения, как показано на фиг. 2-6, за исключением нескольких модификаций.FIG. 7 is a schematic representation of a device 112 manufactured in accordance with an alternative embodiment of the present invention. The device 112 is generally similar to the device 12 in accordance with the preferred embodiment, as shown in FIG. 2-6, with the exception of a few modifications.
Устройство 112 содержит контейнер 114 для пробы и корпус 115, содержащий основание 116, цилиндрический держатель 118 контейнера и съемный колпак 150. Держатель 118 контейнера имеет цилиндрическое основание 155 и цилиндрическую стенку 160 с открытым торцом. Цилиндрическое основание 155 держателя контейнера имеет штырь 156 контроллера температуры, продолжающийся вверх, предназначенный для установки в нем контроллера 180 температуры. Контроллер 180 температуры может представлять собой биметаллический переключатель или любое другое соответствующее устройство, которое может активировать и деактивировать нагревательный элемент.The device 112 comprises a sample container 114 and a housing 115 comprising a base 116, a cylindrical container holder 118 and a removable cap 150. The container holder 118 has a cylindrical base 155 and a cylindrical wall 160 with an open end. The cylindrical base 155 of the container holder has a temperature controller pin 156, extending upward, for mounting the temperature controller 180 therein. The temperature controller 180 may be a bimetallic switch or any other suitable device that can activate and deactivate the heating element.
Нагревательный элемент 124 установлен внутри цилиндрической стенки 160 с открытым торцом держателя 150 образца. Как показано на чертеже, нагревательный элемент 124 содержит резистивный провод 125. В качестве альтернативы, нагревательный элемент 124 может представлять собой резистивную катушку, резистивную фольгу и т. д. Длина резистивного провода определяется по температуре резистора и величине сопротивления в омах на длину в футах провода 125.The heating element 124 is installed inside the cylindrical wall 160 with an open end of the sample holder 150. As shown in the drawing, the heating element 124 contains a resistive wire 125. Alternatively, the heating element 124 may be a resistive coil, resistive foil, etc. The length of the resistive wire is determined by the temperature of the resistor and the resistance in ohms per feet of wire 125
Контейнер 114 для пробы содержит колпак 142 для пробы и колбу 144 для пробы. Колба для пробы выполнена, в общем, цилиндрической с нижней полостью 145, форма которой позволяет устанавливать в нее штырь 156 контроллера температуры.The sample container 114 contains a sample cap 142 and a sample flask 144. The sample flask is made generally cylindrical with a lower cavity 145, the shape of which allows the temperature controller pin 156 to be inserted into it.
Контроллер 192 нагрева поддерживает в образце постоянный заданный температурный диапазон. ВThe heating controller 192 maintains a constant predetermined temperature range in the sample. AT
- 6 012956 случае необходимости он может содержать таймер (не показан) для измерения времени инкубации от ее начала и до отключения нагрева в конце заданного времени.- 6 012956 if necessary, it may contain a timer (not shown) for measuring the incubation time from its start to the shutdown of heating at the end of a specified time.
Система спектрофотометра устройства 112 аналогична этой системе устройства 12 в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения. Излучающий свет источник 130а излучает свет в направлении стрелки 1, и детектор 135а детектирует излучаемый или рассеянный свет, распространяющийся в направлении стрелки 2. Излучающий свет источник 130Ь излучает свет в направлении стрелки 4, и детектор 135Ь детектирует излучаемый или рассеянный свет, распространяющийся в направлении стрелкиThe spectrophotometer system of device 112 is similar to that of device 12, in accordance with the preferred embodiment. The light emitting source 130a emits light in the direction of arrow 1, and the detector 135a detects emitted or diffused light propagating in the direction of arrow 2. The emitting light source 130b emits light in the direction of arrow 4, and the detector 135b detects emitted or diffused light propagated in the direction of arrow
5. Излучающий свет источник 130с излучает свет в направлении стрелки 3, и детектор 135 детектирует свет, распространяющийся в направлении стрелки 3. Система спектрофотометра также включает в себя контроллер 194 спектрофотометра, предназначенный для управления работой источниками 130а-с света и детекторами 135а-с, а также источниками 190 питания.5. The light emitting source 130c emits light in the direction of arrow 3, and the detector 135 detects light propagating in the direction of arrow 3. The spectrophotometer system also includes a spectrophotometer controller 194 designed to control the operation of the light sources 130a-c and the detectors 135a-c, as well as sources of 190 power.
