DE2453858C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung einer Probe im Hinblick auf Mikroorganismen - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Zur Bestimmung der Anwesenheit von Mikroorganismen, wie Bakterien, in einer Probe mußte man bisher einen bestimmten Teil der Probe durch eine Pipette in eine Schale übertragen, ein Kulturmedium hinzugeben und beides vermischen, um die Bakterien zu verteilen oder sie verteilt auf der Oberfläche eines festen Kultursubstrates anzuordnen. Nach der Inkubation wird die Untersuchung im Hinblick auf das Wachstum durchgeführt. Bei der Züchtung von anaeroben Mi- fto kroorganismen mußte man jedoch für eine anaerobe Umgebung sorgen. Die übliche Methode bestand darin, die Schale nach der Verteilung der Mikroorganismen im Kulturmedium (und nach der Verfestigung des Kulturmediums, das im allgemeinen eine Nährbrühc und -agar (S^ enthält) in ein geschlossenes Kuliiirgefäß einzuführen, wobei der Sauerstoff der Luft entfernt wurde, beispielsweise durch Wassersloffgas und einen Katalysator zur Bildung von Wasser. Dieses Verfahren erfordert infolgedessen eine komplizierte und kostspielige Technik und Ausrüstung. Infolge des Kontakts mit der Luft während des Mischens können auch Untersuchungsfehler auftreten. Darüber hinaus sind eine Anzahl von interessierenden Mikroorganismen krankheitserregend. Dies bedeutet eine Gefährdung des Laborpersonals. . ....

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung der Anwesenheit von Mikroorganismen so auszubilden, daß es durch verhältnismäßig wenig vorgebildetes Personal leicht ausgeführt werden kann, wobei eine komplizierte Ausrüstung vermieden, das Infektionsrisiko für das Laborpersonal verringert und die Zuverlässigkeit der Ergebnisse erhöht werden. Dieses Ziel wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 erzielt. Die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zuerst ein bestimmtes Volumen der Probe und dann ein vorbestimmtes Volumen des Kulturmediums in eine Kulturkammer mii glasklaren oder lichtdurchlässigen Wänden durch eine Öffnung in einer Wand der Kulturkammer eingesaugt werden, und zwar mit Hilfe einer verschiebbaren Wand innerhalb der Kulturkammer, welche in Form eines Kolbens ausgebildet ist und eine Kolbenstange aufweist. Die Substanzen werden darin vermischt, und die öffnung wird anschließend verschlossen, falls gewünscht oder erforderlich. Dann wird die Inkubation durchgeführt und anschließend die Untersuchung im Hinblick auf gewachsene Stämme durch die klaren oder lichtdurchlässigen Wände der Kulturkammer durchgeführt. Alternativ kann auch zuerst das Kulturmedium und dann die Probe in die Kulturkammer eingesaugt werden, in welcher beides vermischt wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 2. Die Patentansprüche 3 und 4 stellen vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 2 dar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Darstellung unter Weglassung eines Teils,

Fig. 2 einen Längsschnitt der Vorrichtung gemäß F i g. 1 mit Schutzkappe und

F i g. 3 eine Draufsicht der Vorrichtung von F i g. 1 mit Teilschnitt,

F i g. 4 bis 6 zeigen ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei F i g. 4 einen Längsschnitt der Kulturkammer, Fig. 5 eine Draufsicht auf den Kolben und Fig. 6 eine Vorderansicht der Kulturkammer von der offenen Seite zeigt, um das Innere der Kammer darzustellen.

In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß der Fig. 1 bis 3 ist eine Kulturkammer 1 gezeigt, die durch zwei glasklare oder lichtdurchlässige Wände 2 und 3 welche einander gegenüberliegen, begrenzt ist, weiterhin eine dritte Wand 4, die eine Einsaugöffnun^ aufweist, die zu einem Füllrohr 5 verlängert ist, und zwe weitere Wände 6 und 7, die mit den Wänden 2 und ; verbunden sind und gleich diesen glasklar odci lichtdurchlässig sind. In der Kammer 1 ist eim verschiebbare Wand in Form eines Kolbens < angeordnet, der eine Kolbenstange 8 aufweist. Zu Abdichtung des Kolbens gegen die Innenseite de Wände 2, 3, 6 und 7 ist eine Abdichtung IC beispielsweise aus Gummi, vorgesehen, die in eine Ringnut 11 rund um der Kolben 9 angeordnet ist.

Das Ende des dem Füllrohr 5 zugewandten Kolbens ist zu einem Vorderteil 12 verlängert, welches in das Füllrohr 5 hineinpaßt. Dieser verlängerte Teil des Kolbens ist verzugsweise aus glasklarem oder lichtdurchlässigem Material hergestellt. <,

Um die Einsaugmündung zu verschließen, kann eine Schutzkappe 13 auf das Füllrohr 5 aufgesetzt werden. Dabei ist in der Schutzkappe 13 ein O-Ring 14 vorgesehen. Die Wand 2 ist vorzugsweise abgewinkelt, wie beispielsweise auf F i g. 3 zu ersehen.

