DE69621667T2

DE69621667T2 - Gerät zum Nachweis von Mikroorganismen in einer Probe

Info

Publication number: DE69621667T2
Application number: DE69621667T
Authority: DE
Inventors: Jerusalem 96664 Benjamin Alspector
Original assignee: BATEC BioAnalitical Technology Ltd
Current assignee: BATEC BioAnalitical Technology Ltd
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1996-03-04
Publication date: 2003-02-06
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: AU4448096A; DE69621667D1; EP0730026B1; CA2170721A1; EP0730026A2; JPH08256757A; ZA961212B; IL112842A0; AR001109A1; JP3759223B2; EP0730026A3; ATE219139T1; ES2181817T3; US5763264A; IL112842A; AU696818B2

Description

Vorrichtung zum Nachweis von Mikroorganismen in einer Probe Die vorliegende Erfindung betrifft eine tragbare, unabhängige oder eigenständige Mikroorganismen-Test- oder Assay- Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Entnehmen einer Probe von einem zu untersuchenden flüssigen, halbflüssigen oder festen Probematerial und zum Kultivieren der entnommenen Probe.
Zum Nachweisen des Vorhandenseins und der Titer von Mikroorganismen in Flüssigkeiten, z. B. Urin, werden normalerweise Paddle-Elemente oder Dip-Slide-Elemente verwendet. Die Paddle- oder Dip-Slide-Elemente tragen ein Kulturmedium auf einer oder auf beiden Seiten. Sie werden in die Flüssigkeitsprobe eingetaucht, davon entfernt und dann inkubiert, um in der Flüssigkeitsprobe vorhandene Mikroorganismen zu züchten.
Einer der Nachteile dieser Vorrichtungen besteht darin, daß die einzelnen Kolonien nur innerhalb eines engen Bereichs von Titern der im Fluid vorhandenen Mikroorganismen erhalten werden. Infolgedessen werden durch Kulturen häufig mehrere gemeinsam wachsende Kolonien bereitgestellt, wodurch ihre Isolierung und Identifizierung beeinträchtigt wird.
Außerdem sind Dip-Slide-Elemente nur zur Probenentnahme von Flüssigkeiten geeignet und nicht zur Probenentnahme von festen Probematerialien. Darüber hinaus kann aufgrund des direkten Kontakts zwischen dem Nährboden auf dem Dip-Slide- Element und dem Probematerial während der Probenentnahme das Probematerial kontaminiert werden, was im Fall empfindlicher Materialien, wie beispielsweise Lebensmittel, ernsthafte Konsequenzen haben kann.
In der US-A-4801547 ist ein Verfahren zum Eliminieren dieses Problems beschrieben, wobei ein Übertragungselement in der Form eines flachen Stiels bereitgestellt wird, der zwischen zwei Platten einer Faltvorrichtung angeordnet ist, von denen mindestens eine ein Kulturmedium trägt. Für den Gebrauch wird das Übertragungselement in die Flüssigkeitsprobe eingetaucht, während es zwischen den Platten der Faltvorrichtung gehalten wird. Nach der Probenentnahme wird das Übertragungselement von der Faltvorrichtung herausgezogen, und während es bewegt wird, wird die entnommene Probe auf dem Kulturmedium verteilt und dadurch verdünnt.
Ein Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß der Innenraum zwischen den Platten der Faltvorrichtung während des gesamten Kultivierungsvorgangs mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung steht, so andere als die von der Flüssigkeitsprobe erhaltenen Mikroorganismen aus der Luft eindringen, sich auf dem Kulturmedium absetzen und Kolonien bilden können, wodurch die Ergebnisse verfälscht werden.
In der EP-A-557041 wird eine andere Test- oder Assay- Vorrichtung des spezifizierten Typs beschrieben, wobei ein Trägerelement, das auf einer oder zwei Flächen ein Kulturmedium trägt, in einem Abdeckelement so gehalten wird, daß es zwischen einem eingefahrenen Zustand, in dem lediglich das Ende aus dem Abdeckelement hervorsteht, und einem ausgefahrenen Zustand, in dem die das Kulturmedium tragenden Flächen vollständig hervorstehen, hin- und hergehend beweglich ist. Für den Gebrauch wird die Vorrichtung in ihrem eingefahrenen Zustand in die Flüssigkeitsprobe eingetaucht und dann davon zurückgezogen. Daraufhin wird das Trägerelement in den ausgefahrenen Zustand gedrückt, wodurch entnommene Flüssigkeit, die sich am Ende angesammelt hat, auf dem Kulturmedium verschmiert wird, woraufhin das Trägerelement wieder eingefahren und die Vorrichtung inkubiert wird.
Weil das Trägerelement während des Eintauchvorgangs im · eingefahrenen Zustand und damit im wesentlichen in der Abdeckung verbleibt, kann die Abdeckung benetzt werden und wird normalerweise auch benetzt, wodurch unkontrollierte Inkubationsbedingungen und unzuverlässige Ergebnisse erhalten werden. Außerdem ist auch diese Vorrichtung zur Umgebungsatmosphäre offen, so daß auch hier die gleichen Nachteile wie in der US-A-4801547 auftreten.