На фиг. 8-13 иллюстрируется предпочтительный вариант выполнения способа количественного анализа в соответствии с настоящим изобретением.FIG. 8-13 illustrate a preferred embodiment of a quantitative analysis method in accordance with the present invention.
Способ количественного анализа в соответствии настоящим изобретением основан на понимании того, что существует взаимозависимость между исходной популяцией и популяцией, полученной с течением времени в результате роста. Интервал времени между началом теста (исходная популяция) и популяцией с фиксированным ростом представляет собой функцию исходной популяции, температуры инкубации и среды для роста. Таким образом, если поддерживать постоянными температуру инкубации и среду для роста, время, требуемое для достижения популяции с фиксированным ростом, представляет собой прямую функцию исходной популяции.The method of quantitative analysis in accordance with the present invention is based on the understanding that there is an interdependence between the original population and the population obtained over time as a result of growth. The time interval between the start of the test (the initial population) and the population with fixed growth is a function of the initial population, incubation temperature and growth medium. Thus, if the incubation temperature and the growth medium are kept constant, the time required to reach a population with a fixed height is a direct function of the original population.
Хромогенный/флюорогенный реагент, такой как КеабусиИ® (Мегск КдаЛ) или СоШей® (ΙΌΕΧΧ) обеспечивает механизм, с помощью которого в настоящем изобретении можно отслеживать и проверять, и измерять популяцию, полученную в результате роста микробов (общее количество колиформ и Е.сой), используя процесс фотометрического детектирования. Удельное количество ферментов, образуемых этими организмами (например, галактозидаза (общее количество колиформ) и глюкуронидаза (специфичная для Е.сой)), будет метаболизировать индикатор питательных веществ и высвобождать хромофор или флуорофор в жидкую среду. Концентрация хромофоров или флуорофоров в данный момент времени в среде детектирования пропорциональна росту популяции с течением времени, и, следовательно, изменение интенсивности сигнала в результате увеличения концентрации компонентов цвета представляет собой меру роста популяции в зависимости от времени.A chromogenic / fluorogenic reagent, such as Keabusi® (Megsk KdAL) or SyoChey® (ΙΌΕΧΧ) provides a mechanism by which the present invention can monitor and check and measure the population resulting from the growth of microbes (total number of coliforms and E. soy ) using the photometric detection process. The specific amount of enzymes produced by these organisms (for example, galactosidase (total number of coliforms) and glucuronidase (specific for E. soy)) will metabolize the nutrient indicator and release the chromophore or fluorophore into a liquid medium. The concentration of chromophores or fluorophores at a given time in the detection environment is proportional to the population growth over time, and therefore the change in signal intensity resulting from an increase in the concentration of color components is a measure of population growth as a function of time.
Время (1рор) детектирования популяции, которое определяется как время, требуемое для достижения детектируемого размера популяции, используется для оценки параметров роста бактерий. Было определено, что время детектирования является обратно пропорциональным логарифму уровня инокулята (исходной популяции микробов).The time (1 pp ) of the detection of a population, which is defined as the time required to reach a detectable population size, is used to estimate the growth parameters of the bacteria. It was determined that the detection time is inversely proportional to the logarithm of the inoculum level (the initial microbial population).
Трср « 1/1одХо {1} где Х0=исходная популяции бактерий.TSRR “1 / 1ODHO {1} where X 0 = initial population of bacteria.
Время существенного отклонения (ВСО, Τ8Ό) представляет собой время, при котором величина измеренного фотометрического сигнала выше сигнала базовой линии становится статистически существенной. Τ8Ό также зависит от исходной концентрации бактерий в образце и чем выше величина исходного подсчета бактерий, тем короче Τ8Ό. Так как увеличение размера популяции можно измерять, используя увеличение выходного сигнала, время, требуемое для получения существенного отклонения (Τ8Ό) выходного сигнала от базовой линии, должно соответствовать 1рор, если его измеряют на фазе роста.The time of significant deviation (GUS, Τ8Ό) is the time at which the value of the measured photometric signal above the baseline signal becomes statistically significant. Τ8Ό also depends on the initial concentration of bacteria in the sample and the higher the initial count of bacteria, the shorter the Τ8Ό. Since an increase in population size can be measured using an increase in the output signal, the time required to obtain a significant deviation (Τ8Ό) of the output signal from the baseline should correspond to 1 ppm if it is measured during the growth phase.
