[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61/166,262的优先权，籍此将该临时专利申请的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的方法，使得微生物保持活力以用于检测或测定。在其他方面，本发明还涉及可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)以及涉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，常常需要或必要的是，测定多种临床样品、食品样品、环境样品或其他样品中细菌或其他微生物的存在，以确定所存在的微生物的身份和/或量。

例如，甚至在存在其他细菌种类的情况下，也可测定细菌DNA或细菌RNA，以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株系的特异性抗体(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)该株系的方法。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更总体性的评估)。在浓集了微生物混合群体之后，如果需要，通过使用株系特异性探针来测定特定株系的存在。

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。涂覆脱乙酰壳多糖的载体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，过滤法、色谱法、离心法和重力沉降法)也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原代培养富集步骤)、成本(至少一些需要昂贵的设备、材料和/或受过训练的技术人员)、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)、就地使用的适用性和/或有效性。

发明内容

因此，我们认识到迫切需要用于快速检测病原性微生物的方法。这种方法将优选为不仅操作迅速而且成本低廉、操作简单(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/或病原性微生物、不同微生物负荷和不同样品体积)有效。

简而言之，在一个方面，本发明提供了用于非特异性浓集样品中存在的微生物株系(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，以用于检测或测定该株系中的一者或多者。所述方法包括：(a)提供浓集装置，所述浓集装置包括烧结的多孔聚合物基质，所述烧结的多孔聚合物基质含有至少一种浓集剂，所述至少一种浓集剂包含硅藻土，所述硅藻土在其表面的至少一部分上载有表面处理剂，所述表面处理剂包括表面改性剂，所述表面改性剂包含氧化铁、二氧化钛、细纳米级金或铂、或它们的组合；(b)提供样品，所述样品包含至少一种微生物菌株(优选以流体形式)；以及(c)使浓集装置与样品接触(优选通过使样品穿过浓集装置)，使得至少一种微生物菌株的至少一部分被结合到浓集装置或被浓集装置捕集。

优选的是，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)。所述方法还可任选地包括将浓集装置与样品分隔开和/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孵育分离的浓集装置，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(例如，通过使洗脱剂或裂解剂穿过浓集装置)之后将捕集的微生物(或其一种或多种组分)与浓集装置隔离或分隔开。