In der EP-A-0581022 und im entsprechenden US-Patent Nr. 5420018 wird eine Vorrichtung zum Konservieren und Analysieren von Proben beschrieben, wobei die Vorrichtung aufweist: einen verschließbaren Probenentnahmebehälter mit einem Probenentnahmeelement zum Impfen eines ersten flüssigen Kulturmediums mit Mikroorganismen und einen mit dem Probenentnahmebehälter in Fluidverbindung stehenden Assay-Behälter mit (i) einem Trägerelement mit einer Anschlag- oder Stoppereinrichtung, das ein zweites festes Kulturmedium trägt, und (ii) einem beweglichen, gabelförmigen Impfelement. Um das zweite feste Kulturmedium mit dem geimpften ersten flüssigen Medium zu impfen, wird das Impfelement vertikal und lateral durch in der Stoppereinrichtung ausgebildete Öffnungen bewegt. Dies bedeutet, daß die Stoppereinrichtung den Assay- Behälter nicht hermetisch verschließen kann.
Es sind weitere Typen mikrobieller Assay-Vorrichtungen bekannt, sie haben jedoch alle Nachteile dahingehend, daß sie der Umgebungsatmosphäre ausgesetzt sind, oder daß sie mehr als einen Behälter benötigen, um die Probennahme, den Assay oder Test und die Isolierung der Mikroorganismen von der entnommenen Probe zu ermöglichen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Assay-Vorrichtung des spezifizierten Typs bereitzustellen, die die vorstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist, wobei ein einzelner hermetisch verschlossener Behälter eine Assay-Anordnung, eine Einrichtung zum Entnehmen eines Probematerials und eine Aufbring- oder Applikatoreinrichtung zum Aufbringen der entnommenen Probe oder von Teilen davon auf die Assay-Anordnung aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine tragbare, unabhängige Mikroorganismen- Assay-Vorrichtung bereitgestellt, mit: i) einem offenen, hermetisch verschließbaren Behälter mit einem Boden an einem Ende, einer Wand und einem Halsabschnitt am entgegengesetzten Ende; einer kombinierten Probenentnahme- und Assay-Anordnung, die im verschließbaren Assay-Behälter herausziehbar aufgenommen ist und ein Trägerelement, das einen Kopfabschnitt mit einer Kappe zum hermetischen Verschließen des Halsabschnitts, einen Hauptkörperabschnitt mit mindestens einer Oberfläche, die ein Kulturmedium trägt, und einen Endabschnitt aufweist; und einem Gleitelement, das auf dem Trägerelement gleitend montierbar und auf dem Trägerelement hin- und hergehend beweglich ist zwischen dem Kopfabschnitt und dem Endabschnitt, wobei das Gleitelement eine elastische Buchse mit mindestens einer Applikatorzunge aufweist, die in Richtung des Endabschnitts davon herabhängt und in Kontakt mit dem Kulturmedium elastisch vorgespannt ist; ii) einer Einrichtung in der Nähe des Endabschnitts, die dazu geeignet ist, mit der Buchse in Eingriff zu kommen, wenn die Probenentnahme- und Assay-Anordnung aus dem Behälter heraus gezogen wird; und iii) einer Rückhalteeinrichtung zum Zurückhalten des Gleitelements im Halsabschnitt, wenn die kombinierte Probenentnahme- und Assay-Anordnung nach der Probenentnahme wieder in den Behälter eingeführt wird.
In der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Ausdruck "hin- und hergehend beweglich", daß ein auf einem Trägerelement montierbares Gleitelement zwischen dem Kopfabschnitt und dem Endabschnitt zwangsweise auf dem Trägerelement hin- und hergehend bewegt werden kann. D. h., daß das Gleitelement zwangsweise zum Endabschnitt des Trägerelements bewegt wird, wenn das Trägerelement aus dem Behälter heraus gezogen wird, und das Gleitelement zwangsweise zum Kopfabschnitt des Trägerelements bewegt wird, wenn das Trägerelement wieder in den Behälter eingeführt wird.
Der hierin verwendete Ausdruck "hermetisch verschlossen" bedeutet hinsichtlich des Verschlusses des Assay-Behälters durch die Kappe, daß unter normalem Atmosphärendruck keine wesentliche Luftbewegung zwischen dem Behälterinnenraum und der umgebenden Atmosphäre stattfindet.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf ihre Anwendung zum Testen flüssiger Probematerialien beschrieben, wobei ersichtlich ist, daß die Erfindung auf analoge Weise auch zum Testen halbflüssiger und fester Probematerialien anwendbar ist.
Im zusammengesetzten Nicht-Gebrauchszustand der Vorrichtung ist das Gleitelement im Behälter entfernt vom Halsabschnitt des Behälters angeordnet, wobei die mindestens eine Applikatorzunge von jeglichen Kulturmedien beabstandet ist. Daher wird das Gleitelement, um die Vorrichtung zusammenzusetzen, zunächst auf die spezifizierte Weise angeordnet, woraufhin das Trägerelement in den Behälter derart eingesetzt wird, daß es mit dem Gleitelement in Eingriff kommt, woraufhin die Kappe auf dem Halsabschnitt des Behälters befestigt wird.
Für eine Probenentnahme wird die Verschlußkappe gelockert, und die kombinierte Probenentnahme- und Assay- Anordnung wird herausgezogen. Während des Herausziehens kommt das Gleitelement mit dem Trägerelement in Eingriff, wobei die kombinierte Probenentnahme- und Assay-Anordnung in diesem Zustand vollständig herausgezogen ist. Während des gesamten Vorgangs kommt das Kulturmedium nicht mit den Applikatorzungen in Berührung.
