УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБОРА, ПОСЕВА И ПЕРЕСЕВА МИКРООРГАНИЗМОВ Российский патент 1995 года по МПК C12M1/30 

Изобретение относится к основам культивирования микробов и найдет применение для проведения практических, научных, производственных лабораторных исследований в этой области.

Известно устройство для посева культур микроорганизмов, состоящее из держателей с вмонтированными иглами, расположенными на крестообразном суппорте, кинематически соединенном с приводами вращательного и вращательно- поступательного движения в вертикальной плоскости, а также сосуд для колоний микроорганизмов. Однако с помощью данного устройства невозможно достигнуть выполнения синхронного, равномерного, многоточечного забора, посева и пересева, варьирования их плотностью на стандартизированно колониальном уровне.

Известно устройство для посева бактерий, выполненное в виде цилиндрической емкости для культуры, инъекционной иглы, мандрена и клапана, перекрывающего отверстие канюли [1]
Недостатком устройства является то, что с его помощью невозможно осуществить синхронный многоточечный посев с дистанционно равномерным расположением точек.

Прототипом заявляемого изобретения является устройство для посева бактериальных культур [2] Это устройство состоит из двух дисков и сжатых между ними бактериальных игл, выполненных в виде пучка скрепленных вместе проволочек, отогнутых для максимального захвата посевного материала в виде "метелки".

Однако положенный в основу технического решения данного устройства принцип максимального захвата микробной массы в сочетании с увеличенной площадью посева (с помощью "метелки") фактически блокирует возможность забора, посева и пересева на равных трофических зонах вокруг точек посева. В том же время известные посевные иглы типа "игла-гарпун", "игла-вилка" не позволяют одновременно и многоточечно, равномерно, с заданной плотностью точек посева, пересева, забора повысить достоверность получаемых результатов.

Целью изобретения является точный и заданный синхронно многоточечный забор, посев и пересев колониеобразующих микроорганизмов, обеспечение забора с "малых" площадей исследуемого материала, повышение достоверности результатов культивирования.

Это достигается путем фиксирования множества посевных игл стандартной точечной толщины и длины двумя основными и двумя дополнительными дисками-фиксаторами; в качестве матричной основы для взаиморасположения отверстий под посевные иглы избран правильный шестиугольник, образованный совокупностью элементарных правильных шестиугольников, причем в верхнем основном диске-фиксаторе для надежной фиксации головок игл выполнены углубления, совпадающие с отверстиями в дисках и соответствующие им по количеству. Для забора материала с небольших площадей имеется уплотнитель концевой части игл диск-замок, выполненный аналогично дискам-фиксаторам по расположению и количеству отверстий под иглы и уменьшенным по размерам в сравнении с дисками-фиксаторами.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство.

Два параллельных диска-фиксатора 1, 2, верхний и нижний, и два дополнительных подвижных диска-фиксатора 3 и 4 образуют своеобразный раздвижной штатив для фиксации посевных игл 10. В комплект устройства входит комплект посевных игл стандартной толщины и длины. Для предупреждения деформации игл резервные их комплекты хранятся в плотно упакованном виде.

На внутренней поверхности верхнего диска-фиксатора 1 имеются углубления 14 для плотного прижатия головок 12 посевных игл между верхним 1 и нижним 2 дисками с помощью винтов 13. Углубления 14 являются центрами и вершинами элементарных правильных шестиугольников, т.е. 1-го порядка, которые по законам симметрии образуют правильные шестиугольники 2-го, 3-го порядков с соответствующими эффективными радиусами r₁, r₂, r₃, это обеспечивает возможность варьирования плотностью и "рисунком" забора, посева и пересева в заданном режиме либо, например, строго в пределах одного из избранных порядков (1, 2 или 3-й и соответственно получить в чашке Петри уплотненный 217 игл, нормальный 61 игла, разреженный 19 игл варианты), либо путем различных других комбинаций и порядков, с учетом задействованной величины площади питательной среды. На наружной поверхности верхнего диска- фиксатора 1 обозначена нумерация 15 посевных игл. Это позволяет производить их замену и "зарядку" устройства с заданной плотностью и на заданные стандартные по площади точки поверхности среды. Дополнительные подвижные диски-фиксаторы 3, 4 обеспечивают контрольное фиксирование средней и предконцевой частей на стандартизированных позициях, строго адекватных количеству, диаметрам и порядку взаиморасположения на верхнем 1 и нижнем 2 дисках-фиксаторах (фиг.3). Для ограничения непроизвольных смещений дисков-фиксаторов 3, 4 и перемещения посевных игл, и связанного с этим нарушения заданной плотности забора, посева или пересева на них предусмотрены по два упора-ограничителя 6, 7. Для предупреждения углубленных проколов посевными иглами засеваемой поверхности плотной среды имеются шесть страхующих краевых стержней с уплощенными концами 9, находящиеся на одном строго горизонтальном уровне с кончиками посевных игл. При сборке устройства для прижатия дисков-фиксаторов 3, 4 к верхней паре дисков-фиксаторов 1, 2 имеются фиксирующие съемные защелки 16.

Для забора материала с небольших площадей (диаметром 10 мм) предусмотрен специальный диск-замок 5 уплотнитель концевой части посевных игл, выполненный аналогично дискам-фиксаторам 2, 3, 4 по расположению и количеству отверстий под иглы и уменьшенным по своим размерам в сравнении с дисками-фиксаторами. Диск-замок 5 фиксируется к посевным иглам с помощью двух боковых винтов-держателей 8 (фиг.2). На фиг.8 изображена поверхность диска-замка 5.

На фиг.2 изображено устройство, подготовленное для работы с помощью диска-замка 5. Высокая точность изготовления устройства определяет строго адекватное количество и порядок взаиморасположения посевных игл дисков-фиксаторов 2, 3, 4 и диска-замка 5 с маркировкой каждого отверстия.

На фиг. 3 изображено устройство без диска-замка 5, т.е. в "развернутом" для посева, пересева или забора с больших площадей виде.

На фиг.4 показана внутренняя поверхность верхнего диска-фиксатора 1, где количество и порядок взаиморасположения углублений для головок посевных игл идентичны отверстиям под иглы на дисках-фиксаторах 2, 3, 4.

На фиг.5 изображена поверхность нижнего диска-фиксатора 2, где количество и порядок взаиморасположения отверстий 11 под иглы полностью совпадает с таковыми дисков-фиксаторов 3, 4 и углублениями на диске-фиксаторе 1. В качестве иллюстрации выделены правильные шестиугольники 2-го порядка с эффективным радиусом r₂. Размещение посевных игл в соответствии с ними обеспечивает, например, в чашке Петри нормальную плотность посева (61 точка).

На фиг.6 показана поверхность дополнительного подвижного диска-фиксатора 4. Рельефно выделены правильные шестиугольники 3-го порядка с эффективным радиусом r₃. Размещение посевных игл в соответствии с ними способствует, например, разреженной плотности посева в чашке Петри (19 точек).

На фиг.7 показаны иные (внепорядковые) варианты размещения посевных игл.

Работа с устройством.

Вариант 1.

При необходимости забора на небольшой площади исследуемого материала (диаметр 10 мм) устройство собирается вместе с диском-замком в следующем порядке:
отвинчиваются винты 13, снимается верхний диск-фиксатор 1, дополнительные диски-фиксаторы 3, 4 прижимаются к диску-фиксатору 1, 2, фиксируются защелками 16;
иглами "заряжаются" все диски-фиксаторы 2, 3, 4 и диск-замок 5 с заданной плотностью или другими комбинациями. Так, например, при заданной плотности 1-го порядка в чашке Петри во все центры и вершины, т.е. отверстия элементарных правильных шестиугольников всех дисков вставляются 217 посевных игл; при заданной плотности 2-го порядка 61 игла, 3-го порядка 19 игл; одновременно меняют дефектную иглу на стандартную;
диск-замок 5 устанавливается в предконцевой части посевных игл и фиксируется к ним двумя боковыми винтами-держателями 8; ставится на место верхний диск-фиксатор 1 и плотно (каждая головка иглы должна строго находиться в соответствующем углублении) прижимается винтами 13 к нижнему диску-фиксатору 2 (фиг.2);
концы посевных игл 10 стерилизуются в спирте с последующим обжиганием или без спирта обжиганием;
после забора материала отвинчиваются винты-держатели 8 диска-замка 5, диск-замок снимается, отпускаются защелки 16 и, осторожно раздвигая иглы, опускаются дополнительные диски-фиксаторы 3, 4 и стопорятся с помощью упоров-ограничителей 6, 7 (фиг.3). Такая контрольная фиксация надежно обеспечивает заданную упорядоченность игл и соответственно нужную симметрию или "асимметрию" забора, посева, пересева. В результате касания происходит синхронный контакт всех кончиков посевных игл с точками строго горизонтальной поверхности плотной среды и одновременное перенесение ими посевного материала. Эту операцию можно повторять, многократно осуществляя стандартный матричный забор, посев, пересев.

Вариант 2.

Исследуемый материал забирается и осуществляется посев без диска-замка 5 (фиг. 3). Для этого диски-фиксаторы 1-4 заряжаются посевными иглами 10 с заданной плотностью и развертываются в порядке, описанном в варианте 1. Посевной материал после его разведения, например, в чашке Петри забирается путем погружения в него стерильных концов посевных игл. Посев, пересев описан в варианте 1.

Основные правила эксплуатации следующие:
при работе с устройством в любом варианте питательные среды разливаются, например, в чашку Петри на строго горизонтальной поверхности разливочного стола, контролируемой уровнемером;
периодически тщательно проверяется стандартность толщины и длины посевных игл и страхующих стержней с уплощенными концами и в случае отклонений осуществляется их замена;
посевные иглы точечной толщины требуют бережного отношения и предохранения от деформаций.

Предлагаемое устройство обеспечивает следующие преимущества сравнительно с прототипом.

С его помощью осуществляется стандартизированное, упорядоченное и многоточечное разрушение забираемого материала, маневрирование плотностью забора, посева, пересева.

В устройстве достигается наиболее компактное и в то же время дистанционно равномерное взаиморасположение посевных игл стандартной точечной толщины и длины; это обеспечивает значительное повышение информативности, в частности, способствует проявлению колониеобразующих и многих других свойств микробов, осуществляя стандартно воспроизводимую визуализацию их функциональной активности на колониальном уровне.

Принципы, положенные в основу устройства, имеют ключевое значение, открывая реальную возможность для перехода от эмпирического уровня культивирования микроорганизмов к стандартизированному, биометрическому, с математическим описанием результатов, моделированием, созданием автоматизированных систем для забора, посева, пересева.

Устройство компактно, удобно и надежно в эксплуатации, технологично для серийного производства.

Использование: изобретение относится к культивированию микробов и найдет применение для выполнения научных-производственных, клинико-микробиологических, санитарно-микробиологических и других лабораторных исследований. Сущность изобретения устройство состоит из набора посевных игл стандартной толщины и длины и четырех дисков-фиксаторов, обеспечивающих надежное фиксирование множества посевных игл. Верхний диск-фиксатор имеет множество углублений для фиксации головок посевных игл, количество и расположение которых полностью совпадает со сквозными отверстиями трех остальных дисков-фиксаторов. Верхний и прилегающий к нему нижний диск-фиксатор обеспечивают с помощью винтов плотное прижатие головок игл. Дополнительные средний и нижний диски-фиксаторы подвижны и осуществляют с помощью упоров-ограничителей контрольное фиксирование средней и предконцевой частей посевных игл, при этом отверстия во всех дисках, кроме верхнего, выполнены совпадающими и расположены на точках пересечения линий, образующих правильный шестиугольник, состоящий из совокупности элементарных правильных шестиугольников на поверхности всех дисков, на внутренней поверхности верхнего диска в указанных точках пересечения расположены углубления. Элементарные правильные шестиугольники 1-го, 2-го и 3-го порядков в зависимости от требуемой площади забора, посева, пересева. Это обеспечивает возможность варьирования плотностью посева, пересева, забора, позволяет либо строго в пределах одного из избранных порядков соответственно получить в чашке Петри уплотненный - 217 точек, нормальный - 61 точка, разреженный - 19 точек, варианты, либо избрать другие варианты взаиморасположения игл. Для обеспечения забора с небольших площадей исследуемого материала в устройстве имеется специальный диск-замок, уплотнитель концов посевных игл, выполненный аналогично дискам-фиксаторам по расположению и количеству отверстий и уменьшенным по размерам в сравнении с дисками-фиксаторами. 2 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБОРА, ПОСЕВА И ПЕРЕСЕВА МИКРООРГАНИЗМОВ, включающее два параллельных диска-фиксатора, верхний и нижний, плотно прилегающие один к другому, и набор посевных игл, закрепленных в этих дисках, нижний из которых имеет отверстия для прохода игл, отличающееся тем, что он содержит дополнительные диски с отверстиями для прохода игл, расположенные под нижним диском-фиксатором, установленные с возможностью перемещения и служащие для фиксации средней и предконцевой частей игл, при этом отверстия во всех дисках выполнены совпадающими и расположены на точках пересечения линий, образующих правильный шестиугольник, состоящий из совокупности элементарных правильных шестиугольников на поверхности дисков, причем в верхнем диске выполнены углубления для фиксации головок игл, совпадающие в дисках и соответствующие им по количеству. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что число точек пересечения линий на дисках, образующих правильный шестиугольник, равновеликий чашке Петри и состоящий из совокупности элементарных шестиугольников 1-го, 2-го и 3-го порядков, соответствует числу отверстий для игл стандартной толщины и составляет 217, 61 и 19 точек. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что для забора микроорганизмов с небольших площадей исследуемого материала устройство снабжено диском-замком, выполненным аналогично дискам-фиксаторам по расположению и количеству отверстий под иглы и уменьшенным по размерам в сравнении с дисками-фиксаторами.