专利名称：表面微生物分析的采样方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及表面微生物分析的采样。
背景技术：
已知的采样方法包括使用包含胶状生长培养基的表面测试培养皿或皮氏培养 皿。在一定的预定时间，将胶状生长培养基轻微突起的表面贴附于待分析的表面。在胶 状生长培养基所贴附的表面上可能存在的微生物，由于其粘着特性被转移到胶状生长培
养基上。随后在适于微生物生长的温度下培养该胶状生长培养基，直到微生物可以被辨 认并计数，这可能需要几天。胶状生长培养基的痕迹在其被移走后保留在被取过样的表面上，痕迹的营养特 性可能会促进微生物的增殖。由于这些原因，一旦进行了取样，就要使用无菌湿纱布块 或消毒剂清洁表面。本发明目的在于改进在可能含微生物的表面上取样的条件。

发明内容
为此目的，第一方面，本发明提供了表面微生物分析的采样方法，包括将与所 述表面上可能存在的微生物有亲和力的物体贴附在所述表面上的步骤，该物体在所述贴 附步骤之后适于培养以显示在所述贴附步骤中从所述表面被转移到所述物体上的可能存 在的所述微生物；特征在于所述物体是微生物分析用的亲水合成材料多微孔膜，多微孔 膜至少在所述贴附步骤的最后被用含水液体(如水或盐溶液)湿润。本发明的方法可以直接使用传统亲水合成材料多微孔膜进行采样。令人惊讶的是，结果是至少在贴附步骤的最后湿润膜的简单行为(包括简单的 用水湿润)使膜具有了与要分析的表面上可能存在的微生物足够的亲和力，以使微生物 被转移到膜上。这样的亲和力可能应归因于膜与加入到要分析表面上的水分子之间的毛细管 力。由此，采样微生物不必要使用粘性物体(如胶状生长培养基)。进一步的，使用合成多微孔膜作为采样物体用于微生物分析，使得所有现已知 的液体分析技术可以被使用。由此，在采样微生物之后，膜可以以在营养胶状生长培养基上培养的传统方式 分析，或使用快速微生物分析法分析。根据制造和使用中简单、方便和经济的因素，优选下列特征-通过吸入含水液体湿润所述膜；_所述膜是选自由聚偏氟乙烯(PVDF)、纤维素酯(CE)和聚醚砜(PES)组成的 组的合成聚合物；
-所述膜孔径在0.1到1μ m之间;_所述贴附步骤包括将所述膜的第一面与所述表面相接触的步骤；以及对着所 述膜的第二面按压吸入了含水液体的吸收性基板的步骤，其中所述第二面为所述第一面 的反面；-所述吸收性基板是可弹性变形的；-所述吸收性基板是海绵；-所述按压步骤进行至少等于5秒的预定时间；
-所述预定时间在10秒到20秒之间；-所述按压步骤手动进行；_所述贴附步骤包括在所述按压步骤之后，释放施加在所述基板上的压力， 以引起含水液体和从所述表面可能采到的所述微生物提升的步骤；_所述采样方法包括在所述贴附步骤之前，用含水液体湿润所述表面的步 骤；和/或-所述湿润所述表面的步骤通过喷洒含水液体进行。第二方面，本发明提供了用于表面微生物分析的采样设备，其包括与所述表面 上可能存在的微生物有亲和力的物体，该物体在所述采样后适于培养以显示在所述采样 中从所述表面被转移到所述物体上的可能存在的所述微生物；以及包括贴附所述物体到 所述表面的装置；特征在于所述物体是微生物分析用的亲水合成材料多微孔膜，以及在 于所述设备包括用含水液体(如水或盐溶液)湿润所述多微孔膜的装置。根据制造和使用中简单、方便和经济的因素，优选下列特征-所述贴附装置包括适于在一个区域(belt)内滑动的柱塞；-所述区域包括从底部伸出的圆柱形刚性侧壁，所述的圆柱形侧壁和所述柱塞由 适于在所述柱塞滑动期间变形的带有U型横截面的环形通道构件连接；-所述底部包括在所述采样过程中适于靠在所述表面上以形成液体屏障的环形边缘；-所述区域、所述柱塞和所述通道构件为单件成型的塑料材料；-所述湿润装置包括与所述膜接触的吸入了含水液体的海绵，所述海绵被放置在 被所述区域部分界定的空腔内；-所述采样设备具有包装构造，其中所述海绵被包封在一个液体密闭的封套内以 避免所述海绵中含水液体的蒸发；以及用于连通所述海绵与外界空气的构造；-所述封套包括置于所述柱塞和所述海绵之间的铝薄板、以及放置在面向所述膜 的一面的塑料膜，该面是面向所述海绵的一面的反面；-所述柱塞包括多个向所述铝薄板延伸的齿，所述齿适于在所述柱塞滑动中刺入 铝薄板；-所述柱塞包括刚性盘，所述齿横切延伸至所述盘平面并规则分布在其外围；-所述柱塞包括加固装置；和/或_所述加固装置包括四个以星形排列延伸的平肋。


