ES2938789T3 - Dispositivo de determinación de una contaminación bacteriológica en un fluido - Google Patents

Dispositivo de determinación de una contaminación bacteriológica en un fluido Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a un dispositivo (1) para determinar la presencia de una contaminación de microorganismos en un fluido, comprendiendo dicho dispositivo (1) una carcasa (2) que comprende un volumen interior, una tapa (3) que cierra la carcasa, una entrada de fluido puerto (11), al menos un elemento de filtración (4), al menos una capa nutritiva (5) que comprende una composición de un medio de crecimiento microbiológico, caracterizado porque el dispositivo comprende un puerto de salida de fluido (12) y porque la cubierta (3) comprende una superficie interior dentro del volumen interior que se extiende radialmente alrededor del puerto de entrada de fluido (11) hasta un borde periférico de la tapa, estando la superficie interior inclinada y convergente hacia el puerto de entrada de fluido (11) y en el que la parte inferior de la carcasa (2) comprende una superficie que se extiende radialmente alrededor del puerto de salida de fluido (12) hasta la pared lateral de la carcasa,estando inclinada la superficie interior y convergiendo hacia el puerto de salida de fluido (12). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de determinación de una contaminación bacteriológica en un fluido
Campo técnico de la invención
La invención se refiere al campo técnico del análisis microbiológico. Más particularmente, la invención se refiere a un dispositivo de control microbiológico para controlar un líquido a analizar, siendo susceptible este líquido de contener al menos un microorganismo.
Contexto de la invención
La invención puede aplicarse al campo del control microbiológico industrial, agroalimentario, farmacéutico, cosmético o veterinario, ya sea en una aplicación terrestre o espacial.
La invención se ha desarrollado como consecuencia de trabajos que se han beneficiado de la participación del Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) (“Centro Nacional de Estudios Espaciales”) y de la empresa INITIAL.
Antecedentes tecnológicos de la invención.
Existen numerosas situaciones en las que se pretende controlar la presencia de al menos un microorganismo en un líquido, generalmente con vistas a poder constatar la ausencia de dicho microorganismo. Por supuesto, el líquido a analizar puede ser un líquido biológico (sangre total, suero, plasma, orina, líquido cefalorraquídeo, secreción orgánica, etc...). No obstante, el líquido también puede ser un líquido industrial, en particular un líquido alimentario (agua, bebida en general y en particular zumos de frutas, leche, refrescos, etc.) o un líquido farmacéutico o cosmetológico o veterinario (leche de animal enfermo).
Se conocen muchas técnicas de laboratorio que permiten filtrar el líquido a analizar para recoger eventuales microorganismos contenidos en el líquido, cultivar estos microorganismos para luego poder detectarlos, contarlos, caracterizarlos y/o identificarlos. Estas técnicas requieren un cierto número de manipulaciones y de infraestructuras (rampa de filtración, mesas de laboratorio, estufas) bien conocidas por los trabajadores de laboratorio.
En estas técnicas, a menudo es necesario utilizar un dispositivo de filtración que comprende un espacio interior cerrado delimitado por un recinto y que está destinado a recibir el líquido a analizar. Tal técnica se denomina en particular “filtración sobre membrana”. Un medio de filtración microbiológica, por ejemplo una membrana filtrante, está dispuesto en el espacio interior cerrado y separa, en el espacio interior cerrado, un primer compartimento de un segundo compartimento del espacio interior cerrado. El dispositivo (= casete de filtración) incluye una abertura de entrada para el líquido a analizar que desemboca en el primer compartimento del espacio interior cerrado.
En ciertos dispositivos de filtración conocidos, el dispositivo se abre para recuperar el medio de filtración, que se transfiere a un dispositivo de cultivo para permitir la incubación de los microorganismos. Tal técnica es fácilmente realizable en el laboratorio. Como contrapartida, tal técnica es difícil de implementar en un entorno operativo, en el campo, dentro de la Estación Espacial Internacional y también en un entorno industrial en el que se producen, envasan, distribuyen o utilizan los líquidos.
El documento JPH06113817 describe una cápsula filtrante que comprende un filtro de membrana, un tampón absorbente y un recipiente lleno de una solución de cultivo de estafilococos resistente a los medicamentos. La función del filtro de membrana es recolectar bacterias en suspensión en el aire sobre la superficie permitiendo que el aire circule. El tampón absorbente se caracteriza por que después de recolectar las bacterias con un filtro, la solución de cultivo se inyecta a partir del recipiente lleno de la solución de cultivo para que sirva como entorno, y los estafilococos resistentes a los medicamentos se cultivan selectivamente para generar colonias sobre la superficie de la membrana
Además, el documento WO9118085 describe un dispositivo para cultivar e identificar microorganismos en una muestra líquida. El dispositivo comprende un recipiente, un material poroso que comprende un nutriente seco está situado en cada sección del compartimiento del recipiente, un elemento filtrante poroso recubre los materiales porosos y atrapa los microorganismos.
Por otra parte, el documento US2879207 describe una unidad combinada de filtración e incubación para el análisis de microorganismos que comprende en combinación un recipiente cerrado que comprende un material transparente que permite la observación visual del interior de dicho recipiente y una estructura de soporte para una película filtrante que comprende un elemento de soporte subyacente a dicha película filtrante.
Se conocen por el documento WO2018189478 A1, un dispositivo y un procedimiento de control microbiológico de un líquido a analizar que permiten operaciones de control particularmente simplificadas, que incluso se podrían considerar utilizar o realizar fuera del laboratorio microbiológico, incluso en un entorno industrial. Este documento describe un dispositivo de control microbiológico para controlar un líquido a analizar susceptible de contener al menos un microorganismo. El dispositivo de control comprende una caja cerrada destinada a recibir el líquido a analizar, un medio de filtración microbiológica dispuesto en el espacio interior cerrado y que separa, en el espacio interior cerrado, un primer compartimento de un segundo compartimento del espacio interior cerrado, una abertura de entrada para el líquido a analizar que desemboca en el primer compartimento del espacio interior cerrado, una capa de nutrientes que comprende una composición de un medio de cultivo microbiológico. La principal desventaja de este dispositivo es el hecho de que el líquido después de su filtración permanece en el dispositivo y no es posible reciclarlo y que el líquido que queda en el dispositivo puede lavar el PAD, diluir el medio nutriente y generar falsos negativos. Además, la fabricación del dispositivo impone la puesta bajo vacío de la caja, lo que es una limitación importante.
