[发明专利]用于微生物早期检测的装置

说明书

技术领域

本发明涉及生长期微生物的检测领域。

本发明将主要应用在工业微生物学领域，例如，制药、生物技术或农产品工业。

本发明尤其涉及这样一种装置，其能够对基于存在于样本内的微生物，在膜、固态或半固态生长培养基的表面形成菌落进行早期检测。

背景技术

目前，有很多技术被实施，以在待检验的样本里进行污染物检测，例如细菌。

最常见且最老的方法包括在琼脂培养基表面进行沉积，其中培养基对于一种或几种微生物类型或多或少是可选择的。在通常可延长到几天的期间内，该培养基在合适的温度下进行培养，用于生长所寻找的微生物。

这种方法的缺点是：为了使琼脂上形成的菌落能够进行裸眼可见的检测，需要相对长的培养周期。

从目前的工艺水平也可知，可以通过DNA序列或RNA序列的繁殖执行链式聚合反应(也称为PCR繁殖)，从而确定样本中存在特定微生物。

这些方法的缺点是：需要若干种DNA链，即若干种污染微生物，一般需要至少几十种微生物。这种方法没有基于生长的方法灵敏。

还已知一种可能性，使用包括标记微生物的技术，以突出微生物发出的光和生长支持物发出的光之间的对比。由于使用对发出的光的特征(例如波长或强度)敏感的光学系统，所以使用特定的荧光标记、荧光团或使用能够暴露由例如ATP(三磷酸腺苷)发出的生物荧光的酶，可以对微生物进行早期检测。

因此，已知的美国专利申请US2003/0155528，描述了用于检测微生物的方法，其中借助适当的荧光试剂标记微生物，一方面为了确定微生物的数量，另一方面判断它们是活的还是死的细胞。

然而，这些技术被证明实施困难，且需要使用通常非常昂贵的试剂，并需要有资质的人员在场。此外，它们不太适合于在大量样本上检测污染物，因为标记操作通常很难自动进行。最后，这些技术存在污染样本的风险。实际上，添加试剂需要所述试剂与待检测的微生物接触。

在现有技术中，还知道的方法是基于使用由微生物自然发出的光的特性，检测(例如)所述微生物的自身荧光。因此，有可能通过使用由所述微生物发出的自然荧光与安置它们的非荧光支持物之间存在的对比，来区分菌落。

使用该原理的方法记载在国际专利申请WO03/022999中，其中使用所确定的菌落的光学特性，例如自身荧光。

这些技术的确便于菌落的检测或自身荧光微生物的检测，后者呈现与膜或生长培养基更好的对比。但是，自然产生的荧光的等级幅度低，与(例如)使用特定的荧光团来标记相比，其不能获得快速检测时间。此外，生长培养基或环境中存在的其他微粒(例如，灰尘、纤维膜或从支持物中发展而来的塑料粒子)的自然荧光的寄生发射，会产生假阳性结果。

最后，使用具有高光学放大系统的技术可以用来观察处于发展早期阶段的菌落：这是用于(例如)显微镜的情形。尽管如此，这些装置限于在一般小于1mm²的小表面上检测。因此，在一个或几个检测支持物(例如，膜或琼脂培养基)上进行检测的这种类型技术的实施，被证明是时间长且昂贵的，长是因为每cm²就需要几分钟，昂贵是因为需要使用扫描系统。

发明内容

本发明通过提供一种装置来提供应对现有技术各种缺陷的可能性，该装置对在生长支持物(即膜或琼脂培养基)表面的菌落出现进行早期检测，并可以是自动的。

而且，根据本发明的装置省去了需要有资质操作员在场的昂贵设备或试剂的使用。

为此，本发明涉及一种装置，其在不需要测量荧光的情况下，进行菌落的快速检测，菌落来源于待检验样本中存在的微生物的繁殖，所述装置包括：

-大体平坦和水平的检测表面，其上固定地安置了用于生长菌落形式的微生物的至少一个支持物，该支持物的类型是膜或琼脂培养基；

-检测系统，例如线性扫描仪，可移动地并平坦地安装，用于扫描所述表面的全部或一部分，检测系统包括至少一个CCD或CMOS传感器，其与包括至少一个照明设备和至少一个光学装置(例如透镜)的光学系统相关联；

检测系统的所述CCD或CMOS传感器的分辨率高于或等于2400dpi，且所述检测系统借助直径小于50μm的菌落成像、通过高于或等于60的有效倍率，进行检测。

优选的是，检测系统的CCD传感器的分辨率高于或等于4800dpi。

优选的，所述表面具有A5或A5*2ⁿ的版式，n是大于或等于1的整数。

根据特别有利的实施例，光学系统的景深(field depth)大于或等于4mm。