以实施方案的具体描述来继续公开本发明，实施方案由下面的说明性而非限制性实施例参考附图给出，其中-图1是本发明设备的部分剖切透视图；-图2是单独采样单元的对应正视截面图；-图3是采样单元包括的、由成型的塑料材料形成的主体的另一个角度的部分剖 切透视图；和-图4是在推入位置并贴附在可能含有微生物的表面上的采样单元与图1相同的 角度的部分剖切透视图。
具体实施例方式在其包装构造中的图1中所示的微生物采样设备1，包括采样单元2和培养皿 3。采样单元2 (图2)包括成型塑料材料的主体4、薄板5、海绵6、亲水多微孔膜7 和膜8。主体4包括由从底部11伸出的圆柱形刚性侧壁10构成的区域9、柱塞12、和带 有连接壁10和柱塞12的U型横截面的环形通道构件13。环形通道构件13和侧壁10是同心的，环形通道构件13的外壁13A的自由边缘 通过由壁10内面在整个周长上发出的肋14与侧壁10连接。通道构件13向壁10的自由边缘15延伸，其半圆形的中间壁13C相对自由边缘 15轻微凹进。柱塞12包括其上跨越有四个平肋18的盘17，所述平肋18从中央插销(stud) 19 从发出以星形排列延伸，插销19和肋18横切延伸至盘17的平面。环形凹进20(图1)形成于盘17的外围，在其表面21上是肋18发出面的相反 面。该凹进20向盘17的自由边延伸，盘17的自由边与通道构件13内壁13B的自由边 以直角连接，由此盘17横切延伸到侧壁10。由于通道构件13的内壁13B比其外壁13A稍短，盘17的面21相对肋14的面 23 (该面是肋18发出面的反面)稍微抬起。在盘17的自由边，沿向通道构件13的内壁13B的相反方向，多个齿25横切延 伸至盘17的平面。这些齿25规则分布在盘17的整个外围而且每个都具有指向盘17中 心的倾斜面(图3)，它们各末端被置于在面21所形成的平面与面23所形成的平面之间的 同一个中间平面上(图2)。底部11包括有长方形截面的环形根部30，根部上置有侧壁10;以及背向自由边 15轻微倾斜并向主体4外部延伸的周边边缘31。周边边缘31的两个锥形面32和33 (图2) —起组成环形边缘34，环形边缘在采 样操作中被置于可能包含微生物的表面45上(图4)。薄板5有圆形轮廓，轮廓直径与侧壁10内面直径匹配。其通过焊接(或粘合) 接合在外围上固定到肋14的面23，以使得有一个小间隔分隔开薄板5和盘17面向薄板5 的齿25 (图2)。此处薄板5为铝制，以便于在执行下面详细描述的采样方法时齿25刺穿 薄板。预吸入无菌水的海棉6具有与铝薄板5相同直径的圆形轮廓。海棉6被置于薄
6板5和侧壁10以及根部30的内面划分出的空腔中；其具有预定的厚度以使其远离薄板5 的一端与根部30远离壁10的面36齐平。亲水膜7由合成聚合物组成，优选由聚偏氟乙烯(PVDF)、纤维素酯(CE)或聚 醚砜(PES)组成，其孔的直径在0.1到Ιμιη之间。膜7也具有与环形根部30的外径等同直径的圆形轮廓(因此，大于薄板5和海 绵6的直径)。膜7的第一面38 (图1)通过焊接(或粘合)接合在外围上固定到环形根部30的 面36，以使海绵6被夹在膜7和铝薄板5之间。膜8具有与环形边缘34等同直径的圆形轮廓，其通过焊接或粘合接合被固定在 环形边缘34上。因此膜8面向膜7的第二面39，面39是膜7面向海棉6的面的相反面。应当注意到在设备1的包装构造中，通过焊接接合固定于主体4上的薄板5和膜 8形成了液体密闭的封套，其将海绵6和膜7与外界环境相隔绝，以使其中含有的纯净水 不能蒸发到空气中。这里，膜8是柔性塑料，以防止采样方法进行前被意外刺穿的风险。培养皿3包括圆形底部壁40，其直径略大于主体4环形边缘34的直径；以及从 底部壁40展开的锥形侧壁41。锥形壁41略微延伸高出底部壁40，以便形成环形肋42。如图1中所见，采样单元2从包括膜7的一边被部分地置于培养皿3中。这样的放置可以保护脆弱的膜7，以抵御外界的冲击，直到操作者决定进行采样 操作。为了确保单元2和培养皿3之间的暂时固定，培养皿3上带有固定装置，本文为 脊状突起(图中不可见)。下面给出使用刚描述过的采样设备1来实施方法的不同步骤。