Die kombinierte Probenentnahme- und Assay-Anordnung wird nun in eine zu testende Flüssigkeitsprobe eingetaucht. Gemäß einem ersten Modus werden lediglich die Applikatorzungen eingetaucht, so daß die gesamte Fläche, die das Kulturmedium trägt, unbenetzt bleibt, und gemäß einem alternativen, zweiten Modus wird auch ein vom Kopfabschnitt distaler Abschnitt des Kulturmediums eingetaucht und benetzt, um auf dem Kulturmedium einen Eintauchbereich zu erzeugen. Gemäß der Auswahl durch die Bedienungsperson kann eine erfindungsgemäße Assay-Vorrichtung gemäß dem ersten oder gemäß dem zweiten Modus betrieben werden.
Nachdem die kombinierte Probenentnahme- und Assay-Anordnung wieder in den Behälter eingeführt wurde, hält die Rückhalteeinrichtung das Gleitelement im Halsabschnitt des Behälters zurück, und das Gleitelement gleitet auf dem Trägerelement, wenn das Trägerelement wieder in den Behälter eingeführt wird. Während dieses Gleitvorgangs gleitet jede Applikatorzunge auf einer zugeordneten Kulturmediumfläche, wodurch ein Teil der entnommenen Flüssigkeitsprobe auf dem Kulturmedium verschmiert wird, um darauf einen länglichen, streifenförmigen, benetzten Bereich zu erzeugen, der in Abhängigkeit davon, ob der Eintauchvorgang gemäß dem ersten oder dem zweiten Modus ausgeführt wurde, entweder am Rand der das Kulturmedium tragenden Fläche oder am Rand des Eintauchbereichs beginnt. In jedem der derart erzeugten streifenförmigen benetzten Bereiche verringert sich die Konzentration von Mikroorganismen in Richtung des Kopfabschnitts. Falls ein Eintauchbereich vorhanden ist, trägt dieser einen Teil der entnommenen Flüssigkeitsprobe in ihrer ursprünglichen Konzentration.
Gemäß einer ersten Konstruktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Buchse des Gleitelements im Nicht-Gebrauchszustand an einer Position zwischen dem Kopfabschnit und dem Endabschnitt auf dem Trägerelement angeordnet, und es ist eine Einrichtung zum Erzeugen von Reibung zwischen der Buchse und dem Behälter vorgesehen. Gemäß dieser Konstruktion wird, wenn die kombinierte Probenentnahme- und Assay-Anordnung aus dem Assay-Behälter herausgezogen wird, das Gleitelement zunächst in seiner Position im Inneren des Behälters zurückgehalten, bis es mit der Eingriffseinrichtung in der Nähe des Endabschnitts des Trägerelements in Eingriff kommt.
Gemäß einer Ausführungsform dieser ersten Konstruktion weist die Einrichtung zum Erzeugen von Reibung zwischen der Buchse und dem Behälter mindestens einen elastischen Vorsprung auf der Außenfläche der Buchse auf, der mit einer Vorspannung gegen die Behälterwand drückt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der ersten Konstruktion weist die Einrichtung zum Erzeugen von Reibung zwischen der Buchse und dem Behälter mindestens einen elastischen Vorsprung auf der Innenfläche der Behälterwand auf, der mit einer Vorspannung gegen die Buchse drückt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der ersten Konstruktion weist die Einrichtung zum Erzeugen von Reibung zwischen der Buchse und dem Behälter mindestens einen elastischen Vorsprung auf der Buchse und auf der Innenfläche der Behälterwand auf, die mit einer Vorspannung gegen die Behälterwand bzw. gegen die Buchse drücken.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform der ersten Konstruktion wird die Einrichtung zum Erzeugen von Reibung zwischen der Buchse und dem Behälter durch die Buchse bereitgestellt, die als elastischer, offener Ring ausgebildet ist, dessen Größe im entspannten Zustand größer ist als die Innengröße des Behälters, so daß, wenn das Gleitelement in den Behälter eingesetzt wird, Reibung zwischen dem Gleitelement und der Buchse auftritt.
Gegebenenfalls kann eine Arretiereinrichtung auf der Innenfläche der Behälterwand vorgesehen sein, die mit der Stoppereinrichtung des Trägerelements so zusammenwirkt, daß das Trägerelement im Nicht-Gebrauchszustand in einer Position arretiert ist, in der der Endabschnitt von der mindestens einen Applikatorzunge beabstandet ist. Außerdem oder alternativ können weitere Arretiereinrichtungen vorgesehen sein, die mit der Buchse zusammenwirken, um das Gleitelement in einer Position zu arretieren, in der die Applikatorzungen vom Boden des Behälters beabstandet sind.
Gemäß einer zweiten Konstruktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Buchse des Gleitelements im Nicht-Gebrauchszustand in der Nähe des Endabschnitts des Trägerelements zurückgehalten. Gemäß dieser Konstruktion wird, wenn die Probenentnahme- und Assay-Anordnung aus dem Assay-Behälter herausgezogen wird, das Gleitelement von Anfang an mit der Anordnung herausgezogen.
Die Buchse und das Trägerelement können jeweils zylindrisch, oval oder prismenförmig ausgebildet sein, z. B. eine dreiflächige, eine Tetraederform oder eine andere Polyederform aufweisen.