Способ представляет собой = Τ5ϋ {2 } и поэтомуThe method is = Τ5ϋ {2} and therefore
Τ3ϋ ос 1 /1од Хо 13}Τ3ϋ wasp 1 / 1od ho 13}
Такое уравнение кривой линейной корреляции (УКЛК, ЬССЕ) между Τ8Ό и исходной популяцией исследуемых микробов (Х0) обеспечивает, в дополнение к детектированию присутствия, количественную информацию о популяции бактерий.Such an equation of the linear correlation curve (CCLC, HCSE) between Τ8 Ό and the initial population of the microbes studied (X0) provides, in addition to the presence detection, quantitative information about the bacterial population.
На фиг. 8 показана блок-схема последовательности операций, описывающая этапы способа, составляющего предмет изобретения. На этапе 200 реагент 20 смешивают с образцом 11 жидкости, имеющим неизвестную исходную популяцию микробиологического материала в контейнере 14 для пробы, создавая, таким образом, смесь образца/реагента. Реагент 20 обеспечивает детектируемый параметр, такой как цвет или флуоресценция, который представляет собой показатель микробиологического материала. На этапе 202 контейнер 14 для пробы размещают внутри корпуса 15, и колпак 50 устанавливают на корпус 15. На этапе 204 инициируют процесс инкубации, и смесь образца/реагента подвергают инкубации в закрытом корпусе при неизменной температуре в течение определенного периода времени.FIG. 8 is a flow chart describing the steps of the method of the invention. At step 200, reagent 20 is mixed with liquid sample 11, which has an unknown initial population of microbiological material in the sample container 14, thereby creating a sample / reagent mixture. Reagent 20 provides a detectable parameter, such as color or fluorescence, which is an indicator of microbiological material. At step 202, the sample container 14 is placed inside the housing 15, and the cap 50 is placed on the housing 15. In step 204, the incubation process is initiated, and the sample / reagent mixture is incubated in a closed housing at a constant temperature for a certain period of time.
На этапе 206 начинают сбор данных, и изменение детектируемого параметра измеряют по мере того, как происходит инкубация смеси образца/реагента с течением времени. Эти изменения измеряют путем пропускания света с известной интенсивностью через смесь образца/реагента в контейнере 14 дляAt step 206, data collection begins, and the change in the detected parameter is measured as the sample / reagent mixture incubates over time. These changes are measured by transmitting light of known intensity through a sample / reagent mixture in a container 14 for
- 7 012956 пробы и детектирования изменения интенсивности света в течение периода инкубации.- 7 012956 samples and detection of changes in light intensity during the incubation period.
Во время периода инкубации данные, относящиеся ко времени, температуре и фотометрическому сигналу, обозначающему изменение интенсивности света, собирают с помощью контроллера 94 спектрофотометра. Увеличение популяции микробов с течением времени сопровождается увеличением фотометрического сигнала. Таким образом, формируют кривую роста микробов в режиме реального времени, такую, как показано на фиг. 9. На этапе 208 тестирование прекращают, и собранные данные сохраняют в запоминающем устройстве микропроцессора 95 контроллера 94 спектрофотометра.During the incubation period, data relating to time, temperature, and a photometric signal indicating the change in light intensity is collected using a spectrophotometer controller 94. The increase in the microbial population over time is accompanied by an increase in the photometric signal. Thus, a microbial growth curve is formed in real time, such as shown in FIG. 9. At step 208, testing is stopped, and the collected data is stored in the memory of the microprocessor 95 of the spectrophotometer controller 94.
На этапе 210 данные загружают во внешний регистратор 80 данных, предпочтительно компьютер 85, в котором установлено специализированное программное средство. В этапе 212 компьютер 80 обрабатывает данные и отображает результат как в графическом формате, так и в формате таблицы. На фиг. 10 иллюстрируются кривые роста всех выбранных параметров типичного образца, записанные в режиме реального времени или загруженные из устройства 12, а также профиль температуры инкубации. Вертикальные значения, расположенные с левой стороны, обозначают интенсивность сигнала (произвольные цифры). С правой стороны показана температура в °С (градусах Цельсия). Нижняя горизонтальная шкала представляет время в часах. На фиг. 11 иллюстрируется таблица данных, которая содержит значения сигналов параметра, вместе с временем и температурой для типичного образца.At step 210, the data is loaded into an external data recorder 80, preferably a computer 85, in which specialized software is installed. In step 212, computer 80 processes the data and displays the result both in graphical format and in table format. FIG. 10 illustrates the growth curves of all selected parameters of a typical sample, recorded in real time or downloaded from device 12, and the incubation temperature profile. Vertical values located on the left side indicate the signal intensity (random numbers). On the right side is the temperature in ° C (degrees Celsius). The lower horizontal scale represents the time in hours. FIG. Figure 11 illustrates a data table that contains the values of the parameter signals, along with time and temperature for a typical sample.