Objeto de la invención
La invención es una mejora del mencionado dispositivo, más compacto y más práctico. A tal fin, el objeto de la invención es un dispositivo de determinación de la contaminación de microorganismos de un fluido, comprendiendo dicho dispositivo: - una caja que comprende un volumen interior delimitado por al menos una pared lateral y un fondo,
- una tapa que cierra la caja y se coloca mirando hacia el fondo,
- una abertura de entrada de fluido prevista en la tapa y que desemboca en el volumen interior de dicha caja, extendiéndose la abertura de entrada de fluido según un eje sustancialmente secante y preferiblemente perpendicular a la tapa,
- al menos un elemento de filtración, dispuesto en el volumen interior,
- al menos una capa de nutrientes que comprende una composición de un medio de cultivo microbiológico, caracterizado por que el dispositivo comprende:
- una abertura de salida de fluido prevista en la caja y que desemboca en el volumen interior de dicha caja, y por que la tapa comprende una superficie interna en el volumen interior que se extiende radialmente alrededor de la abertura de entrada de fluido hasta un borde periférico de la tapa (3), estando dicha superficie interna inclinada o curvada y convergiendo hacia la abertura de entrada de fluido,
- una rejilla de soporte configurada para soportar la capa de nutrientes y por que el fondo de la caja comprende una superficie que se extiende radialmente alrededor de la abertura de salida de fluido hacia la pared lateral de la caja, estando dicha superficie inclinada y convergiendo hacia la abertura de salida de fluido.
Ventajosamente, en el dispositivo según la invención, el fluido atraviesa el dispositivo y no se estanca en el fondo de la caja y sobre el filtro, lo que permite un paso rápido del líquido en el dispositivo con reducción de las fuerzas necesarias para este paso y además evitar la lixiviación de la capa de nutrientes y asegurarse de que los microorganismos serán recogidos en las mejores condiciones e incubados en las mejores condiciones. Además, la inclinación de la superficie interior de la tapa permite mejorar la distribución del fluido en el dispositivo y garantizar que todo el fluido se distribuya homogéneamente en el filtro para permitir una distribución homogénea de los microorganismos sobre el filtro, evitando así la formación de cualquier aglomerado microbiano sobre el filtro que pudiera generar falsos negativos.
Ventajosamente, el dispositivo está configurado para cuantificar y detectar dos contaminantes fecales, por ejemplo, bacterias E. coli y Enteroccocus.
En la presente invención, el término "abertura" significa un canal de fluido que tiene un orificio central que atraviesa longitudinalmente dicho canal.
Preferiblemente, el dispositivo según la invención se utiliza verticalmente, es decir, que la abertura de entrada de fluido y la abertura de salida de fluido están posicionadas verticalmente.
En la presente solicitud, un objeto posicionado verticalmente es un objeto dispuesto según una dirección paralela a la dirección de la gravedad.
Según una característica de la invención, el fluido es un líquido, por ejemplo agua, o el fluido es un gas, por ejemplo aire. Según otra característica de la invención, la inclinación de la superficie interna de la tapa es estrictamente superior a 4°. Preferiblemente, la inclinación de la superficie interna de la tapa está comprendida preferiblemente entre 5° y 15° e incluso más preferiblemente es igual a sustancialmente 10°.
Según otra característica de la invención, la inclinación de la superficie del fondo es estrictamente inferior a 0°. Preferiblemente, la inclinación de la superficie del fondo está comprendida preferiblemente entre -5° y -10° y aún más preferiblemente entre -6,5° y -7,5°.
Según otra característica de la invención, la abertura de entrada de fluido sobresale en el volumen interior de la caja con respecto a la superficie interior de la tapa.
Preferiblemente, la abertura de entrada de fluido está prevista sustancialmente en el centro de la tapa.
Según otra característica de la invención, la abertura de entrada comprende un primer extremo que se extiende fuera de la tapa y está configurada para cooperar con un tapón.
Según otra característica de la invención, la abertura de entrada de fluido comprende un segundo extremo que se adentra en el volumen interior, estando provisto el segundo extremo de al menos un orificio lateral que desemboca en el volumen interior.
Según otra característica de la invención, el al menos un orificio lateral está orientado para proyectar al menos parcialmente el fluido hacia la superficie interior de la tapa.
Según otra característica de la invención, la abertura de entrada comprende al menos dos orificios laterales, preferiblemente dispuestos uno frente al otro.
Según otra característica de la invención, la abertura de salida de fluido comprende un primer extremo que se extiende fuera de la caja y está configurado para cooperar con un tapón.
Según otra característica de la invención, la abertura de entrada de fluido comprende un segundo extremo enrasado con el fondo de la caja.
Según una característica de la invención, el elemento de filtración está dispuesto en la caja a una distancia h determinada de la abertura de entrada. Ventajosamente, la distancia h determinada es estrictamente superior a 1 mm y está comprendida preferiblemente entre 1,5 y 5 mm y aún más preferiblemente entre 2,5 y 3,5 mm. Es necesario que el elemento de filtración esté a una distancia h determinada para que los microorganismos, cuando el dispositivo es puesto en incubación, puedan crecer y formar colonias claramente visibles. Esta distancia determinada condiciona un volumen mínimo de aire necesario para el crecimiento de dichos microorganismos.
Según otra característica de la invención, cuando la abertura de entrada y la abertura de salida de fluido están obturadas por tapones, el dispositivo según la invención es hermético a fluidos.
Según una característica de la invención, la tapa es transparente o translúcida, lo que permite observar las colonias microbianas después de la incubación.
Según una característica de la invención, la caja tiene forma sustancialmente cilíndrica o poligonal.