Gegebenenfalls bedeckt das Kulturmedium nur einen Abschnitt jeder Fläche des Trägerelements, auf das sie aufgebracht ist, wobei ein mediumfreier Bereich in der Nähe des Kopfabschnitts verbleibt. Auf diese Weise ist, wenn die kombinierte Probenentnahme- und Assay-Anordnung nach der Probenentnahme wieder vollständig in den Behälter eingeführt ist, der Endabschnitt jeder Applikatorzunge vom Kulturmedium beabstandet und wird im mediumfreien Bereich gehalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der mediumfreie Bereich Vertiefungen auf, die entsprechenden Applikatorzungen zugeordnet sind, so daß, nachdem die kombinierte Probenentnahme- und Assay-Anordnung wieder vollständig in den Behälter eingeführt wurde, jede Applikatorzunge in die zugeordnete Vertiefung einrastet, wodurch ein Zurückgleiten des Gleitelements verhindert wird. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform dient jede Vertiefung auch als Flüssigkeitsfalle, wodurch verhindert wird, daß auf den Applikatorzungen zurückbleibende Flüssigkeitsprobenreste auf das Kulturmedium herabtropfen, wodurch eine Verfälschung der Testergebnisse verhindert wird.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind auf verschiedenen Flächen des Trägerelements verschiedene Kulturmedien angeordnet.
Gemäß einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können eine oder mehr Flächen des Trägerelements, die mit dem Kulturmedium bedeckt sind, so unterteilt werden, daß in jeder Unterteilung ein anderer Kulturmediumtyp angeordnet ist. Solche Unterteilungen können parallel zur Längsachse des Trägerelements, senkrecht dazu oder in einer beliebigen anderen Anordnung ausgebildet sein.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient ein und dieselbe Anordnung zur Probenentnahme, zum Verteilen der Flüssigkeitsprobe auf dem Kulturmedium und zum Züchten von Mikroorganismen. Außerdem tritt das Wachstum der Mikroorganismen aufgrund der Tatsache, daß der Behälter im Gebrauch durch die Kappe der kombinierten Probenentnahme- und Assay- Anordnung hermetisch verschlossen ist, isoliert von der Umgebungsatmosphäre auf, wodurch gewährleistet wird, daß die Testergebnisse nicht durch fremde Mikroorganismen verfälscht werden.
Das hermetische Verschließen des Behälters nach der Probenentnahme und während der gesamten Inkubation ermöglicht außerdem einen sicheren Transport des entnommenen Probematerials und eine sichere Inkubation im Behälter, wodurch die Gefahr einer Kontaminierung der Umgebung vermieden wird.
Gegebenenfalls kann das Kulturmedium auf dem Trägerelement durch eine Wegwerf-Schutzeinrichtung geschützt werden, die vor Gebrauch entfernt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Probenentnahme- und Assay-Anordnung frei in den Behälter eingeführt. Alternativ kann auf der Innenseite der Behälterwand eine Führungseinrichtung vorgesehen sein, so daß die Anordnung in einer vorgegebenen Winkelposition in den Behälter eingeführt wird. In einer solchen Ausführungsform muß die Verschlußkappe auf dem Trägerelement drehbar montiert sein.
In bestimmten Ausführungsformen, gemäß denen die Erfindung zur Verwendung mit flüssigen oder halbflüssigen Proben vorgesehen ist, kann die Applikatoreinrichtung, die die elastischen Applikatorzungen trägt, anstatt auf der Assay- Anordnung auf der Innenfläche des verschließbaren Behälters angeordnet sein.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die Assay-Anordnung, die das Kulturmedium trägt, in einer ersten Ausrichtung vom Behälter herausgezogen, in der die das Kulturmedium tragenden Flächen nicht mit der Applikatoreinrichtung in Kontakt stehen, und in einer zweiten Ausrichtung wieder in den Behälter eingeführt, in der die das Kulturmedium tragenden Flächen mit der Applikatoreinrichtung in Kontakt gebracht werden. In diesen Ausführungsformen wird die Assay-Anordnung vom Behälter herausgezogen, wobei ein von ihrem Endabschnitt proximaler Teil des Kulturmediums in die Flüssigkeitsprobe eingetaucht wird, um einen Eintauchbereich zu bilden, und während die Assay-Anordnung wieder in den Behälter eingeführt wird, wird die Applikatoreinrichtung analog zu dem Fall arbeiten, gemäß dem die Gleiteinrichtung auf der Assay- Anordnung montierbar ist.
Die Erfindung wird nacshtehend anhand von Beispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten Konstruktionsgruppe im verschlossenen Nicht-Gebrauchszustand;
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht zum separaten Darstellen der herausgezogenen Probenentnahme- und Assay- Anordnung und des Behälters der Vorrichtung von Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Probenentnahme- und Assay-Anordnung der Vorrichtung von Fig. 1 während des Probenentnahmevorgangs;
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung von Fig. 1 in einer Zwischenphase beim Wiedereinführen der Probenentnahme- und Assay-Anordnung in den Behälter;
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen des Behälters von Fig. 1 in einem verschlossenen Gebrauchszustand während der Inkubationsphase;
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen einer anderen Ausführungsform einer verschlossenen erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der ersten Konstruktionsgruppe im verschlossenen Nicht-Gebrauchszustand;
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht zum separaten Darstellen der herausgezogenen Probenentnahme- und Assay- Anordnung und des Behälters der Vorrichtung von Fig. 6;
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen der Probenentnahme- und Assay-Anordnung der Vorrichtung von Fig. 6 während des Probenentnahmevorgangs;
Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen der Vorrichtung von Fig. 6 in einer Zwischenphase beim Wiedereinführen der Probenentnahme- und Assay-Anordnung in den Inkubationsbehälter;
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen des Behälters von Fig. 6 im verschlossenen Gebrauchszustand während der Inkubationsphase;
Fig. 11 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der zweiten Konstruktionsgruppe im verschlossenen Nicht-Gebrauchszustand;
Fig. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht zum sparaten Darstellen der herausgezogenen Probenentnahme- und Assay- Anordnung und des Behälters der Vorrichtung von Fig. 11;
Fig. 13 zeigt eine Draufsicht der Probenentnahme- und Assay-Anordnung der Vorrichtung von Fig. 11 teilweise im Querschnitt; und
Fig. 14 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen der Vorrichtung von Fig. 11 in einer Zwischenphase beim Wiedereinführen der Probenentnahme- und Assay-Anordnung in den Behälter;
Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte erfindungsgemäße tragbare Mikroorganismen-Assay-Anordnung weist einen verschließbaren zylindrischen Behälter 1 auf, der in der hierin dargestellten besonderen Ausführungsform die Form eines Testrohrs mit einem umgekehrten konischen Bodenabschnitt aufweist, der Behälter kann jedoch eine beliebige andere geeignete Form aufweisen.
