[发明专利]数字微生物学

说明书

提供了用于快速分析多个油包水乳液液滴中的微生物生长和/或数量的方法，组合物和试剂盒。

本申请要求2016年1月25日提交的美国申请62/286,897的权益，该申请通过引用整体并入本文。

背景技术

鉴定和/或定量微生物与许多领域相关。培养微生物是各种测定中的一个步骤，需要一天或多天才能完成。加快培养步骤将是对各种微生物测定的有用改进。

食品工业需要大量的监测食品安全参数的要求。例如，通常要求食品加工者分析和控制从原料生产，采购和处理，到成品食品的制造，分配和消费的生物，化学和物理危害。这些要求的一个方面涉及微生物食品质量指标(QI)的计数。这种QI计数表明了测试食品的卫生质量。这种卫生质量信息提供了食物中存在致病生物的可能性以及食物的保质期。示例性QI计数技术包括菌落计数和最可能数量(MPN)技术。通常，这些技术可能易于出现人为错误或固有的测定可变性。而且，这些技术可能需要专门的试剂来计数不同的靶微生物。此外，这些技术可能需要长的培养时间(例如，18至24小时或最长达5天)才能获得结果。另外，这些技术可能需要过多的人工干预。

在临床环境中，病原微生物可表现出对抗微生物剂的不同程度的易感性。因此，临床医生通常从识别病原体的种类或菌株及其对各种类型的抗微生物剂及其组合的易感性中受益。然而，本领域中使用的用于临床评估微生物感染的方法通常需要至少16-48小时来确定抗微生物易感性。此外，典型的抗微生物易感性的测试方法可能易于出现人为错误或固有的测定可变性。另外，这些技术可能需要专门的试剂来评估不同的靶微生物。另外，这些技术可能需要过多的人工干预。

发明内容

本文描述了用于确定样品中微生物存在或不存在的方法和组合物。本文还描述了用于快速测定食物基质中每单位质量或体积的靶微生物的数量的方法。另外，本文描述了用于快速测定靶微生物用于测试抗微生物剂的最小抑制浓度的方法(例如，易感性测试)。

在一个实施方案中，用于确定样品中微生物存在或不存在的方法包括：i)将样品包封在多个油包水乳液液滴中，其中所述油包水乳液液滴还包封微生物生长培养基；ii)在允许微生物生长的温度下培养多个油包水乳液液滴，并保持足以使靶微生物经历5至45的倍增时间的时段；iii)鉴定包含靶微生物的油包水乳液液滴；iv)响应于鉴定至少一个油包水乳液液滴中的靶微生物，确定样品中存在靶微生物。

附图简要说明

图1A-1J示出了概念实验的验证结果，在所述实验中将大肠杆菌细胞分配到液滴，在生长期培养指定的时间，并用可见或荧光显微镜观察。结果表明，可以在6小时或更短的时间内检测到细菌，并且可以在8小时或更短的时间内检测到强烈的自发荧光。

图2A-2B示出了实验结果，所述实验测试了所示食物基质与液滴产生的相容性。

图3A-3O示出了使用油包水液滴从火腿食物基质中快速计数大肠杆菌。

图4A-4J示出了使用油包水液滴快速检测各种细菌。

图5A-5F示出了使用油包水液滴快速检测各种酵母和霉菌。

图6A-6B示出了通过计算自动液滴读取器中的正和负液滴来精确计数靶细菌。

图7A-7B通过计算自动液滴读数器中的正和负液滴来精确计数靶细菌和酵母。

图8A-8D示出了β-半乳糖苷酶底物用于特异性检测和/或计数表达β-半乳糖苷酶的靶微生物的用途。

图9A-9B示出了在没有培养的情况下检测液滴中的白色念珠菌。

图10A-10C示出了在培养5小时后相当于0.1McFarland的白色念珠菌接种物和1/200的偶联物。

图11A-11C示出了24小时后相当于0.1McFarland的白色念珠菌接种物和1/200的偶联物。