在第一阶段，操作者将采样单元2从保护培养皿3中取出，随后通过将膜8脱去 (例如使用为此目的提供的突出拉手)将塑料膜8从主体4移除。设备1随后在构造中待 使用，其中海绵6和膜7与外界空气相接触。操作者接下来将主体4的底部11放在可能有要收集的微生物的表面45上，随后 用手指向表面45按柱塞12的盘17。柱塞12在区域9中滑动，这种运动伴随有通道构件13的弹性形变。柱塞12指向铝薄板5的齿25非常快速接触铝薄板并在外围刺穿它。继续的运动引起铝薄板5的撕裂以及海绵6对膜7的压缩(图4)，所述膜7弹性 形变且其面39贴住表面45。肋18的存在赋予盘17—定程度的刚性，使得能够在海绵6 上施加一致的压力。海绵6随后部分挤出其最初包含的水，这些水穿过亲水膜7的孔向表面45扩散。贴在表面45上的底部11的环形边缘34形成了对液体的屏障，以使从海绵6中 扩散来的水被保存在边缘34之内。采样单元2于是处于图4所示的推入位置。操作者施加于柱塞12上的力保持至少5秒，优选在10秒到20秒之间。
在此期间，可能的微生物被存在于表面45上的水分子洗下，环形边缘34使它们 被保存在采样区域中。操作者接下来释放柱塞12，柱塞12以及海绵6逐渐回归初始位置(图2)。通 过恢复其初始体积，该海绵发出与毛细管力共同作用的吸力，以引起水分子以及采样到 的微生物的提升。这些具有大于膜7孔直径的直径的微生物被保留在湿润的膜7的表面上，尽管大 部分水分子被海绵6重新吸收。为改进膜7上可能存在的微生物的回收率，按压和释放柱塞12的步骤可以被重 复数次。一旦膜7与采样单元2分离，就可以直接培养以显示和计数从表面45转移至膜 7的可能存在的微生物。为此目的，膜7的面38 (是微生物所在的面39的相反面)被直接置于营养胶状 生长培养基上，随后在适于那些微生物生长的温度环境下培养。采样也可以通过快速微生物法进行分析，例如通过检测存在于膜7表面的微生 物的ATP。在一种没有显示的采样方法的变化形式中，操作者可以通过将与膜7相同、但 是干燥的膜置于可能包括微生物的表面45，开始进行采样。随后操作者用湿润的海绵(或湿润的纱布块)覆盖膜，再(直接用手指或通过柱 塞)按压海绵(或纱布块)至少5秒，优选在10到20秒之间。应当注意，此步骤也可以通过带有驱动系统的机动化贴附器进行，所述驱动系 统能在预定时间内保持海绵或纱布块上一致的压力。在本发明采样方法的另一个变化形式中，操作者通过喷洒例如无菌水来湿润表 面45，进而将与膜7相同但是干燥的膜，置于可能包括微生物的表面45上，开始采样。随后使用干燥的海绵(或干燥的纱布块)覆盖膜，然后，以与上面公开的方法相 同的方法，再按压海绵(或纱布块)至少5秒，优选在10到20秒之间。在本发明方法的未显示的另外一个变化形式中，与膜7相同的湿润的膜被简单 的置于表面45上，随后在大于1分钟的预定时间后移开。膜也可以干燥着被置于预先湿润过的表面45之上；和/或非水的含水液体(例 如盐溶液)可以被用于湿润膜。依据情况可以有多种其他变化形式，关于这一点应当注意本发明不受描述和展 示的实施例实施方案的限制。
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权利要求
1.一种表面(45)微生物分析的采样方法，包括将与所述表面(45)上可能存在的微生 物有亲和力的物体贴附在所述表面(45)上的步骤，该物体在所述的贴附步骤之后适于培 养以显示在所述贴附步骤中被从所述表面(45)转移到所述物体上的可能存在的所述微生 物；其特征在于，所述物体是微生物分析用亲水合成材料多微孔膜(7)，该多微孔膜至 少在所述贴附步骤的最后被用诸如水或盐溶液的含水液体湿润。
2.权利要求1的采样方法，其特征在于，通过吸入含水液体湿润所述膜(7)。
3.权利要求1或2之一的采样方法，其特征在于，所述膜(7)是选自聚偏氟乙烯 (PVDF)、纤维素酯(CE)和聚醚砜(PES)的合成聚合物。
4.权利要求1或2之一的采样方法，其特征在于，所述膜(7)的孔径在0.1到1μ m 之间。
5.权利要求1至5之一的采样方法，其特征在于，所述贴附步骤包括将所述膜(7)的 第一面(39)与所述表面(45)相接触的步骤；以及对着所述膜(7)的第二面(38)按压吸 入了含水液体的吸收性基板(6)的步骤，其中所述第二面为所述第一面的反面。