Die Vorrichtung weist ferner eine kombinierte Probenentnahme- und Assay-Anordnung 2 auf, die ein im wesentlichen flaches, tetraederförmiges, prismenförmiges Trägerelement 3 mit einem Kopfabschnitt mit einer Verschlußkappe 4 aufweist, die auf Wunsch starr oder drehbar auf dem Trägerelement 3 angeordnet sein kann. Der Behälter 1 weist einen Halsabschnitt 5 mit einem Schraubengewinde 6 auf, und die Kappe 4 weist auf ihrer Innenseite ein entsprechendes Gewinde (nicht dargestellt) auf, so daß die Kappe 4 dazu geeignet ist, den Behälter 1 hermetisch zu verschließen.
In der hierin dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird vorausgesetzt, daß die Oberflächen der beiden gegenüberliegenden breiten Seiten des Trägerelements 3 jeweils ein Kulturmedium 8 tragen. Gegebenenfalls könnte jedoch nur eine Oberfläche oder könnten alternativ drei oder sogar alle vier Oberflächen des Trägerelements 3 jeweils ein Kulturmedium 8 tragen. Das Kulturmedium auf jeder Oberfläche kann sich von demjenigen einer anderen Oberfläche unterscheiden oder kann das gleiche sein. Außerdem kann jede Oberfläche unterteilt sein, so daß mehr als ein Kulturmedium auf der Oberfläche angeordnet werden kann.
In der Nähe seines Endabschnitts 7 weist das Trägerelement 3 zwei Stoppereinrichtungen 9 auf (von denen nur eine dargestellt ist).
Auf dem Trägerelement 3 der Probenentnahme- und Assay- Anordnung 2 ist ein Gleitelement 10 gleitend angeordnet, das eine Buchse 11 mit einem elastisch zusammendrückbaren Vorsprung 12 aufweist, der mit einer Vorspannung gegen die Behälterwand drückt und dadurch Reibung zwischen dem Gleitelement 10 und dem Behälter erzeugt. Das Gleitelement 10 weist zwei Paare elastischer Applikatorzungen 13 auf, die in Richtung des Endabschnitts 7 des Trägerelements 3 davon herabhängen, wobei ein Paar dem ersten Kulturmedium 8 und das andere dem zweiten Kulturmedium (nicht dargestellt) auf der anderen Seite des Trägerelements zugeordnet ist. Wie dargestellt, sind die Zungen 13 gebogen, und ihre Endabschnitte werden zum Trägerelement 3 hin elastisch vorgespannt, wenn sie mit ihm in Kontakt kommen, wenn das Gleitelement 10 vom Endabschnitt 7 zur Kappe 4 bewegt wird. Das Gleitelement 10 ist auf dem Hauptkörperabschnitt des Trägerelements 3 zwischen dessen Kopf- und Endabschnitt hin- und hergehend beweglich.
In der Nähe seines Bodens weist der Behälter einen inneren Steg bzw. eine innere Rippe 14 auf, die dazu dient, das Trägerelement in einer Position zu arretieren, in der die Endabschnitte der Applikatorzungen 13 vom Boden des Behälters 1 beabstandet sind, so daß jegliche Beschädigung der Zungen vermieden wird.
Zum Zusammensetzen der Vorrichtung wird zunächst das Gleitelement 10 selbst mit den Applikatorzungen 13 voraus in den Behälter 1 eingesetzt, und das Gleitelement wird zum Boden hin gedrückt, so daß die Applikatorzungen 13 in Richtung zum Boden hervorstehen. Nachdem das Gleitelement 10 seine Endposition erreicht hat, wird das Trägerelement 3 in den Behälter so eingesetzt, daß es durch das Gleitelement 10 aufgenommen wird, wodurch das Gleitelement, ohne daß die elastischen Applikatorzungen 13 mit dem ersten und dem zweiten Kulturmedium 8 in Kontakt kommen, auf dem Trägerelement 3 montiert wird. Jeglicher unerwünschte Druck auf das Gleitelement 10 als Folge des Einsetzens des Trägerelements 3 wird durch Stoppereinrichtungen 9 verhindert, an denen die Rippe 14 anliegt, so daß die Endabschnitte der Applikatorzungen 13 vom Boden des Behälters 1 beabstandet bleiben. Wenn das Trägerelement vollständig eingesetzt ist, wird die Vorrichtung durch Aufschrauben des Verschlusses 4 auf den Halsabschnitt 5 des Behälters 1 verschlossen.