Según una característica de la invención, la caja comprende una primera superficie de apoyo circunferencial configurada para cooperar de manera complementaria con un reborde de la tapa. Ventajosamente, la tapa y la caja son soldadas entre sí por ultrasonidos.
Según una característica de la invención, la caja comprende al menos una segunda superficie de apoyo, que se extiende en el volumen interior y está configurada para recibir una parte periférica del elemento de filtración, estando dicha segunda superficie de apoyo configurada para cooperar con una parte de la tapa, de modo que la porción periférica del elemento de filtración quede sujeta entre la tapa y la caja de manera preferiblemente uniforme para que el elemento de filtración esté estable y fijo durante el paso del fluido en el dispositivo y de tal manera que asegure que no haya fugas y que todo el fluido atraviese bien el elemento de filtración.
Según otra característica de la invención, el fondo de la caja comprende láminas de soporte dispuestas radialmente con respecto a la abertura de salida del fluido.
Según una característica de la invención, dichas láminas están configuradas para soportar la rejilla de soporte y guiar el fluido hacia la abertura de salida de fluido.
Según una característica de la invención, las láminas de soporte sobresalen con respecto a la superficie del fondo y se extienden sustancialmente perpendiculares a dicha superficie del fondo.
Según una característica de la invención, la presión interna en la caja es sensiblemente igual a la presión externa a la caja en condiciones terrestres, es decir que no se produce ninguna depresión antes del sellado de la tapa sobre la caja.
Según una característica de la invención, la rejilla de soporte está configurada para soportar la capa de nutrientes.
Según una característica de la invención, la rejilla de soporte está configurada para soportar también el elemento de filtración.
Según una característica de la invención, la rejilla de soporte está dispuesta entre la capa de nutrientes y el fondo de la caja.
Según una característica de la invención, la rejilla de soporte tiene forma generalmente cilíndrica o poligonal.
Según una característica de la invención, la rejilla de soporte comprende una pluralidad de orificios pasantes repartidos por toda la rejilla, lo que permite distribuir el fluido que ha atravesado la capa de nutrientes sobre toda la superficie del fondo para evacuarlo mejor rápidamente y así evitar cualquier estancamiento de líquido en el dispositivo.
Según una característica de la invención, la rejilla de soporte se apoya preferiblemente sobre láminas de soporte previstas en el fondo de la caja.
Según una característica de la invención, la rejilla de soporte tiene preferiblemente el mismo tamaño y forma que la capa de nutrientes situada encima, para evitar cualquier deformación de esta última durante el paso del líquido.
Según una característica de la invención, la rejilla de soporte tiene un perímetro conformado para adaptarse a la forma de la caja de manera que la rejilla sea mantenida en la caja y en el volumen interior por fricción.
Según una característica de la invención, la caja comprende una tercera superficie 25 de apoyo destinada a recibir la rejilla de soporte y más particularmente a recibir un borde periférico de la rejilla de soporte.
Según otra característica de la invención, la tercera superficie de apoyo se extiende en el volumen interior de la caja y corresponde a un resalte exterior de la caja.
Según una característica de la invención, el elemento de filtración es permeable a los fluidos y en particular a un gas o a un líquido cuya viscosidad permite una filtración microbiológica y está libre de toda partícula sólida.
Según otra característica de la invención, el elemento de filtración es un elemento de filtración impermeable a los microorganismos y más preferiblemente a las bacterias, lo que permite retenerlos en la superficie de dicho al menos un elemento de filtración.
Según una característica de la invención, el elemento de filtración está separado de la capa de nutrientes. Según una característica de la invención, el elemento de filtración es permeable a los elementos nutrientes y a los posibles elementos aditivos comprendidos en la capa de nutrientes.
Según una característica de la invención, el elemento de filtración está realizado en forma de membrana porosa y puede ser por ejemplo a base de uno o varios materiales, o derivados de estos materiales, entre el látex, el politetrafluoroetileno, el poli(fluoruro de vinilideno), el policarbonato, el poliestireno, la poliamida, la polisulfona, la polietersulfona, la celulosa, una mezcla de celulosas y nitrocelulosa.
Ventajosamente, el elemento de filtración tiene una superficie mayor que la superficie de la capa de nutrientes de modo que la superficie de dicha capa de nutrientes queda completamente cubierta por el elemento de filtración.
Preferiblemente, el elemento de filtración es de color blanco o similar, lo que permite optimizar la diferenciación de colonias coloreadas sobre su superficie. Alternativamente, el elemento de filtración se puede oscurecer para facilitar la visibilidad de las colonias blancas o crema.
Ventajosamente, la capacidad de filtración y la hidrofilia del elemento de filtración, por su parte, se aprovechan para permitir y optimizar el paso de los elementos nutrientes y de eventuales elementos aditivos presentes en la capa de nutrientes después de su rehidratación hacia una superficie superior del elemento de filtración impidiendo o limitando la migración en sentido inverso de las bacterias, levaduras, etc., filtradas a la superficie superior del elemento de filtración.
Ventajosamente, el elemento de filtración tiene poros cuyo diámetro está comprendido entre 0,01 y 0,8 micrones, preferiblemente entre 0,2 micrones y 0,6 micrones, para retener las bacterias, levaduras y mohos en su superficie. Según un modo de realización particular, el medio de filtración incluye poros cuyo diámetro está comprendido entre 0,25 micrones y 0,6 micrones, por ejemplo entre 0,3 micrones y 0,6 micrones, o incluso entre 0,4 micrones y 0,6 micrones. Alternativamente, puede tratarse de una capa que no presenta poros mensurables, como una membrana de diálisis. Por ejemplo, el elemento de filtración puede ser una membrana de la marca "Fisherbrand™ General Filtration Membrane Filters'' comercializada por Fisher Scientific Company L.L.C, 300 Industry Drive, Pittsburgh, PA 15275, EE. UU., o incluso una membrana de la marca "Nitrocellulose Membrane Filters" , fabricada por Zefon International, Inc., 5350 SW Ist Lane, Ocala, FL 34474, EE. UU.