На этапе 214 программное средство компьютера 85 автоматически рассчитывает Τ8Ό на основе заданного значения фотометрического сигнала, превышающего значение сигнала базовой линии, определенного лаборантом. На этапе 216 встроенное, заранее определенное уравнение кривой линейной корреляции используется для расчета исходной популяции (выраженной в колониеобразующих единицах (КОЕ, СЕИ) в заданном объеме образца) исследуемого микробиологического параметра. Для получения этого уравнения кривой линейной корреляции выполняют тесты с последовательностью разделенных образцов с различной исходной микробной популяцией (например, Е.соИ), одновременно используя способ в соответствии с настоящим изобретением и стандартный способ (мембранной фильтрации). Заданное уравнение кривой линейной корреляции (ЬССЕ) формируют путем построения графика значений Τ8Ό, полученных в соответствии с настоящим изобретением, и соответствующих значений (Х0) исходной популяции, полученных с помощью способа мембранной фильтрации. Кривая линейной корреляции образца показана на фиг. 12.At step 214, the software of computer 85 automatically calculates "8" based on a predetermined value of the photometric signal greater than the value of the baseline signal determined by the technician. At step 216, the embedded, predetermined equation of the linear correlation curve is used to calculate the initial population (expressed in colony-forming units (CFU, SEI) in a given sample volume) of the microbiological parameter under study. To obtain this equation of the linear correlation curve, tests are performed with a sequence of separated samples with different initial microbial populations (for example, E. coli), simultaneously using the method in accordance with the present invention and the standard method (membrane filtration). The given equation of the linear correlation curve (LCCE) is formed by plotting the values of Τ8Ό obtained in accordance with the present invention and the corresponding values (X 0 ) of the initial population obtained using the membrane filtration method. The linear correlation curve of the sample is shown in FIG. 12.
На этапе 218 исходные значения популяции отображают на экране компьютера, так как показано на фиг. 13.At step 218, the original values of the population are displayed on the computer screen, as shown in FIG. 13.
Способ в соответствии с настоящим изобретением соответствующим образом обеспечивает непрерывный, неинтрузивный мониторинг и запись одного или больше детектируемых параметров по мере того, как проходит процесс инкубации. Существенное отклонение выходного сигнала представляет собой показатель присутствия детектируемого параметра, в то время как время, требуемое для достижения существенного отклонения, обеспечивает количественный анализ этого параметра.The method in accordance with the present invention appropriately provides continuous, non-intrusive monitoring and recording of one or more of the detected parameters as the incubation process proceeds. A significant deviation of the output signal is an indicator of the presence of a detectable parameter, while the time required to achieve a significant deviation provides a quantitative analysis of this parameter.
На фиг. 14а и 14Ь иллюстрируются алгоритмы управления нагревом и температурой и сбора данных контроллеров 92 и 94. При нажатии на выключатель 13 питания на командном этапе 300 инициируется программа 92 контроллера.FIG. 14a and 14b illustrate the heating and temperature control and data acquisition algorithms of the controllers 92 and 94. When the power switch 13 is pressed at the command stage 300, the controller program 92 is initiated.
На командном этапе 305 контроллеры 92 и 94 выполняют проверку качества для проверки правильности функционирования систем инкубации и детектирования и компонентов.At the command stage 305, controllers 92 and 94 perform a quality check to verify the correct functioning of the incubation and detection systems and components.
На командном этапе 310, если присутствует логическое Да, контроллеры 92 и 94 переходят к этапу 320. Если присутствует логическое Нет, контроллеры включают соответствующие светодиоды для подачи сигнала Неисправный модуль.In command step 310, if the logical Yes is present, the controllers 92 and 94 go to step 320. If the logical No is present, the controllers turn on the corresponding LEDs to signal the Faulty module.
На командном этапе 320 контроллер 92 через элемент 24 нагрева нагревает образец 11 в контейнере 14 и в течение заданного интервала отслеживает температуру образца 11 через датчик 25 температуры.At the command stage 320, the controller 92 heats the sample 11 in the container 14 through the heating element 24 and monitors the temperature of the sample 11 through a temperature sensor 25 for a predetermined interval.
Если на командном этапе 330 присутствует логическое Нет, контроллер 92 продолжает нагрев и мониторинг температуры образца 11 в контейнере 14.If logical No is present at the command stage 330, the controller 92 continues heating and monitoring the temperature of the sample 11 in the container 14.