Wenn die kombinierte Probenentnahme- und Assay-Anordnung 2 vom Behälter 2 herausgezogen wird, wird das Gleitelement 10 zunächst durch die Reibung zwischen dem elastischen Vorsprung 12 und dem Behälter in Position gehalten, während das Trägerelement herausgezogen wird, so daß die Zungen 13 nicht mit den Kulturmedien 8 in Kontakt kommen. Wenn der untere Rand der Buchse 11 an den Stoppereinrichtungen 9 anliegt, wird das mit dem Trägerelement 3 in Eingriff stehende Gleitelement 10 zusammen damit herausgezogen, wodurch die gesamte Probenentnahme- und Assay-Anordnung vom Behälter 1 herausgezogen wird und für eine Probenentnahme bereit ist, und in diesem Gebrauchszustand ist das Gleitelement 10 in der Nähe des Endabschnitts des Trägerelements 3 angeordnet.
Für die Probenentnahme wird die herausgezogene Probenentnahme- und Assay-Anordnung 2 in einen Flüssigkeitsprobenkörper eingetaucht, z. B. in den Flüssigkeitskörper 15 im Inneren eines Behälters 16. Gemäß der Auswahl durch die Bedienungsperson wird der Eintauchvorgang gemäß dem ersten Modus ausgeführt, gemäß dem nur die Applikatorzungen 13 eingetaucht werden, während das gesamte Trägerelement 3 unbenetzt bleibt, oder gemäß dem zweiten Modus, gemäß dem ein Teil des Trägerelements ebenfalls eingetaucht wird, wodurch ein Eintauchbereich in der Nähe des Endabschnitts 7 erzeugt wird, wie in Fig. 3 dargestellt. Die benetzte Probenentnahme- und Assay-Anordnung wird vom Flüssigkeitskörper 15 zurückgezogen und wieder in den Behälter 1 eingeführt. Fig. 4 zeigt einen Zwischenzustand der Anordnung 2 während des Wiedereinführens der Anordnung in den Behälter 1, und Fig. 5 zeigt den Inkubations-Endzustand.
Wie dargestellt, weist das Trägerelement 3 einen benetzten Eintauchbereich 17 auf, der intakt bleibt, während jenseits dieses Bereichs die Applikatorzungen 13 die entnommene Flüssigkeit auf dem Kulturmedium verteilen, wodurch auf jeder Kulturmediumfläche zwei streifenförmige Benetzungsbereiche 18 erzeugt werden, in denen die Konzentration von Mikroorganismen in Richtung zur Kappe 4 abnimmt. Wie in den Fig. 4 und 5 außerdem dargestellt ist, wird das Gleitelement 10 während des Wiedereinführens der Anordnung 2 aufgrund der durch den elastischen Vorsprung 12 erzeugten Reibung in der Nähe des Halsabschnitts des Behälters 1 zurückgehalten.
Das Kulturmediunm 8 erstreckt sich nicht über die gesamte Länge der das Kulturmedium tragenden Fläche, sondern zwischen der Kappe 4 und dem Kulturmedium 8 wird ein kulturmediumfreier Bereich 19 bereitgestellt, auf dem die Applikatorzungen 13 aufliegen, wenn die Anordnung vollständig wiedereingeführt ist.
Die Vorrichtung wird nun inkubiert, um das Wachstum von Kolonien von Mikroorganismen zu ermöglichen. Durch Herausziehen der Anordnung 2 können gezüchtete Kolonien für eine weitere Kultivierung oder Untersuchungen selektiv vom Trägerelement 3 entfernt werden. Weil das Gleitelement 10 nach dem Herausziehen der Probenentnahme- und Assay-Anordnung 2 nach der Inkubation in seiner Position unter der Kappe 4 verbleibt, werden die Kulturmedien 8 durch die Zungen 13 nicht beschädigt.
Die in den Fig. 6 bis 10 dargestellte erfindungsgemäße tragbare Mikroorganismen-Assay-Vorrichtung weist alle Hauptmerkmale der vorstehend ausführlich beschriebenen und in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform auf, außer daß die Einrichtung zum Erzeugen von Reibung mehrere Buckel 20 auf der Innenfläche des Behälters 1 in etwa der halben Höhe aufweist und Buckel 23 auf der Innenfläche des Behälters in der Nähe des Halsabschnitts 5. Die Buckel 23 drücken in der obersten Position des Gleitelements elastisch gegen die Buchse 11 des Gleitelements 10, und die Buckel 20 funktionieren auf ähnliche Weise, wenn das Gleitelement 10 auf seine unterste Position eingestellt ist.
Wie in Fig. 9 dargestellt, kommen die mehreren Buckel 23, wenn die Anordnung 2 nach der Probenentnahme wieder in den Behälter 1 eingeführt wird, in Reibungskontakt mit der Buchse 11 des Gleitelements 10, wodurch das Gleitelement im Halsabschnitt 5 des Behälters 1 zurückgehalten wird, während das Trägerelement 3 vollständig in den Behälter 1 eingeführt wird. Während des Wiedereinführens werden durch die beiden Paare elastischer Applikatorzungen 13 jeweils zweistreifige Benetzungsbereiche 18 erzeugt, in denen, wie vorstehend beschrieben, die Konzentrationen der Mikroorganismen in Richtung zur Kappe 4 abnehmen.
Wie dargestellt, sind in dieser Ausführungsform ein Paar Stopperelemente 22 (von denen eines dargestellt ist) am Endabschnitt des Trägerelements 3 angeordnet und so konstruiert, daß eine innere Rippe 25 daran anliegt, wodurch das Gleitelement beim Einführen in den Behälter in einer Position arretiert wird, in der die Applikatorzungen 13 vom Boden des Behälters 1 beabstandet bleiben, so daß die Applikatorzungen 13 vor Beschädigung geschützt sind. Alternativ oder zusätzlich wird die Buchse 11 durch eine Umfangsrippe 21 arretiert.