Der Durchlaß zwischen Füllrohr 5 und Innerem der Kammer 1 ist derartig geformt, daß durch den Winkel zwischen Einlaß (Füllrohr) und.Kammer eine Turbulenz (und deshalb eine gute Vermischung) beim Einsaugen des Kulturmediums in die Kammer 1, welche die Probe enthält, hervorgerufen wird.

Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie in den Figuren gezeigt, zur Züchtung von anaeroben Bakterien verwendet werden soll, so wird zuer.-,t der Kolben 9 an die Wand 4 derartig angelegt, daß das Vorderteil 12 das Füllrohr 5 ausfüllt, anschließend wird das Füllrohr 5 in die Probe eingetaucht und die gewünschte Menge der Probe durch Bewegen des Kolbens in das Kammerinnere eingesaugt. Das Füllrohr 5 wird anschließend in geschmolzenes Kultursubstrat mit Agar eingetaucht, dem ein geeigneter Indikator beigefügt werden kann, und die gewünschte Menge wird durch weiteres Bewegen des Kolbens 9 in die Kammer eingesaugt, wobei — wie oben erwähnt — der Durchlaß zwischen Füllrohr 5 und Innerem der Kammer 1 vorzugsweise derartig geformt ist, daß ein zufriedenstellendes Vermischen der Probe und des Kulturmediums stattfindet. Die Schulzkappe 13 wird anschließend auf das Füllrohr 5 aufgesetzt, um den Zutritt von Luft zu vermeiden, und die Vorrichtung wird dann bei geeigneter Temperatur der Inkubation unterzogen. Nach der Inkubation wird die Vorrichtung herausgenommen und die Untersuchung im Hinblick auf gewachsene Stämme durchgeführt, beispielsweise indem man die Vorrichtung gegen das Tageslicht eines Fensters oder gegen eine Lichtquelle hält und die Anwesenheit von Stämmen von Organismen durch die glasklaren oder lichtdurchlässigen Wände der Kulturkammer studiert.

Unter »glasklare oder lichtdurchlässige« Wände soli in der Beschreibung und in den Ansprüchen verstanden werden, daß nicht nur Wände, welche so klar wie Glas sind, sondern auch Wände, die lichtdurchscheinend sind, verwendet werden können, die jedoch genügend Licht durchlassen, um die Stämme von Mikroorganismen bei der Züchtung von ihrer Umgebung zu unterscheiden, wenn die Untersuchung mit einer Lichtquelle im Hintergrund ausgeführt wird.

Bei aeroben Mikroorganismen ist es nicht so wichtig wie bei anaeroben Mikroorganismen, eine Vorrichtung ss zu benützen, bei der das Ende des Kolbens, das dem Füllrohr zugewandt ist, zu einem Vorderteil verlängert ist. Statt dessen kann dieses Ende etwas nach innen gewölbt sein, so daß man ein Luftkissen vor der Mischung der Probe mit dem Kulturmedium in der Kammer erhält. Das Vorderteil kann jedoch bei Verwendung für anaerobe Mikroorganismen weggelassen werden. In diesem Fall sollte jedoch das Füllrohr 5 mit beispielsweise Wasserstoffgas oder Kohlendioxyd aufgefüllt werden. Wenn das Vorderteil weggelassen ist, (15 so ist es beispielsweise möglich, das Füllrohr abzustufen und ihm ein Innenvolumen zu geben, welches groß genug ist, um die Pro'ie aufzunehmen, wobei eine größere Genauigkeit bei der Dosierung der Probe erreicht werden kann.

In Fig. 4 ist die Kulturkammer 22 vorzugsweise ein hohler, durch Spritzguß geformter Körper mit rechtwinkligem Querschnitt und aus lichtdurchlässigem Plastikmaterial, wie Polystyrol, hergestellt. Ein Ende der Kammer weist ein Teil 15 auf, das sich leicht konisch verengt und im Füllrohr 23 endet. Das gegenüberliegende Ende der Kammer hat an der Außenseite der Kammer eine Halterippe 16. Der Zweck des engeren Teils 15 ist es, eine genauere Bestimmung des eingeführten Probevolumens zu gestatten. F i g. 5 zeigt den Kolben 20, der vorzugsweise im Spritzgußverfahren hergestellt ist, mit der gleichen äußeren Formgebung wie die Innenform der Kulturkammer 22. Dieser Kolben weist einen engeren Abschnitt 17 und eine Spitze 21 auf, die an die Stelle des Vorderteils 12 bei dem ersten Ausführungsbeispiel treten. Das andere Ende des Kolbens 20 weist eine Halterippe 18 auf. Der Kolben 20 kann aus Plastikmaterial, wie geschäumtem HD (Hohe Dichte)-Polyäthylen, hergestellt werden. Ein Abdichtring 19 ist am Vorderende des Kolbens 9 vorgesehen.