Если на командном этапе 330 присутствует логическое Да, тогда температура образца 11 достигла заданного значения температуры, измеренного с помощью датчика 25 температуры. Контроллер 92 тогда устанавливает нулевое время теста и продолжает отслеживать температуру образца 11 в контейнере 14. Контроллер 92 также начинает отслеживать время.If logical Yes is present at the command stage 330, then the temperature of sample 11 has reached a predetermined temperature value measured by the temperature sensor 25. The controller 92 then sets the test time to zero and continues to monitor the temperature of sample 11 in the container 14. The controller 92 also begins to track the time.
Если на командном этапе 350 получают логическое Нет, контроллер 95 продолжает нагрев и мониторинг температуры образца 11.If at the command stage 350 a logical No is obtained, the controller 95 continues heating and monitoring the temperature of the sample 11.
Если на командном этапе 350 получают логическое Да, контроллер 92 переводит обработку на этап 355 и прекращает нагрев образца 11 в контейнере 14, и переводит обработку на командный этап 365.If logical command Yes is received at the command stage 350, the controller 92 transfers the processing to step 355 and stops heating the sample 11 in the container 14, and transfers the processing to the command step 365.
На командном этапе 365 контроллер 92 начинает сбор значений температуры и данных времени, в то время как контроллер 94 начинает сбор данных сигнала. Контроллер 92 также инициирует цикл 1 управления температурой для поддержания температуры инкубации в заданном диапазоне. Если на этапе 400 внутри цикла 1 присутствует логическое Да, тогда контроллер возвращает обработку назад на этап 355 и продолжает работу цикла.At command stage 365, controller 92 begins collecting temperature values and time data, while controller 94 begins collecting signal data. The controller 92 also initiates a temperature control loop 1 to maintain the incubation temperature in a predetermined range. If at step 400 inside cycle 1 there is a logical Yes, then the controller returns the processing back to step 355 and continues the operation of the cycle.
Если на этапе 400 присутствует логическое Нет, тогда контроллер переводит обработку на командный этап 410 и инициирует нагрев образца 11 в контейнере 14. Цикл 2 продолжается до тех пор,If there is a logical No at step 400, then the controller moves the processing to command step 410 and initiates heating of sample 11 in container 14. Loop 2 continues until
- 8 012956 пока на этапе 400 не появится логическое Да и обработка возвратится обратно к циклу 1.- 8 012956 until the logical Yes appears at step 400 and the processing returns to loop 1.
Независимо от логических циклов 1 и 2 оба контроллера 92 и 94 продолжают собирать свои соответствующие данные через заданные интервалы времени и сохранять эти данные в запоминающем устройстве процессора.Regardless of logical cycles 1 and 2, both controllers 92 and 94 continue to collect their respective data at specified intervals and store this data in the processor's memory.
На этапе 370 показания индикаторных светодиодов 97 обновляют для индикации хода тестирования.At step 370, the indications of the indicator LEDs 97 are updated to indicate the progress of the test.
Если на командном этапе 375 получают логическое Нет, контроллеры 92 и 94 возвращают обработку на командный этап 365 и продолжают сбор данных, инициируя таким образом цикл сбора данных цикл 3. Если на этапе 375 получают логическое Да, тогда тест считается законченным и контроллеры 92 и 94 прекращают мониторинг и сбор данных и выключают как систему инкубации, так и систему детестирования, и переходят на командный этап 385 в режим ожидания (дежурный режим), и ожидают дальнейших инструкций от пользователя или лаборанта.If logical command No is received at command stage 375, controllers 92 and 94 return processing to command stage 365 and continue data collection, thus initiating cycle 3 of the data collection cycle. If at step 375 logical Yes is received, then the test is considered complete and controllers 92 and 94 stop monitoring and data collection and turn off both the incubation system and the testing system, and go to command stage 385 to standby mode (standby mode), and await further instructions from the user or technician.
Способы и устройство изобретения в соответствии с предметом изобретения обеспечивают множество преимуществ по сравнению со стандартными способами мембранной фильтрации. Способы и устройство в соответствии с предметом изобретения обеспечивают быстрый, но простой, надежный и точный выполняемый на месте тест микробиологического материала в различных типах образцов жидкости, включая питьевую воду и рекреационную воду. Другие преимущества включают в себя меньшее количество помех, связанных со степенью помутнения, отсутствие необходимости в разбавлении благодаря большому динамическому аналитическому диапазону, упрощенной работе, благодаря полной автоматизации и встроенному контролю качества (КК, ОС), что обеспечивает автоматический ОС для каждого теста.The methods and apparatus of the invention in accordance with the subject matter of the invention provide many advantages over standard membrane filtration methods. The methods and apparatus in accordance with the subject matter of the invention provide a quick, but simple, reliable and accurate on-site test of microbial material in various types of fluid samples, including drinking water and recreational water. Other advantages include less clutter related to cloudiness, no need for dilution due to a large dynamic analytic range, simplified operation, full automation and integrated quality control (QC, OS), which provides an automatic OS for each test.
