微生物浓集方法以及用于其中的浓集剂技术

本发明专利技术涉及微生物浓集方法以及用于其中的浓集剂。具体地，本发明专利技术公开一种用于捕集或浓集微生物以检测或测定的方法，包括(a)提供吸附缓冲剂改性的无机浓集剂，所述吸附缓冲剂改性的无机浓集剂是通过如下工序制备的，所述工序包括(1)使至少一种无机浓集剂与至少一种含阳离子的盐溶液接触，以润湿所述无机浓集剂的至少一部分以及(2)干燥所得的至少部分润湿的无机浓集剂；(b)提供包含至少一种微生物菌株的样品；以及(c)使所述吸附缓冲剂改性的无机浓集剂与所述样品接触以使得所述至少一种微生物菌株的至少一部分结合至所述吸附缓冲剂改性的无机浓集剂或者被所述吸附缓冲剂改性的无机浓集剂捕集。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2010年12月17日、申请号为201080059065.3、专利技术名称为“微生物浓集方法以及用于其中的浓集剂”的中国专利技术专利申请的分案申请。优先权声明本专利申请要求2009年12月22日提交的美国临时专利申请No.61/289,213的优先权，该临时专利申请的内容在此以引用方式并入本文。
本专利技术涉及微生物浓集方法以及用于其中的浓集剂。具体地，本专利技术涉及用于捕集或浓集微生物使得它们保持活力以检测或测定的方法。在其他方面，本专利技术还涉及用于制备适于实施这些浓集方法的浓集剂的方法(以及所得浓集剂和包括所得浓集剂的诊断试剂盒)。
技术介绍
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，测定多种临床样品、食品样品、环境样品或其它样品中细菌或其它微生物的存在以确定所存在的微生物的种类和/或量常常是合乎需要的或是必要的。例如，可测定细菌DNA或细菌RNA，以甚至在存在其它细菌种类的情况下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延缓评估结果。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菌株的特异性抗体(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)该菌株的方法。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较为一般性的评估)。在浓集了微生物混合群体之后，如果需要，通过使用菌株特异性探针来测定特定菌株的存在。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。涂覆壳聚糖的支持物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、铁螯合的化合物以及铁载体)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、色谱法、离心和重力沉降)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在速度、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，样品性质和/或体积限制)、空间要求、使用的方便性(至少一些需要复杂的多步骤方法)、现场使用的适合性和/或效果方面不同。非特异性浓集方法中的至少一些(例如，使用无机结合剂的方法中的至少一些)已涉及使用含阳离子的吸附缓冲剂作为添加剂来提高微生物结合。这些缓冲剂已通常以液体形式(例如，以水性盐溶液形式)进行使用。由于这些缓冲剂的现场使用需要运输和处理无菌液体或者在无菌条件下利用干燥盐现场重组缓冲剂，因此吸附缓冲剂的现场适用性已受到一定程度地限制。
技术实现思路
因此，我们认识到迫切需要用于快速检测病原微生物的方法。所述方法将优选不仅快速而且成本低、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、不同细菌负荷以及不同样品体积)有效。简而言之，在一个方面，本专利技术提供了一种用于非特异性浓集样品中存在的微生物菌株(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检测或测定一种或多种菌株。所述方法包括(a)提供吸附缓冲剂改性的无机浓集剂，该吸附缓冲剂改性的无机浓集剂通过如下方法制备，其包括(1)使至少一种无机浓集剂(优选地，颗粒无机浓集剂)与至少一种含阳离子的盐溶液(优选地，水性)接触(优选地，通过洗涤)，以润湿无机浓集剂的至少一部分以及(2)干燥所得的至少部分润湿的无机浓集剂(优选地，通过加热至高于约25℃的温度)；(b)提供包含至少一种微生物菌株的样品(优选地，以流体形式)；以及(c)使吸附缓冲剂改性的无机浓集剂与样品接触(优选地，通过混合)以使得至少一种微生物菌株的至少一部分结合至吸附缓冲剂改性的无机浓集剂或者被吸附缓冲剂改性的无机浓集剂捕集。含阳离子的盐溶液优选地包含至少一种多价阳离子(更优选地，至少一种二价阳离子；最优选地，至少一种选自二价钙离子、二价镁离子以及它们的组合的二价阳离子)。优选地，所述浓集方法还包括检测所述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、显微镜法/成像检测方法、基因检测方法、基于生物发光的检测方法或免疫检测方法)和/或离析(优选地，通过重力沉降)所得的结合微生物的浓集剂。所述方法还可任选包括将所得的经离析的浓集剂与所述样品分离。本专利技术的浓集方法不靶向特定的微生物菌株。