Según una característica de la invención, la capa de nutrientes está dispuesta bajo el elemento de filtración y preferiblemente en contacto con dicho elemento de filtración.
Según una característica de la invención, la capa de nutrientes comprende un soporte que contiene un medio de cultivo microbiológico.
Según una característica de la invención, el soporte puede ser a base de diversos compuestos absorbentes, preferiblemente con muy alto poder de retención de agua, tales como el rayón, el algodón, las fibras celulósicas naturales o modificadas químicamente tales como la carboximetilcelulosa, los polímeros químicos absorbentes o super-absorbentes tales como sales de poliacrilato, copolímero de acrilato/acrilamida.
Según otra característica de la invención, el soporte puede estar impregnado de un medio de cultivo microbiológico en forma líquida.
Ventajosamente, el medio de cultivo microbiológico puede estar deshidratado ventajosamente, es decir tener una “Aw” (Activity of water, Actividad en agua) incompatible con el desarrollo microbiano. Alternativamente, el soporte se puede recubrir o impregnar en estado seco con un medio de cultivo microbiológico o de sus constituyentes en forma de polvo. Alternativamente, la impregnación líquida puede, después de la deshidratación, completarse añadiendo polvo.
Se entiende por medio de cultivo microbiológico, un medio que comprende los nutrientes necesarios para la supervivencia y/o el crecimiento de microorganismos, en particular uno o más de entre los carbohidratos, incluidos los azúcares, las peptonas, los factores de crecimiento, las sales minerales y/o las vitaminas, etc. En la práctica, el experto en la materia elegirá el medio de cultivo microbiológico en función de los microorganismos diana, según criterios perfectamente conocidos y al alcance de dicho experto en la técnica. La capa de nutrientes puede contener cualquier elemento aditivo como por ejemplo:
- uno o más agentes selectivos tales como inhibidores o antibióticos para promover el crecimiento y desarrollo de una especie/cepa particular de microorganismo sobre otra;
- tampones, colorantes.
En general, la capa de nutrientes puede contener adicionalmente un sustrato que permita la detección de una actividad enzimática o metabólica de los microorganismos diana mediante una señal que puede detectarse directa o indirectamente. Para la detección directa, este sustrato se puede vincular a una parte que actúa como marcador fluorescente o cromogénico. Para la detección indirecta, la capa de nutrientes según la invención puede comprender adicionalmente un indicador de pH, sensible a la variación de pH inducida por el consumo del sustrato y que revela el crecimiento de los microorganismos diana. Dicho indicador de pH puede ser un cromóforo o un fluoróforo. Se pueden citar, como ejemplos de cromóforos, el rojo neutro, el azul de anilina, el azul de bromocresol. Los fluoróforos incluyen, por ejemplo, 4-metilumbeliferona, derivados de la hidroxicumarina o los derivados de la resorufina. Así, el sustrato fluorescente de PC-PLC utilizado preferiblemente para la puesta en práctica del procedimiento según la invención corresponde al Fosfato de 4-Metil-Umbeliferil-Colina (4 MU-CP).
Según una característica de la invención, el medio de cultivo microbiológico de la capa de nutrientes está, en una configuración de puesta a disposición del dispositivo según la invención antes de su uso, deshidratado. En este caso, después de la impregnación en seco del soporte de la capa de nutrientes por el medio de cultivo microbiológico deshidratado, la capa de nutrientes puede ser objeto de una operación de calandrado. El calandrado, por la presión y la temperatura de calentamiento generadas, permite la retención y el mantenimiento estable en el tiempo del medio de cultivo microbiológico deshidratado en el soporte de la capa de nutrientes, asegurando la retención de los elementos nutritivos y de eventuales elementos aditivos en la capa de nutrientes. El calandrado de la capa de nutrientes también permite obtener una superficie lisa y plana de la capa de nutrientes. El calandrado también permite acelerar la rehidratación de la capa de nutrientes con respecto a una capa de nutrientes no calandrada, debido a la compresión de la capa de nutrientes que induce. En el caso de que el soporte esté formado por fibras, esta compresión, asociada a la presencia del medio deshidratado dentro de la capa de nutrientes, genera un fuerte aumento del poder capilar de esta última, provocando su rehidratación casi instantánea. Esto también puede contribuir a un fenómeno de aspiración del elemento de filtración microbiológica separado dispuesto contra su superficie. El elemento filtrante microbiológico puede así encontrarse presionado contra la capa de nutrientes, asegurando así la ausencia o la reducción del espacio entre ambos, en favor de un crecimiento y/o supervivencia microbiana óptima en toda la superficie del medio filtrante microbiológico. Así se puede evitar la presencia de medios de conexión (por ejemplo evitando la presencia de una capa aglutinante) entre el elemento de filtración microbiológica y la capa de nutrientes cuando estos son distintos. Esto representa una ventaja significativa, en la medida en que dicho medio de unión ralentizaría el paso de nutrientes y posibles elementos aditivos desde la capa de nutrientes rehidratada hacia los microorganismos presentes en el medio de filtración microbiológica, reduciendo así el crecimiento y/o las posibilidades de supervivencia de estos microorganismos.
Preferiblemente, la capa de nutrientes puede ser del tipo del dispositivo de cultivo microbiológico descrito en la solicitud de patente FR19/03751 presentada el 8 de abril de 2019.
Según una característica de la invención, la capa de nutrientes es un dispositivo de cultivo microbiológico que comprende todo o parte de un medio de cultivo microbiológico deshidratado en forma de polvo, que comprende al menos dos piezas de material hidrófilo y absorbente que tiene una cara superior al menos sustancialmente plana, y que comprende entre dos piezas contiguas dicho medio de cultivo microbiológico deshidratado en forma de polvo, y comprendiendo dicho medio de cultivo microbiológico al menos un agente gelificante en forma de polvo.
Se pueden utilizar numerosos materiales absorbentes, hidrófilos y no hidrosolubles para producir la pieza de material absorbente de un dispositivo de cultivo microbiológico según la invención. Estos materiales se eligen principalmente por su poder absorbente, su capacidad para retener líquidos acuosos y su capacidad para dejar que los líquidos acuosos los atraviesen en todos los sentidos.