Следует понимать, что различные модификации могут быть выполнены в отношении описанных здесь вариантов выполнения способов и устройств. Хотя система спектрофотометра в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения содержит три спектрофотометра, следует понимать, что устройство может содержать другое количество спектрофотометров. Кроме того, пространственная конфигурация источников-детекторов может быть существенно изменена без выхода за пределы настоящего изобретения. Кроме того, каждый спектрофотометр может быть выполнен с возможностью детектирования разных параметров теста и может работать независимо или одновременно.It should be understood that various modifications may be made to the embodiments and methods described herein. Although the spectrophotometer system in accordance with the preferred embodiment contains three spectrophotometers, it should be understood that the device may contain a different number of spectrophotometers. In addition, the spatial configuration of the source-detectors can be significantly changed without departing from the scope of the present invention. In addition, each spectrophotometer can be configured to detect different test parameters and can operate independently or simultaneously.
Также следует понимать, что излучающие свет источники не ограничиваются светодиодами (вместо них также можно использовать лазеры или лазерные диоды), и детекторы не ограничиваются фототранзисторами (вместо них можно использовать фотодиоды, фоторезисторы, ССЭ (ПЗС, прибор с зарядовой связью) и т.д.).You should also understand that light emitting sources are not limited to LEDs (lasers or laser diodes can also be used instead), and detectors are not limited to phototransistors (photodiodes, photoresistors, SSEs (CCD, charge-coupled device), etc.) can be used instead. .).
Кроме того, способ в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается детектируемыми параметрами в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения, поскольку настоящий способ можно использовать для детектирования излучения света, получаемого в результате процессов биолюминесценции или хемилюминесценции, в результате наличия биологического или химического компонента в реагенте 20, в контейнере 14 для пробы. Это может обеспечить возможность использования способа и устройства в соответствии с настоящим изобретением для исследований токсичности с применением биолюминесцентных бактерий.Furthermore, the method according to the present invention is not limited to detectable parameters in accordance with the preferred embodiment, since the present method can be used to detect light emission resulting from bioluminescence or chemiluminescence processes as a result of the presence of a biological or chemical component in reagent 20, container 14 for the sample. This can provide the possibility of using the method and device in accordance with the present invention for toxicity studies using bioluminescent bacteria.
Кроме того, излучающий свет источник и детектор любого или всех спектрофотометров может быть расположен за пределами камеры 65 инкубации-детектирования, но внутри устройства 10, и может использоваться для мониторинга роста сигнала с применением оптоволоконных средств, в общем, установленных внутри камеры 65.In addition, the light emitting source and detector of any or all spectrophotometers can be located outside the incubation-detection chamber 65, but inside the device 10, and can be used to monitor signal growth using fiber-optic means generally installed inside the camera 65.
В соответствии с этим, различные модификации могут быть выполнены в описанных и представленных здесь вариантах выполнения изобретения без выхода за пределы настоящего изобретения, объем которого определен в приложенной формуле изобретения.Accordingly, various modifications can be made in the embodiments and embodiments described and presented herein without departing from the scope of the present invention, the scope of which is defined in the appended claims.