In dieser Ausführungsform weist jede ein Kulturmedium tragende Fläche des Trägerelements 3 in der Nähe des Kopfabschnitts ein Paar Vertiefungen 24 auf. Jede dieser Vertiefungen 24 dient als Verriegelung für eine zugeordnete Applikatorzunge 13, so daß, wenn die Zungen in ihren Verriegelungen eingerastet sind, das Gleitelement 10 nicht weiter zum Endabschnitt 7 hin bewegt werden kann, und auf diese Weise wird jegliche Gefahr eliminiert, daß die Applikatorzungen 13 zurückgleiten und die Kulturmedien und insbesondere die Bereiche 18, in denen die Konzentration der Mikroorganismen abnimmt, beschädigen können. Die Vertiefungen 24 dienen auch als Fallen für jegliche Reste entnommener Flüssigkeitsproben, die auf den Applikatorzungen 13 verbleiben, wodurch jegliches Herabtropfen von Restflüssigkeit auf das Kulturmedium verhindert wird.
Alle anderen Merkmale des Gebrauchs und der Funktionsweise dieser Ausführungsform der Vorrichtung entsprechen denjenigen der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten, vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung.
Daher ist ersichtlich, daß durch die erfindungsgemäße tragbare Mikroorganismen-Assay-Vorrichtung im Vergleich zu einer herkömmlichen Assay-Vorrichtung mehrere Vorteile bereitgestellt werden:
(i) sie ist eine kompakte Einheit, in der ein und dieselbe Anordnung für eine Probenentnahme und für das Wachstum von Mikroorganismen verwendbar ist;
(ii) gegebenenfalls kann ein Teil der Flüssigkeitsprobe seine ursprüngliche Konzentration auf dem Kulturmedium beibehalten, während ein anderer Teil verteilt wird, um Bereiche mit abnehmender Konzentration zu erzeugen, wodurch Assays oder Tests innerhalb eines breiten Bereichs von Mikroorganismentitern der Flüssigkeitsprobe ausgeführt werden können;
(iii) nach der Probenentnahme, während der Handhabung, des Transports, der Inkubation und der Aufbewahrung ist das Kultivierungsmedium von der Umgebungsatmosphäre isoliert, wodurch gewährleistet ist, daß die Ergebnisse durch das Wachstum fremder Mikroorganismen nicht verfälscht wird und die Gefahr einer Kontaminierung der Umgebung verhindert wird.
Die Fig. 11 bis 14 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der zweiten Konstruktionsgruppe. Diese Vorrichtung ist denjenigen der in den Fig. 1 bis 5 und 6 bis 10 dargestellten ersten Konstruktionsgruppe ähnlich. Im Unterschied zu diesen Vorrichtungen befinden sich die elastischen Komponenten im verschlossenen Nicht- Gebrauchszustand im entspannten Zustand, was den Vorteil hat, daß ihre Elastizität während der Aufbewahrung nicht beeinträchtigt wird. Dabei wird, wie dargestellt, die Buchse 11 des Gleitelements 10 in der Nähe des Endabschnitts 7 des Trägerelements 3 gehalten, wobei Zähne 26 auf die in Fig. 13 dargestellte Weise in die Buchse eingreifen. Wie außerdem dargestellt ist, weist die ringförmige Buchse 11 einen Rand auf, der aus mehreren Zähnen 27 besteht, die sich im wesentlichen im entspannten Zustand befinden und dazu dienen, das Gleitelement 10 während des Herausziehens entlang der Wand des Behälters 1 glatt zu führen.
Im Halsabschnitt 5 des Behälters 1 sind mehrere innere Vorsprünge 28 angeordnet, die dazu dienen, das Gleitelement 10 während der Probenentnahme und während die Assay-Anordnung 2 wieder in den Behälter eingeführt wird im Halsabschnitt zu halten, wie in Fig. 14 dargestellt ist.
Die Funktionsweise der in den Fig. 11 bis 14 dargestellten Vorrichtung ist derjenigen der in den Fig. 1 bis 5 und 6 bis 10 dargestellten Vorrichtungen ähnlich, in diesem Fall werden jedoch nur die Applikatorzungen 13 in die Flüssigkeitsprobe eingetaucht, was zur Folge hat, daß in diesem Fall die Kulturmedien 8 während des Eintauchvorgangs nicht benetzt werden, so daß darauf kein Eintauchbereich erzeugt wird. Außerdem wird, weil die Buchse 11 und die Zähne 27 während der gesamten Aufbewahrungsphase im entspannten Zustand verbleiben, ihre Elastizität nicht beeinträchtigt. Dadurch wird gewährleistet, daß während der Probenentnahme, während der die Assay-Anordnung 2 vollständig herausgezogen ist, die Buchse 11 und die Zähne 27 vollständig entspannt sind, so daß, wenn die Assay-Anordnung wieder in den Behälter 1 eingeführt wird, die Buchse 11 konstruktionsgemäß auf den Vorsprüngen 28 einhakt.
Jede der vorstehend erwähnten Ausführungsformen der Erfindung kann ferner eine Führungseinrichtung zum Halten der elastischen Buchse in einer vorgegebenen Ausrichtung bezüglich des Trägerelements aufweisen. Die Führungseinrichtung kann beispielsweise mindestens eine parallel zur Längsachse des Trägerelements verlaufende Vertiefung oder Nut auf der Innenfläche der Buchse und einen entsprechenden Vorsprung entlang mindestens einer Fläche des Trägerelements aufwiesen.