Según una característica de la invención, la pieza de material absorbente está realizada a partir de un sustrato de fibras cortas no tejidas, constituyendo un conjunto que tiene una integridad estructural y una coherencia mecánica. Los sustratos particularmente adecuados son de fibra celulósica natural (como el algodón) o sintética (como el rayón), de fibra celulósica modificada (por ejemplo, la carboximetilcelulosa, la nitrocelulosa), de fibra de polímeros químicos absorbentes (tales como las sales de poliacrilato, los copolímeros de acrilato/acrilamida). Ventajosamente, la pieza de material absorbente es de tejido no tejido realizado de fibras de celulosa.
En el contexto de la presente invención, las piezas de material hidrófilo y absorbente de un mismo dispositivo pueden tener la misma densidad o diferente densidad. Asimismo, las piezas de material hidrófilo y absorbente de un mismo dispositivo de cultivo microbiológico según la invención pueden tener un grosor idéntico o diferente.
Según una característica de la invención, la pieza de material hidrófilo y absorbente tiene una densidad comprendida entre 0,045 g.cm-3 y 0,10 g.cm-3, preferiblemente entre 0,05 g.cm-3 y 0,07 g.cm-3.
Las piezas de material hidrófilo y absorbente de un mismo dispositivo de cultivo microbiológico según la invención pueden tener un grosor comprendido entre 0,5 mm y 2 mm. Preferiblemente, la pieza de material hidrófilo y absorbente tiene un grosor de 0,8 mm a 1,8 mm, aun preferiblemente de 1 a 1,5 mm. La superficie de la pieza de material hidrófilo y absorbente está comprendida entre 1 cm2 y 40 cm2, preferiblemente entre 10 cm2 y 30 cm2, más preferiblemente entre 15 cm2 y 25 cm2.
Según una característica de la invención, la pieza de material hidrófilo y absorbente es capaz de retener un volumen de agua superior a 2 ml, preferiblemente superior a 3 ml. Así, un soporte poroso de 25 cm2 de superficie y 1 mm de grosor después del calandrado tendrá capacidad para retener un volumen de agua de 3 ml.
Según una característica de la invención, el dispositivo de cultivo microbiológico ha sufrido una operación de calandrado. El calandrado, por la presión y la temperatura de calentamiento generadas, permite la retención y el mantenimiento estable en el tiempo del medio de reacción deshidratado que comprende el o los agentes gelificantes en el dispositivo de cultivo microbiológico, asegurando la retención de los diversos elementos tales como los elementos nutrientes entre las piezas de material hidrófilo y absorbente.
Preferiblemente, el calandrado se realiza a una temperatura superior a la temperatura ambiente, de preferencia a una temperatura comprendida entre 30 °C y 60 °C. Una temperatura inferior a 60 °C permite no desnaturalizar los compuestos termolábiles del medio de cultivo.
El calandrado permite así mantener el medio de reacción en el interior del dispositivo de cultivo microbiológico y facilita su manipulación.
Según otra característica de la invención, el medio de cultivo comprende además al menos un agente gelificante también en forma de polvo. Una vez activado, rehidratado, por un líquido a analizar, el o los agentes gelificantes permitirán crear un conjunto que presenta una cierta integridad estructural y coherencia mecánica. Además, por el hecho de su presencia en contacto con el medio de cultivo, el o los agentes gelificantes le darán al dispositivo de cultivo microbiológico una consistencia de agar, favoreciendo así la implantación de los microorganismos y permitirán también a los elementos constituyentes del medio de cultivo, tales como los ingredientes nutritivos o los principios activos, encontrase lo más cerca posible de los microorganismos.
Según otra característica de la invención, el agente gelificante se elige de entre: una goma de xantano, el alginato, una goma gellan, una goma galactomanana, una goma grano de algarroba, el almidón y una mezcla de éstos.
Preferiblemente, el medio de cultivo del dispositivo según la invención comprende al menos un agente gelificante, cuya cantidad está entre 0,0030 g.cm-3 y 0,020 g.cm-3.
La invención también tiene por objeto un conjunto que comprende al menos una conducción de fluido y al menos un dispositivo según la invención, estando conectado dicho dispositivo por su abertura de entrada de fluido a una conducción de fluido.
Ventajosamente, el conjunto comprende además un segundo dispositivo según la invención montado en paralelo del primer dispositivo según la invención.
Según otra característica de la invención, el conjunto comprende una pluralidad de dispositivos según la invención montados en paralelo unos de otros.
Ventajosamente, los dispositivos de la pluralidad pueden ser idénticos o bien estar dedicados a un tipo diferente de microorganismo.
Según otra característica de la invención, la abertura de salida de fluido puede estar conectada a un recipiente o no. Según una característica de la invención, el o los dispositivos según la invención pueden estar alojados en compartimentos al nivel de una estructura de canalizaciones industriales o de otro tipo.
Según una característica de la invención, el dispositivo tiene una capacidad volumétrica que permite el análisis de 100 ml de líquido.
Breve descripción de las figuras.
La invención se comprenderá mejor gracias a la descripción siguiente, que se refiere a un modo de realización según la presente invención, dado a título de ejemplo no limitativo y explicado con referencia a las figuras esquemáticas adjuntas. Las figuras esquemáticas adjuntas se enumeran a continuación:
[La Fig. 1] es una vista en perspectiva del dispositivo de determinación de contaminación según la invención,
[La Fig. 2] es una vista en corte transversal mediana del dispositivo representado en la figura 1,
[La Fig. 3] es una vista detallada de la figura 2,
[La Fig. 4] es una vista en perspectiva parcial del dispositivo según la invención que ilustra la rejilla de soporte alojada en la caja,
[La Fig. 5] es una vista en perspectiva desde abajo de la tapa del dispositivo según la invención,
[La Fig. 6] es una vista en perspectiva del interior de la caja del dispositivo según la invención,
[La Fig. 7] es una vista en corte transversal de la tapa y del elemento de filtración del dispositivo según la invención, y, [La Fig. 8] es una vista en corte transversal de la caja del dispositivo según la invención.