Claims (33)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/CA2005/000686 WO2006116835A1 (en) | 2005-05-05 | 2005-05-05 | System for rapid analysis of microbiological materials in liquid samples |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200702418A1 EA200702418A1 (en) | 2008-06-30 |
EA012956B1 true EA012956B1 (en) | 2010-02-26 |
Family
ID=37307544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200702418A EA012956B1 (en) | 2005-05-05 | 2005-05-05 | System for rapid analysis of microbiological materials in liquid samples |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1886136A4 (en) |
CN (1) | CN101218507A (en) |
AU (1) | AU2005331515A1 (en) |
CA (1) | CA2607086C (en) |
EA (1) | EA012956B1 (en) |
IL (1) | IL187064A0 (en) |
MX (1) | MX2007013637A (en) |
WO (1) | WO2006116835A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2481574C2 (en) * | 2011-05-31 | 2013-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова" (ФГБОУ ВПО "Курская ГСХА") | Method of determining allowable amount of imported microbiological indicators in water bodies |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8877507B2 (en) | 2007-04-06 | 2014-11-04 | Qiagen Gaithersburg, Inc. | Ensuring sample adequacy using turbidity light scattering techniques |
US8703492B2 (en) | 2007-04-06 | 2014-04-22 | Qiagen Gaithersburg, Inc. | Open platform hybrid manual-automated sample processing system |
US8355132B2 (en) | 2007-04-06 | 2013-01-15 | Qiagen Gaithersburg, Inc. | Sample adequacy measurement system having a plurality of sample tubes and using turbidity light scattering techniques |
DE102008017433B4 (en) * | 2008-04-03 | 2010-04-08 | Krohne Optosens Gmbh | Device for measuring the scattering and / or absorption and / or refraction of a sample |
CN101701184B (en) * | 2009-11-12 | 2012-07-11 | 何宗彦 | Microbe rapid detection device and detection method thereof |
CN102175661A (en) * | 2011-01-25 | 2011-09-07 | 宇星科技发展(深圳)有限公司 | Online analyzer of Escherichia coli |
CN102519898B (en) * | 2011-12-29 | 2013-07-10 | 上海智城分析仪器制造有限公司 | Device utilizing single light source to detect fermentation liquid of shake table |
CN104363930B (en) * | 2012-05-31 | 2017-02-22 | 3M创新有限公司 | An electronic indicator device for cleaning monitoring |
FR3006692B1 (en) * | 2013-06-11 | 2016-05-06 | Biomerieux Sa | DEVICE, SYSTEM AND DETECTION METHOD FOR DETECTING THE PRESENCE OF A MICROORGANISM IN A SAMPLE INSIDE A CONTAINER |
ES2525265B2 (en) * | 2013-06-19 | 2015-07-20 | Universidade De Vigo | Apparatus for automated analysis of microbiological water quality |
RU2547685C2 (en) * | 2013-08-05 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук | Incubator and method of incubation of water samples |
GB201502194D0 (en) * | 2015-02-10 | 2015-03-25 | Univ St Andrews | Scattered light integrating collector |
CN105296347A (en) * | 2015-11-23 | 2016-02-03 | 苏州莱测检测科技有限公司 | Fermentation and bacteria inspection integrated constant temperature device |
EP3628999B1 (en) * | 2017-03-01 | 2022-05-04 | Fluidion | Field-deployable multiplexed sampling and monitoring device and bacterial contamination measurement method |
GB201800303D0 (en) * | 2018-01-09 | 2018-02-21 | Univ Plymouth | Water quality testing |
CN109306319A (en) * | 2018-11-15 | 2019-02-05 | 山东省医疗器械产品质量检验中心 | The fast check system of medical device sterile and its application method |
CN111693522B (en) * | 2020-05-29 | 2021-11-02 | 苏州科技大学 | On-line characterization method for urban water pollution degree |
CN113504250B (en) * | 2021-05-26 | 2024-05-17 | 杭州电子科技大学 | Peanut aflatoxin detection device and method based on prism type RGB color extraction |
CN117470769B (en) * | 2023-11-03 | 2024-07-05 | 武汉格林环源净化工程有限公司 | Sewage sludge microorganism flora concentration detection device and detection method |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0682244A1 (en) * | 1994-05-10 | 1995-11-15 | Gie Anjou-Recherche | Apparatus for monitoring bacteriological quality of water |
CA2291122A1 (en) * | 1997-05-23 | 1998-11-26 | Becton, Dickinson And Company | Automated microbiological testing apparatus and methods therefor |
US5972641A (en) * | 1998-08-28 | 1999-10-26 | Colifast Systems Asa | Rapid coliform detection system |
WO2003042351A2 (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-22 | Corbett, Christopher, W. | A test for measuring bacteria in water |
WO2003052126A1 (en) * | 2001-12-14 | 2003-06-26 | Colifast As | Method of detection and enumeration of bacteria |
US20030203422A1 (en) * | 1986-06-30 | 2003-10-30 | Edberg Stephen C. | Method of detecting a microbe in a liquid water sample |