相反，已经发现，可通过简单表面处理方法来令人惊讶地提高相对低成本、非特异性的无机浓集剂的捕集或结合效率，在所述简单表面处理方法中使该试剂接触吸附缓冲剂溶液并随后干燥。所得的吸附缓冲剂改性的无机浓集剂可在捕集多种微生物方面比其未经处理的相应物至少稍微更加有效，并且一旦制备后就可现场(就地)使用，而无需运输和处理无菌液体缓冲溶液或者在无菌条件下现场重组缓冲溶液。吸附缓冲剂改性的无机浓集剂可用于以非菌株特异性方式浓集存在于样品(例如，食品样品)中的微生物菌株，使得可较容易且快速地测定一种或多种微生物菌株(优选地，一种或多种细菌菌株)。本专利技术的浓集方法相对简单且成本低(不需要复杂的设备或昂贵的菌株特异性材料)，并且可相对快速(相对于无浓集剂的对照样品，优选的实施例在少于约30分钟捕集存在于样品中的至少约70％(更优选地，至少约80％；最优选地，至少约90％)的微生物)。另外，所述方法可对于多种微生物(包括(例如)革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两者的病原体)和多种样品(不同的样品基质，并且与至少一些现有技术的方法不同，甚至微生物含量低和/或体积大的样品)有效。因此，本专利技术的方法的至少一些实施例可满足上述对于在多种条件下快速检测病原微生物的低成本、简单方法的迫切需要。在另一方面，本专利技术提供了优选的浓集方法，其包括(a)提供吸附缓冲剂改性的无机浓集剂，该吸附缓冲剂改性的无机浓集剂是通过如下方法制备的，所述方法包括利用包含至少一种阳离子的至少一种吸附缓冲剂(盐或盐溶液)来处理(例如，通过多种已知的或将来开发的提供两种材料间接触的方法(包括本文所述的方法(包括物理气相沉积(PVD)技术))中的任何一种来进行接触)至少一种含硅的无机浓集剂，以提供具有如下表面组成的含硅的无机浓集剂(优选地，以显著干燥或不含溶剂的形式)，其中经X射线光电子能谱(XPS)测定，所述表面组成的至少一种阳离子原子(阳离子原子的总和；参见(例如)下文表4)与硅原子之比高于(优选地，高至少约50％；更优选地，高至少约75％；甚至更优选地，高至少约100％；最优选地，高至少约200％或300％)相应的未经处理的含硅的无机浓集剂；(b)提供包含至少一种微生物菌株的样品；以及(c)使吸附缓冲剂改性的无机浓集剂与样品接触使得至少一种微生物菌株的至少一部分结合至吸附缓冲剂改性的无机浓集剂或被吸附缓冲剂改性的无机浓集剂捕集。可用的物理气相沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，该方法包括(a)提供吸附缓冲剂改性的无机浓集剂，所述吸附缓冲剂改性的无机浓集剂是通过如下工序制备的，所述工序包括(1)使至少一种无机浓集剂与吸附缓冲剂接触，以润湿所述无机浓集剂的至少一部分，其中所述至少一种无机浓集剂是无定形的球化硅酸镁，并且其中所述吸附缓冲剂是包含至少一种阳离子且pH在6.0至7.5范围中的盐溶液，以及(2)干燥所得的至少部分润湿的无机浓集剂；(b)提供包含至少一种微生物菌株的样品；以及(c)使所述吸附缓冲剂改性的无机浓集剂与所述样品接触以使得所述至少一种微生物菌株的至少一部分结合至所述吸附缓冲剂改性的无机浓集剂或者被所述吸附缓冲剂改性的无机浓集剂捕集。

【技术特征摘要】
2009.12.22 US 61/289,2131.一种方法，该方法包括(a)提供吸附缓冲剂改性的无机浓集剂，所述吸附缓冲剂改性的无机浓集剂是通过如下工序制备的，所述工序包括(1)使至少一种无机浓集剂与吸附缓冲剂接触，以润湿所述无机浓集剂的至少一部分，其中所述至少一种无机浓集剂是无定形的球化硅酸镁，并且其中所述吸附缓冲剂是包含至少一种阳离子且pH在6.0至7.5范围中的盐溶液，以及(2)干燥所得的至少部分润湿的无机浓集剂；(b)提供包含至少一种微生物菌株的样品；以及(c)使所述吸附缓冲剂改性的无机浓集剂与所述样品接触以使得所述至少一种微生物菌株的至少一部分结合至所述吸附缓冲剂改性的无机浓集剂或者被所述吸附缓冲剂改性的无机浓集剂捕集。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸附缓冲剂为水性的。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸附缓冲剂包含至少一种多价阳离子。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述多价阳离子为二价阳离子。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述二价阳离子选自二价钙阳离子、二价镁阳离子以及它们的组合。6.根据权利要求1所述的方法，其中通过洗涤来实施所述无机浓集剂与所述吸附缓冲剂的所述接触。7.根据权利要求1所述的方法，其中通过将所述至少部分润湿的无机浓集剂加热至高于25℃的温度来实施所述干燥。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述样品为流体的形式。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括离析所得的微生物结合的、吸附缓冲剂改性的无机浓集剂；从所述样品中分离所得的经离析的微生物结合的、吸附缓冲剂改性的无机浓集剂；和/或检测至少一种结合的微生物菌株的存在。10.在根据权利要求1所述的方法中步骤(c)的实施中使用的吸附缓冲剂改性的无机...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼基里·T·克希尔萨加尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US