[La Fig. 9] es una vista esquemática de una primera etapa de un primer modo de utilización del dispositivo según la invención,
[La Fig. 10] es una vista esquemática de una segunda etapa del primer modo de utilización del dispositivo según la invención,
[La Fig. 11] es una vista esquemática de una tercera etapa del primer modo de utilización del dispositivo según la invención, [La Fig. 12] es una vista esquemática de una primera etapa de un segundo modo de utilización del dispositivo según la invención,
[La Fig. 13] es una vista esquemática de una segunda etapa del segundo modo de utilización del dispositivo según la invención,
[La Fig. 14] es una vista esquemática de una tercera etapa del segundo modo de utilización del dispositivo según la invención.
Descripción detallada de las figuras.
El dispositivo 1 de determinación de una contaminación de microorganismos de un fluido según la invención comprende una caja 2, una tapa 3, un elemento 4 de filtración, una capa 5 de nutrientes y una rejilla 6, como se ilustra en particular en la figura 2.
Como puede verse en la figura 1, sólo la tapa 3 y la caja 2 son visibles desde el exterior. Ventajosamente, la tapa 3 y la caja 2 están selladas juntas por ultrasonidos. Según el corte transversal representado en la figura 2, se puede ver que el elemento 4 de filtración está dispuesto en el volumen interior de la caja 2, la capa 5 de nutrientes está dispuesta bajo el elemento 4 de filtración, preferiblemente en contacto con este último y una rejilla 6 de soporte está dispuesta entre la capa 5 de nutrientes y el fondo 22 de la caja 2.
Según la invención, el elemento 4 de filtración es permeable a los fluidos y en particular a un gas o a un líquido cuya viscosidad permite una filtración microbiológica y está libre de todas las partículas sólidas.
El dispositivo 1 comprende además una abertura 11 de entrada de fluido y una abertura 12 de salida de fluido como se ilustra en la figura 1. La abertura 11 de entrada de fluido está posicionada sobre la tapa 3 y la abertura 12 de salida de fluido está posicionada sobre la caja 2 y preferiblemente sobre el fondo de la caja 2. La abertura 11 de entrada de fluido y la abertura 12 de salida de fluido desembocan en el volumen interior de la caja 2, como puede verse en la figura 2. Cuando la abertura de entrada y la abertura de salida de fluido están obturadas por tapones, el dispositivo según la invención es hermético a los fluidos.
Como puede verse en la figura 2, por ejemplo, la abertura 11 de entrada de fluido sobresale en el volumen interno de la caja 2 con respecto a la superficie interior 31 de la tapa 3. Preferiblemente, la abertura 11 de entrada de fluido está prevista sustancialmente en el centro de la tapa 3. La abertura de entrada de fluido comprende un primer extremo 11a que se extiende fuera de la tapa 3 y está configurado para cooperar con un tapón (no representado) y un segundo extremo 11b que se extiende hacia dentro del volumen interior, estando el segundo extremo provisto de al menos un orificio lateral 11c que desemboca en el volumen interior y orientado para proyectar al menos parcialmente el fluido hacia la superficie interior 31 de la tapa 3.
Como puede verse en la figura 2, por ejemplo, la abertura 12 de salida de fluido comprende un primer extremo 12a que se extiende fuera de la caja 2 y configurado para cooperar con un tapón y un segundo extremo 12b enrasado con el fondo 22 de la caja 2.
La abertura 11 de entrada de fluido y la abertura 12 de salida de fluido se extienden respectivamente según un eje sustancialmente secante y preferiblemente perpendicular a la tapa 3 o al fondo de la caja 2. En el ejemplo ilustrado en la figura 2, la abertura 11 de entrada de fluido y la abertura 12 de salida de fluido están alineadas y una frente a la otra.
La caja 2 del dispositivo 1 se describirá ahora en detalle con referencia a las figuras 1, 2, 6 y 8. Como puede verse en la figura 1, la caja 2 tiene forma sustancialmente cilíndrica.
Como se ilustra en la figura 2, la caja 2 comprende un volumen interior delimitado por al menos una pared lateral 21 y un fondo 22.
En las figuras 2 y 8, la caja 2 se ilustra en corte transversal, lo que permite ver una primera superficie 23 de apoyo circunferencial conformada para cooperar de manera complementaria con un reborde 33 de la tapa 3. Además, según la invención, la caja 2 comprende al menos una segunda superficie 24 de apoyo, que se extiende en el volumen interior y conformada para recibir una porción periférica 41 del elemento 4 de filtración, estando dicha segunda superficie 24 de apoyo conformada para cooperar con una porción 34 de la tapa 3, de forma que la porción periférica 41 del elemento 4 de filtración queda pinzada entre la tapa 3 y la caja 2 como se puede ver en detalle en la figura 3. Además, la caja 2 comprende una tercera superficie 25 de apoyo destinada a recibir la rejilla 6 de soporte y más particularmente a recibir un borde periférico 65 de la rejilla 6 de soporte. La tercera superficie 25 de apoyo se extiende en el volumen interior de la caja 2 y corresponde a un resalte exterior 26 de la caja 2, como puede verse en la figura 8.
Como se puede apreciar en la figura 8, cada superficie 23, 24, 25, de apoyo tiene un diámetro diferente y ventajosamente, la primera porción 23 de apoyo tiene un diámetro mayor que la segunda porción 24 de apoyo la cual a su vez tiene un diámetro mayor que la tercera porción 25 de apoyo.
Como se puede ver claramente en la figura 6, el fondo 22 de la caja 2 comprende una pluralidad de láminas 27 de soporte configuradas para soportar la rejilla 6 de soporte y guiar el fluido hacia la abertura 12 de salida de fluido. Las láminas 27 de soporte están dispuestas radialmente con respecto a la abertura 12 de salida de fluido. Las láminas 27 de soporte sobresalen con respecto a la superficie del fondo 22 y se extienden sustancialmente perpendiculares a dicha superficie del fondo 22, como se ve en corte transversal ilustrado en la figura 8.