US20040121424A1 (en) * | 2002-01-28 | 2004-06-24 | Richardson Casella Linda J | Rapid methods and devices for the detection of coliform and the detection and confirmation of E. coli |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0181962B1 (en) * | 1984-11-22 | 1989-01-25 | Personal Diagnostics, Inc. | Cuvette with integral optical elements |
US6465242B1 (en) * | 2000-06-22 | 2002-10-15 | Aquasure Technologies Inc. | Portable incubator |
-
2005
- 2005-05-05 EP EP05741372A patent/EP1886136A4/en not_active Withdrawn
- 2005-05-05 CN CNA2005800510056A patent/CN101218507A/en active Pending
- 2005-05-05 EA EA200702418A patent/EA012956B1/en not_active IP Right Cessation
- 2005-05-05 WO PCT/CA2005/000686 patent/WO2006116835A1/en active Application Filing
- 2005-05-05 AU AU2005331515A patent/AU2005331515A1/en not_active Abandoned
- 2005-05-05 CA CA2607086A patent/CA2607086C/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-05-05 MX MX2007013637A patent/MX2007013637A/en not_active Application Discontinuation
-
2007
- 2007-10-31 IL IL187064A patent/IL187064A0/en unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030203422A1 (en) * | 1986-06-30 | 2003-10-30 | Edberg Stephen C. | Method of detecting a microbe in a liquid water sample |
EP0682244A1 (en) * | 1994-05-10 | 1995-11-15 | Gie Anjou-Recherche | Apparatus for monitoring bacteriological quality of water |
CA2291122A1 (en) * | 1997-05-23 | 1998-11-26 | Becton, Dickinson And Company | Automated microbiological testing apparatus and methods therefor |
US5972641A (en) * | 1998-08-28 | 1999-10-26 | Colifast Systems Asa | Rapid coliform detection system |
WO2003042351A2 (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-22 | Corbett, Christopher, W. | A test for measuring bacteria in water |
WO2003052126A1 (en) * | 2001-12-14 | 2003-06-26 | Colifast As | Method of detection and enumeration of bacteria |
US20040126836A1 (en) * | 2001-12-14 | 2004-07-01 | Grete Lorentzen | Rapid method of detection and enumeration of sulfide-producing bacteria in food products |
US20040121424A1 (en) * | 2002-01-28 | 2004-06-24 | Richardson Casella Linda J | Rapid methods and devices for the detection of coliform and the detection and confirmation of E. coli |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2481574C2 (en) * | 2011-05-31 | 2013-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова" (ФГБОУ ВПО "Курская ГСХА") | Method of determining allowable amount of imported microbiological indicators in water bodies |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2607086A1 (en) | 2006-11-09 |
IL187064A0 (en) | 2008-02-09 |
EA200702418A1 (en) | 2008-06-30 |
EP1886136A1 (en) | 2008-02-13 |
WO2006116835A1 (en) | 2006-11-09 |
AU2005331515A1 (en) | 2006-11-09 |
WO2006116835A8 (en) | 2007-12-13 |
EP1886136A4 (en) | 2010-02-03 |
CN101218507A (en) | 2008-07-09 |
MX2007013637A (en) | 2008-04-08 |
CA2607086C (en) | 2015-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA012956B1 (en) | System for rapid analysis of microbiological materials in liquid samples | |
US8373861B2 (en) | System for rapid analysis of microbiological materials in liquid samples | |
US5164796A (en) | Apparatus and method for detection of microorganisms | |
US6836332B2 (en) | Instrument and method for testing fluid characteristics | |
US5266486A (en) | Method and apparatus for detecting biological activities in a specimen | |
JP2628406B2 (en) | Methods for detecting biological activity | |
US20080293091A1 (en) | Apparatus and methods for automated diffusion filtration, culturing and photometric detection and enumeration of microbiological parameters in fluid samples | |
US20160216204A1 (en) | Laser-Scatter Measurement Instrument Having Carousel-Based Fluid Sample Arrangement | |
AU738290B2 (en) | Method and apparatus for determining characteristics of a sample in the presence of ambient light | |
KR0178397B1 (en) | Apparatus for detection of microorganisms | |
US10856391B2 (en) | Method to correct signal light intensities measured by a detector of a detection unit in a laboratory instrument | |
US20200070146A1 (en) | Systems And Methods For Simultaneous Detection And Identification Of Microorganisms Within A Fluid Sample | |
US20130217039A1 (en) | Optical pathogen detection system and quality control materials for use in same | |
US6768549B1 (en) | Ampoule analyzer apparatus | |
JP3995888B2 (en) | Microbial weighing method and microorganism weighing device | |
CA2574866C (en) | Detection of microorganisms with a fluorescence-based device | |
US20110027818A1 (en) | Apparatus and method for detecting zinc ions | |
WO2003023375A2 (en) | Toxicity monitoring | |
CN109576339A (en) | A kind of rapid detection method of total number of bacteria | |
EP0036731B1 (en) | Method of monitoring light signals from liquid medium | |
JPH076920B2 (en) | Structure of photometric unit in chemical analyzer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |