[发明专利]微生物浓集方法和装置

说明书

优先权声明

本专利申请要求2009年4月3日提交的美国临时专利申请号61/166,266的优先权，籍此将其内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于捕集或浓集微生物使得它们保持活力以便检测或测定的方法。在其他方面，本发明还涉及用于实施这种方法的浓集装置(以及包括该装置的诊断试剂盒)以及用于装置制备的方法。

背景技术

由微生物污染导致的食源性疾病和医院内获得性感染为世界各地许多地方所关注。因此，测定多种诊断样品、食品样品、环境样品或其它样品中细菌或其它微生物的存在以确定所存在的微生物的身份和/或量常常是合乎需要的或是必要的。

例如，可测定细菌DNA或细菌RNA，以甚至在存在其它细菌种类的情况下评估特定细菌种类的存在与否。然而，检测特定细菌的存在的能力至少部分取决于所分析的样品中细菌的浓度。可对细菌样品进行铺板或培养，以增加样品中细菌的数量，来确保足够的检测水平，但培养步骤通常需要大量的时间且因此会显著耽搁评估结果。

使样品中的细菌浓集可缩短培养时间或甚至消除对于培养步骤的需要。因此，已经开发了通过使用特定细菌菌株的特异性抗体(例如，为抗体包被的磁性颗粒或非磁性颗粒的形式)来分离(并由此浓集)该菌株的方法。然而，这些方法往往昂贵，而且对于至少一些诊断应用来说速度仍比期望的稍慢。

也已经使用了非菌株特异性的浓集方法(例如，以获得对样品中所存在的微生物的较为一般性的评估)。在浓集了微生物混合群体之后，如果需要，通过使用菌株特异性探针来测定特定菌株的存在。

已经通过基于碳水化合物和凝集素蛋白相互作用的方法实现了微生物的非特异性浓集或捕集。涂覆壳聚糖的支持物已经用作非特异性捕集装置，并且用作微生物营养素的物质(例如，碳水化合物、维生素、铁螯合的化合物以及铁载体)也已经被描述为可用作配体以进行微生物的非特异性捕集。

多种无机材料(例如，羟基磷灰石和金属氢氧化物)已经用于非特异性结合和浓集细菌。物理浓集方法(例如，过滤、色谱法、离心和重力沉降)已经被用于非特异性捕集，其使用和/或不使用无机结合剂。这些非特异性浓集方法具有不同的速度(至少一些食品检测程序仍需要至少过夜孵育作为主培养富集步骤)、成本(至少一些需要昂贵的设备、材料和/或受训技术人员)、样品要求(例如，样品特性和/或体积限制)、空间要求、易于使用性(至少一些需要复杂的多步骤方法)、就地使用的合适性和/或有效性。

发明内容

因此，我们认为迫切需要用于快速检测病原微生物的方法。所述方法将优选不仅快速而且成本低、简单(不涉及复杂的设备或程序)和/或在多种条件下(例如，不同类型样品基质和/或病原微生物、不同微生物负荷以及不同样品体积)有效。

简而言之，在一个方面，本发明提供了一种用于非特异性浓集样品中存在的微生物菌株(例如，细菌、真菌、酵母菌、原生动物、病毒(包括无包膜病毒和有包膜病毒)和细菌内生孢子的菌株)的方法，使得微生物保留活力以便检测或测定一种或多种菌株。所述方法包括(a)提供下述浓集装置，其包括含有至少一种浓集剂的烧结多孔聚合物基质，所述浓集剂包含无定形金属硅酸盐并且具有下述表面组成，所述表面组成经X射线光电子光谱(XPS)测定具有小于或等于0.5的金属原子与硅原子比；(b)提供包含至少一种微生物菌株的样品(优选地，为流体形式)；以及(c)使浓集装置与样品接触(优选地，使样品穿过浓集装置)使得所述至少一种微生物菌株的至少一部分结合至浓集装置或被浓集装置捕集。

优选地，所述方法还包括检测至少一种结合的微生物菌株的存在(例如，通过基于培养的检测方法、显微镜/成像检测方法、基因检测方法、基于发光的检测方法或免疫检测方法)。所述方法还可任选包括将浓集装置与样品分离和/或培养性地富集至少一种结合的微生物菌株(例如，通过在通用或微生物特异性的培养基中培养分离的浓集装置，这取决于需要通用的微生物富集还是选择性的微生物富集)、和/或在样品接触之后将捕集的微生物(或者其一个或多个组分)与浓集装置隔离或分离(例如，通过使洗脱剂或裂解剂穿过浓集装置)。