Como puede verse en particular en la figura 8, el fondo 22 de la caja 2 comprende una superficie 28 que se extiende radialmente alrededor de la abertura 12 de salida de fluido hasta la pared lateral 21 de la caja 2, estando dicha superficie interior 28 inclinada y convergiendo hacia la abertura 12 de salida de fluido, para facilitar la evacuación del fluido. En el ejemplo ilustrado en las figuras 2 y 8, la inclinación p de la superficie 28 del fondo 22 es estrictamente inferior a 0° y está comprendida entre -5° y -10°. El Solicitante ha realizado pruebas, y ha constatado que si el fondo era plano, el fluido no se evacuaba o solo se evacuaba parcialmente.
A continuación se describirá en detalle la tapa 3 del dispositivo 1 con referencia a las figuras 1,2, 5 y 7.
Como puede verse en la figura 1, la tapa 3 comprende una base de forma sustancialmente cilíndrica, rematada por la abertura 11 de entrada de fluido. La tapa 3 comprende una superficie interior 31 que cierra el volumen interior de la caja 2. La superficie interior de la tapa 3 se extiende radialmente alrededor de la abertura 11 de entrada de fluido hasta un borde periférico 32 de la tapa 3, estando dicha superficie interior 31 inclinada y convergiendo hacia la abertura 11 de entrada de fluido. Por lo tanto, la superficie interior 31 tiene una forma general troncocónica que se extiende desde la abertura 11 de entrada de fluido y que se ensancha hasta el borde periférico 32 de la tapa 3. En una variante no representada, la superficie interior puede estar curvada.
En el ejemplo ilustrado en las figuras 2 y 7, la inclinación a de la superficie interior 31 de la tapa 3 es estrictamente superior a 4° y está comprendida entre 5° y 15°. El Solicitante ha realizado pruebas, y ha constatado que si la superficie interior de la tapa tenía una inclinación inferior o igual a 4°, el fluido no se distribuía uniformemente sobre el elemento 4 de filtración.
Como se puede ver en la figura 7, el elemento 4 de filtración está dispuesto en la caja 2 a una distancia h determinada de la abertura 11 de entrada de fluido. Ventajosamente, la distancia h determinada es estrictamente superior a 1 mm y está comprendida preferiblemente entre 1,5 y 5 mm. En efecto, las pruebas realizadas por el solicitante han demostrado que era necesario que el elemento 4 de filtración esté a una distancia h determinada para que los microorganismos puedan crecer cuando el dispositivo 1 según la invención era puesto en incubación. Esta distancia h determinada condiciona un volumen mínimo de aire necesario para el crecimiento de dichos microorganismos. En el ejemplo ilustrado en las figuras 1,2, 5 y 7, la tapa 3 es transparente o translúcida, lo que permite observar el crecimiento de los microorganismos.
Según una característica de la invención, la rejilla de soporte está configurada para soportar la capa de nutrientes y el elemento 4 de filtración.
La rejilla 6 de soporte del dispositivo 1 se describirá ahora en detalle con referencia a las figuras 2 y 4.
Como se puede ver en la figura 2, la rejilla 6 de soporte está dispuesta entre la capa 5 de nutrientes y el fondo 22 de la caja 2. La rejilla 6 de soporte es generalmente de forma cilíndrica y del mismo tamaño que la capa 5 de nutrientes.
Como se puede ver en la figura 4, la rejilla 6 de soporte comprende una pluralidad de orificios pasantes 61 distribuidos sobre toda la rejilla 6, lo que permite distribuir el fluido que ha atravesado la capa 5 de nutrientes sobre toda la superficie 28 del fondo 22 para evacuarlo mejor, rápidamente.
Como se ilustra en la Figura 2, la rejilla 6 de soporte descansa sobre las láminas 27 de soporte de la caja 2. La rejilla 6 de soporte comprende un borde periférico 65 que descansa sobre la tercera superficie 25 de apoyo de la caja 2 como se ve en las figuras 2 y 3.
En una variante no representada, la rejilla se apoya únicamente sobre la tercera superficie 25 de apoyo de la caja, siendo opcionales las láminas de soporte.
A continuación se describirán, con referencia a las figuras 9 a 14, dos posibles utilizaciones del dispositivo según la invención.
Según una primera utilización ilustrada en las figuras 9 a 11, se conecta a la abertura 11 de entrada de fluido del dispositivo 1, una jeringa 100 o cualquier otro elemento que incluye un pistón que contiene el fluido a analizar, y se conecta a la abertura 12 de salida de fluido del dispositivo 1, un colector 101 u otra jeringa, como se ilustra en la figura 9. Se posiciona una válvula 102 de tres vías entre el dispositivo 1 y la jeringa 100, estando la jeringa 100 conectada indirectamente a la abertura 11 de entrada de fluido del dispositivo 1. Inicialmente y como se ilustra en la figura 9, la primera entrada 102a de la válvula 102, conectada a la jeringa 100 está cerrada, la segunda entrada 102b está abierta y conectada a una entrada de aire, y la salida 102c también está abierta y conectada a la abertura 11 de entrada de fluido del dispositivo. De esta forma, es posible hacer el vacío antes de utilizar el dispositivo y antes de introducir el fluido a analizar/filtrar.
Luego, como es visible en la figura 10, se abre la primera entrada 102a de la válvula 102 y se introduce el fluido por inyección en el dispositivo 1, permitiendo el pistón de la jeringa 100 empujar el fluido hacia el dispositivo 1, la segunda entrada 102b de la válvula se cierra entonces y se abre la salida 102c para dejar que el fluido fluya a través del dispositivo 1.
Una vez inyectado todo el fluido a analizar a través del dispositivo 1, se recupera en el colector 101, como puede verse en la figura 11.