Weitere Konfigurationen der Vorrichtung können dadurch gebildet werden, daß die Applikatoreinrichtung anstatt auf der kombinierten Probenentnahme- und Assay-Anordnung auf der Innenfläche des verschließbaren Behälters montierbar ist. Dieser Typ einer Vorrichtung wird auf die gleiche Weise funktionieren wie die exemplarischen Ausführungsformen, wobei die Applikatoreinrichtung einen Teil der kombinierten Probenentnahme- und Assay-Anordnung bildet. Wenn die Applikatoreinrichtung im Behälter zurückgehalten wird, wird die Vorrichtung für Flüssigkeitsproben verwendet, wobei proximal vom Endabschnitt der Assay-Anordnung ein Benetzungsbereich erzeugt wird. Die Applikatoreinrichtung wird die Probe vom Benetzungsbereich zum Kappenende hin verteilen, wenn die herausgezogene Assay-Anordnung wieder in den Behälter eingeführt wird.

Claims

1. Tragbare Mikroorganismen-Untersuchungsvorrichtung mit: einem offenen, hermetisch verschließbaren Untersuchungsgefäß mit einem Boden und einer Wand mit einem sich davon erstreckenden Halsabschnitt am entgegengesetzten Ende,

einer kombinierten' Probenentriahme- und Untersuchungsanordnung, die herausziehbar in dem Gefäß untergebracht ist und ein Trägerelement, das einen Kopfabschnitt mit einer Kappe zum Verschließen des Halsabschnitts des Gefäßes, einen Hauptkörperabschnitt mit mindestens einer Fläche, die ein Kulturmedium trägt, und einen Spitzenabschnitt aufweist, und einen an dem Trägerelement angebrachten Gleitkörper, der auf dem Trägerelement zwischen dem Kopfabschnitt und der Spitze gleiten kann, aufweist,

wobei der Gleitkörper einen elastischen Mantel mit mindestens einer Applikatorzunge, die in Richtung des Bodens von diesem herabhängt und dafür ausgelegt ist, elastisch gegen das Kulturmedium zu drücken, aufweist,

einer Einrichtung in der Nähe der Spitze zum Angreifen an den Mantel, wenn die Probenentnahme- und Untersuchungsanordnung aus dem Gefäß herausgezogen wird, und

einer Festhalteeinrichtung zum Festhalten des Gleitkörpers innerhalb des Halsabschnitts, wenn die kombinierte Probenentnahme- und Untersuchungsanordnung nach der Probenentnahme in das Gefäß eingeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich der Mantel des Gleitkörpers im betriebsfreien Zustand an einem Ort am Trägerelement befindet, der in der Mitte zwischen dem Kopfabschnitt und der Spitze liegt und wobei eine Einrichtung zum Erzeugen von Reibung zwischen dem Mantel und dem Gefäß bereitgestellt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zum Bewirken von Reibung zwischen dem Mantel und dem Gefäß mindestens einen elastischen Vorsprung an der Außenfläche des Mantels aufweist, der mit einer Belastung auf die Gefäßwand drückt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zum Bewirken von Reibung zwischen dem Mantel und dem Gefäß mindestens einen elastischen Vorsprung an der Innenfläche der Gefäßwand aufweist, der mit einer Belastung auf den Mantel drückt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Einrichtung zum Bewirken von Reibung zwischen dem Mantel und dem Gefäß mindestens einen elastischen Vorsprung auf dem Mantel und der Innenfläche der Gefäßwand aufweist, der mit einer Belastung auf das Gefäß bzw. den Mantel drückt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Gefäß zylindrisch ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Mantel die Form eines offenen Rings hat, dessen Größe im entspannten Zustand größer ist als die Innengröße des Gefäßes, wobei zwischen dem Mantel und dem Gefäß Reibung auftritt, wenn der Gleitkörper in das Gefäß eingeführt wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei an der Innenfläche der Gefäßwand eine Abstoppeinrichtung bereitgestellt ist, um mit dem Mantel zusammenzuwirken und den Gleitkörper abzustoppen, so daß die Applikatorzungen vom Boden des Gefäßes beabstandet bleiben.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das Gefäß an der Innenfläche der Wand eine Abstoppeinrichtung zum Eingreifen durch eine Anschlageinrichtung des Trägerelements aufweist, wodurch das Letztgenannte in einer Position abgestoppt wird, in der die Spitze von den Applikatorzungen am Gleitkörper beabstandet bleibt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mantel des Gleitkörpers im betriebsfreien Zustand in der Nähe der Spitze des Trägerelements gehalten wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Gefäß zylindrisch ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei jede ein Kulturmedium tragende Fläche in der Nähe des Kopfabschnitts des Trägerelements eine vom Kulturmedium freie Zone aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die vom Medium freie Zone des Trägerelements in der Nähe des Kopfabschnitts Vertiefungen zum schnappenden Eingreifen durch die Applikatorzungen aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Kulturmedium mit einem abnehmbaren und wegwerfbaren Schutz bedeckt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Kappe drehbar am Trägerelement angebracht ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Führungseinrichtung auf der Innenseite der Gefäßwand bereitgestellt ist, wodurch die Probenentnahme- und Untersuchungsanordnung in einer vorgegebenen Winkelposition in das Gefäß eingeführt wird.