[发明专利]利用细菌噬菌体鉴定微生物的方法和装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及鉴定活微生物的领域，更具体而言涉及利用细菌噬 菌体来鉴定微生物。

背景技术

用于鉴定微生物的标准微生物测定法依赖基于底物的测试来检验 特定细菌性病原体的存在。见Robert H.Bordner，John A.Winter，and Pasquale Scarpino，Microbiological Method For Monitoring The Environment，EPA Report No.EPA-600/8-78-017，U.S.Environmental Protection Agency，Cincinnati，Ohio，45268，December 1978。这些技术 通常容易实施，不需要昂贵的用品或实验室设备，并且提供高的选择性 水平。然而，这些方法较慢。可能耗费数天的首先生长或培养靶生物体 的纯培养物的需要阻碍基于底物的测试。这种时间约束严重制约对微生 物强毒株的存在提供快速响应的有效性。

利用标准方法鉴定微生物所需的长时间是导致相当大的人力和资 金成本的严重问题。因此，已经完成并正在进行大量科学研究来克服这 个问题就不会让人吃惊了。一些例子是免疫磁性分离、ELISA、斑点印 迹法、流式细胞术和聚合酶链反应(PCR)。然而，这些方法中没有一 种达到基于底物的测试的灵敏度，并且所有这些方法都比传统的基于底 物的方法更昂贵，并且通常需要受到更高级培训的技术人员。

已经提出了以噬菌体为基础的方法来作为加速微生物鉴定的方法。 例如见1999年11月16日授权的美国专利No.5,985,596和10月8日授 权的No.6,461,833B1(两个专利都属于Stuart Mark Wilson)，1989年 8月29日授予Ulitzur等人的美国专利No.4,861,709，1998年10月20 日授予Scherer等人的美国专利No.5,824,468，1997年8月12日授予 Jurgensen等人的美国专利No.5,656,424，2001年10月9日授予Jacobs、 Jr.等人的美国专利No.6,300,061B1，2003年4月29日授予Hiroshi Nakayama的美国专利No.6,555,312B1，2003年4月8日授予Sayler 等人的美国专利No.6,544,729B2，1999年3月30日授予Michael F. Sanders的美国专利No.5,888,725，2002年8月20日授予 Cherwonogrodzky等人的6,436,652B1，2002年8月20日授予Adams 等人的美国专利No.6,436,661B1，1996年3月12日授予Rees等人的 美国专利No.5,498,525，Angelo J.Madonna、Sheila VanCuyk和Kent J. Voorhees的“Detection Of Esherichia Colil Using Immunomagnetic Separation And Bacteriophage Amplification Coupled With Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-Of-Flight Mass Spectrometry”(Wiley InterScience，DOI：10.1002/rem.900，2002年12 月24日)，和2004年11月11日出版的美国专利申请公开 No.2004/0224359。噬菌体是自然进化的使用细菌作为其复制自身的手段 的病毒。细菌噬菌体(或噬菌体)通过将自己附着到细菌上并且将遗传 物质注入细菌体内，诱导其复制噬菌体数十至数千次来完成复制。一些 称为裂解性细菌噬菌体的细菌噬菌体使宿主细菌破裂，从而将子代噬菌 体释放到环境中去寻找其它细菌。根据噬菌体、细菌和环境条件，从母 代噬菌体感染细菌、噬菌体在细菌内增殖(扩增)以产生子代噬菌体和 溶解后释放子代噬菌体的总培养时间可能短至1小时。因此，已经提出， 采用结合噬菌体试验或细菌噬菌体标记试验细菌噬菌体增殖可以比传 统的以底物为基础的鉴定明显缩短测试时间。然而，上述细菌噬菌体鉴 定的测试通常存在重大问题，例如需要精密、复杂、冗长和/或昂贵的 试验来检测细菌噬菌体或细菌噬菌体标记，难以区分子代噬菌体和母代 噬菌体，并且在鉴定特定微生物中已经证实高度成功的细菌噬菌体菌株 并不是广泛可用的。因此，尽管许诺较短的微生物检测时限，但是还没 有开发出商业上实用的基于噬菌体的测试法。