Der engere Abschnitt 17 und die Spitze 21 können bei aeroben LJntersuchungen weggelassen werden. Ein Luftkissen wird sich über der Mischung der Probe mit dem Kulturmedium bilden, das durch das Füllrohr 23 mit der Außenluft in Verbindung steht. Es ist wichtig, daß die Mischung im Füllrohr 23 durch einen weiteren Hub des Kolbens 20 entfernt wird. F i g. 6 zeigt, daß die Achse des Füllrohrs 23 in der Nähe einer der Wände angeordnet ist. Durch diese Anordnung dos Füllrohrs bildet sich nach dem Einsaugen der Probe und des Kulturmediums eine Luftschicht über der gesamten oberen Oberfläche der Mischung der Probe und des Mediums direkt unter der oberen horizontalen Wand der Kulturkammer 22.

Die größte Breite des Querschnittes der Kulturkammer sollte 20 mm nicht überschreiten und liegt vorzugsweise zwischen 5 und 12 mm, um eine gute visuelle Analyse durch die gesamte Vorrichtung zu ermöglichen. Die größte Länge kann zwischen sehr weiten Grenzen variiert werden. Im allgemeinen liegt sie in einem Bereich zwischen 20 und 70 mm, vorzugsweise von 25 bis 50 mm. Durch Abstufen der Kammer von 1 bis 10 mm kann die Spritze zum Verdünnen der Probe bis zum Faktor 1/10 vor der Analyse verwendet werden. Durch dieses Verfahren werden Pipetten bei der bakteriologischen Arbeit ausgeschlossen.

Für schnelle Routineuntersuchungen an Or; und Stelle kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Kulturmedium (Nährbrühc) bereits in der Kulturkammer vorgesehen werden, wobei man als einzigen Schritt an Ort und Stelle eine bestimmte Menge der Probe in die Kammer einzusaugen hat. Dabei kann man die Vorrichtung zweckmäßigerweise mit einer Verriegelungseinrichtung versehen, welche die Kolbenstange in zwei Stellungen blockiert, die den Stellungen entsprechen, wenn Nährbrühe bzw. eine Mischung von Nährbrühc und Probe in die Kulturkammcr eingesaugt sind.

Falls erwünscht, kann die Kolbenstange mit Anschlägen versehen werden, welche auf die Wände der Kulturkammer drücken.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung können bei einer großen Anzahl von Situationen benützt werden, wo eine Probe im Hinblick auf die Anwesenheit von Mikroorganismen untersucht

ööö

wird, beispielsweise bei der medizinischen und tiermedizinischen bakteriologischen Analyse. Beispiele sind die Analyse von Nahrungsmitteln, Trinkwasser, Badewasser usw. Ein anderes Beispiel ist die Beurteilung einer antimikrobiellen Wirkung einer Substanz oder Vergleiche von zwei oder mehreren Substanzen im Hinblick auf eine derartige Wirkung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Untersuchung einer Probe, die möglicherweise Mikroorganismen enthält, wobei die Probe mit einem Kulturmedium für diese Mikroorganismen und vorzugsweise einem Indikator vermischt und die Mischung einer Inkubation ausgesetzt und anschließend im Hinblick auf gewachsene Stämme untersucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe und das Kulturmedium in vorherbestimmten Volumina in eine Kulturkammer mit glasklaren oder lichtdurchlässigen Wänden eingesaugt werden, wobei dieses Einsaugen durch eine öffnung in einer Wand der Kulturkammer '5 mittels einer verschiebbareil Wand erfolgt, welche in der Kulturkammer in Form eines Kolbens, der eine Kolbenstange aufweist, angeordnet ist, daß die Probe und das Kulturmedium in der Kammer vermischt werden, anschließend der Inkubation unterzogen werden, und daran anschließend durch die glasklaren oder lichtdurchlässigen Wände der Kulturkammer die Untersuchung in bezug auf gewachsene Stämme durchgeführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch a) eine Kulturkammer (1) mit wenigstens zwei glasklaren oder lichtdurchlässigen Wänden (2 und 3), die einander gegenüberliegen und durch eine dritte Wand (4), welche eine Einsaugöffnung für die Probe und für das Kulturmedium aufweist, wobei die Kulturkammer einen Längsschnitt aufweist, dessen größte Länge mehr als zweimal so groß ist als die größte Breite des Querschnitts, und b) durch eine in der Kulturkammer angeordnete verschiebbare Wand in Form eines Kolbens (9), welcher eine Kolbenstange (8) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsaugöffnung zu einem Füllrohr (5,23) verlängert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllrohr (23) abgestuft ist und ein genügend großes Volumen zur Aufnahme der Probe enthält.