6.权利要求5的采样方法，其特征在于，所述吸收性基板(6)是弹性变形的。
7.权利要求6的采样方法，其特征在于，所述吸收性基板是海绵(6)。
8.权利要求5至7之一的采样方法，其特征在于，所述按压步骤进行至少等于5秒的 预定时间。
9.权利要求8的采样方法，其特征在于，所述预定时间在10秒到20秒之间。
10.权利要求5至9之一的采样方法，其特征在于，所述按压步骤手动进行。
11.权利要求5至10之一的采样方法，其特征在于，所述贴附步骤包括在所述按压 步骤之后，释放施加在所述基板(6)上压力以引起含水液体和从所述表面(45)可能采样 到的所述微生物提升的步骤。
12.权利要求1至4之一的采样方法，其特征在于，所述采样方法包括在所述贴附 步骤之前，用含水液体湿润所述表面(45)的步骤。
13.权利要求12的采样方法，其特征在于，所述湿润所述表面(45)的步骤通过喷洒 含水液体进行。
14.一种表面(45)微生物分析的采样设备，包括与所述表面(45)上可能存在的微生 物有亲和力的物体，该物体在所述采样后适于培养以显示在所述采样中从所述表面(45) 转移到所述物体上的可能存在的所述微生物；以及包括贴附所述物体到所述表面(45)的 装置(12)；其特征在于，所述物体是微生物分析用亲水合成材料多微孔膜，以及在于所 述设备包括用含水液体如水或盐溶液湿润所述多微孔膜(7)的装置(6)。
15.权利要求14的采样设备，其特征在于，所述贴附装置包括适于在一个区域(9)内 滑动的柱塞(12)。
16.权利要求15的采样设备，其特征在于，所述区域(9)包括从底部(11)伸出的圆 柱形刚性侧壁(10)，所述圆柱形侧壁(10)和所述的柱塞(12)由适于在所述柱塞(12)滑 动期间变形的具有U型横截面的环形通道构件(13)连接。
17.权利要求16的采样设备，其特征在于，所述底部(11)包括在所述采样过程中适 于安置在所述表面上(45)以形成液体屏障的环形边缘(34)。
18.权利要求16或17之一的采样设备，其特征在于，所述区域(9)、所述柱塞(12)和所述通道构件(13)为单件成型的塑料材料。
19.权利要求15至18之一的采样设备，其特征在于，所述湿润装置包括与所述膜(7) 接触的吸入了含水液体的海绵(6)，所述海绵(6)被放置在由所述区域(9)部分界定的空 腔内。
20.权利要求19的采样设备，其特征在于，所述采样设备具有包装构造，其中所述海 绵(6)被包封在一个液体密闭的封套(5，8)内以避免所述海绵(6)中含水液体的蒸发； 以及用于连通所述海绵(6)与外界空气的构造。
21.权利要求20的采样设备，其特征在于，所述封套包括置于所述柱塞(12)和所述 海绵(6)之间的铝薄板(5)、以及放置在面向所述膜(7)的一面(39)的塑料膜(8)，该面 (39)是面向所述海绵(6)的一面的反面。
22.权利要求21的采样设备，其特征在于，所述柱塞(12)包括多个向所述铝薄板(5) 延伸的齿(25)，所述齿(25)适于在所述柱塞(12)滑动中刺入铝薄板(5)。
23.权利要求22的采样设备，其特征在于，所述柱塞(12)包括刚性盘(17)，所述齿 (25)横切延伸至所述盘(17)平面并规则分布在其外围。
24.权利要求15至23之一的采样设备，其特征在于，所述柱塞(12)包括加固装置 (18)。
25.权利要求24的采样设备，其特征在于，所述加固装置包括四个以星形排列延伸的 平肋(18)。
全文摘要
本发明涉及表面微生物分析的采样方法和设备。本方法包括将物体(7)贴附到要分析的表面(45)上的步骤，该物体与微生物有亲和力且适于培养以辨认和计数在贴附步骤中被转移的微生物；该物体是微生物分析用亲水合成材料多微孔膜(7)，至少在贴附步骤的最后被用含水液体(如水或盐溶液)湿润。本设备包括与表面(45)上可能存在的微生物有亲和力的物体(7)、用含水液体(如水或盐溶液)湿润所述物体(7)的装置(6)、以及贴附所述物体(7)至所述表面(45)的装置(12)，所述物体是微生物分析用亲水合成材料多微孔膜(7)。
文档编号G01N1/02GK102012322SQ20101050292
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月3日 优先权日2009年9月3日
发明者N·斯特凡 申请人:米利波尔公司