Según una segunda utilización ilustrada en las figuras 12 a 14, se conecta a la abertura 11 de entrada de fluido del dispositivo 1 un depósito 103 que contiene el fluido a analizar, y se conecta a la abertura 12 de salida de fluido del dispositivo 1 una jeringa 104 o cualquier otro elemento de pistón que permita la aspiración del fluido, como se ilustra en la figura 12. Se posiciona una válvula 105 de tres vías entre el dispositivo 1 y la jeringa 100, estando la jeringa 100 conectada indirectamente a la abertura 11 de entrada de fluido del dispositivo 1. Inicialmente y como se ilustra en la figura 12, la primera entrada 105a de la válvula 102, conectada al colector 103 está cerrada, la segunda entrada 105b está abierta y conectada a una entrada de aire, y la salida 105c también está abierta y conectada a la abertura 11 de entrada de fluido del dispositivo 1.
Luego, como se ve en la figura 13, se abre la primera entrada 105a de la válvula 105 y se aspira el fluido contenido en el colector 103 por la jeringa 104 posicionada aguas abajo del dispositivo 1, luego se cierra la segunda entrada 105b de la válvula y se abre la salida 105c para dejar que el fluido fluya a través del dispositivo 1.
Una vez aspirado todo el fluido a analizar a través del dispositivo 1, se recupera en la jeringa 104, como puede verse en la figura 14. Por supuesto, las jeringas y depósitos o colectores tienen una capacidad adaptada al volumen de fluido a analizar.
Independientemente de la utilización del dispositivo descrito anteriormente, una vez completada la inyección de fluido (Figuras 11 y 14), es ventajoso inyectar aire estéril a través de la entrada 110 de aire para eliminar cualquier agua estancada de la superficie del elemento 4 de filtración del dispositivo 1
De hecho, la presencia de fluido, incluso en pequeñas cantidades, en la superficie del elemento 4 de filtración podría conducir en efecto a la difusión de colonias bacterianas, a falsos resultados negativos o a ciertas dificultades en el recuento de colonias después de la etapa de incubación. Para ello, la jeringa 100 o el depósito 103 han aspirado aire estéril a través de la válvula 102, 105 y luego se ha inyectado en el interior del dispositivo 1 para secar la superficie del elemento 4 de filtración. Las ventajas de estas utilizaciones son el hecho de que estas técnicas de utilización son simples, realizables sin esfuerzo, en particular la primera utilización, el flujo de trabajo es de una duración total inferior a 1 minuto, sin necesidad de una infraestructura de laboratorio para realizar estas manipulaciones, sin necesidad de mano de obra especializada en microbiología, muy buena reproducibilidad de la operación.
Por supuesto, la invención no se limita a los modos de realización descritos y/o representados en las figuras adjuntas. Las modificaciones siguen siendo posibles, en particular desde el punto de vista de la constitución de los diversos elementos o por sustitución, sin por ello salir del ámbito de protección de la invención que está definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (1) de determinación de una contaminación por microorganismos de un fluido, comprendiendo dicho dispositivo (1):
- una caja (2) que comprende un volumen interior delimitado por al menos una pared lateral (21) y un fondo (22), - una tapa (3) que cierra la caja (2) y posicionada opuesta al fondo (22),
- una abertura (11) de entrada de fluido que está prevista en la tapa (3) y que desemboca en el volumen interior de dicha caja (2), extendiéndose la abertura (11) de entrada de fluido según un eje sustancialmente secante y preferiblemente perpendicular a la tapa (3),
- al menos un elemento (4) de filtración, dispuesto en el volumen interior,
- al menos una capa (5) de nutrientes que comprende una composición de un medio de cultivo microbiológico, - una abertura (12) de salida de fluido prevista en la caja (2) y que desemboca en el volumen interior de dicha caja (2),
estando caracterizado el dispositivo (1) por que:
- la tapa (3) comprende una superficie interior (31) en el volumen interior que se extiende radialmente alrededor de la abertura (11) de entrada de fluido hasta un borde periférico de la tapa (3), estando dicha superficie interior (31) inclinada o curvada y convergiendo hacia la abertura (11) de entrada de fluido,
- el dispositivo comprende una rejilla (6) de soporte configurada para soportar la capa (5) de nutrientes, y
- el fondo (22) de la caja (2) comprende una superficie (28) que se extiende radialmente alrededor de la abertura (12) de salida de fluido hasta la pared lateral (21) de la caja (2), estando dicha superficie (28) inclinada y convergiendo hacia la abertura (12) de salida de fluido.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la inclinación de la superficie interior (31) de la tapa (3) es estrictamente superior a 4°, la inclinación de la superficie interior (31) de la tapa (3) está de preferencia entre 5° y 15°, y aún más preferiblemente es sustancialmente igual a 10°.
3. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que la inclinación de la superficie (28) del fondo (22) es estrictamente inferior a 0°, la inclinación de la superficie del fondo está comprendida de preferencia entre -5° y -10° y aún más preferiblemente entre -6,5° y -7,5°.
4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la abertura (11) de entrada de fluido sobresale en el volumen interior de la caja (2) con respecto a la superficie interior (31) de la tapa (3).
5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el elemento (4) de filtración está dispuesto en la caja (2) a una distancia h determinada de la abertura (11) de entrada, siendo dicha distancia h estrictamente superior a 1 mm .
6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la caja (2) comprende una primera superficie (23) de apoyo circunferencial configurada para cooperar de manera complementaria con un reborde (33) de la tapa (3).
7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la caja (2) comprende al menos una segunda superficie (24) de apoyo que se extiende en el volumen interior y conformada para recibir una porción periférica (41) del elemento (4) de filtración, estando conformada dicha segunda superficie (24) de apoyo para cooperar con una porción (34) de la tapa (3), de manera que la porción periférica (41) del elemento (4) de filtración se encuentra pinzada entre la tapa (3) y la caja (2).
8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el fondo (22) de la caja (2) comprende láminas (27) de soporte dispuestas radialmente con respecto a la abertura (12) de salida de fluido, estando configuradas dichas láminas (27) para sostener la rejilla (6) de soporte y para guiar el fluido hacia la abertura (12) de salida de fluido.
9. Conjunto que comprende al menos una conducción de fluido y al menos un dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, estando conectado dicho dispositivo (1) por su abertura (11) de entrada de fluido a una conducción de fluido.
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