Устройство для определения концентрации микроорганизмов Советский патент 1986 года по МПК C12Q1/06 

Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано для определения концентрации микро- .организмов Е микробиологическом производстзе при контроле жизнеспособности микроорганизмов на различных стадиях производства и в готовом продукте.

Целью изобретения является повышение точности измерения концентрации микроорганизмов.

На фиг о t приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг о 2 - кинетическая кривая хемилюминесцен- ции суспензии Micrococciis gluta- ; micus,

Устройство состоит из светои эпронидаемого кожуха 1, в котором расположены реакционная кюве та 2, дозатор 3 5 подающий раствор окислителя в кювету, фотоприемник 4 и усилитель- дискриминатор 5. Вькод последнего соединен с коммутатором 6, s. управ- , ляющие входы коммутатора связаны с таймером 7. Выходы коммутатора связаны со входами интеграторов 8 и 9. Дозатор соединен с синхро- датчиком 10, выход которого связан со входами таймера и интеграторов , Выход таймера соединен со входами блока 11 управления с Входы записи блоков 12 и 13 памяти соединены с выходом блока управления , Информационные вьзсодьг рште- граторов 8 и 9 связаны с информа- ционньми входами блоков 12 и 13 памяти соответственно;, кроме Toroj информационные выходы интеграторов и блоков памяти соединены с информационным входом блока 14 вьг исли - теля. Командные выходы блока управления соединены со входами приема команд интеграторов, блоков памяти и блока вычислителя.

Устройство работает в двух режимах Калибровка и Измерение. Выбор режима работы производится с помощью блока 11 управления, В режиме Калибровка производится регистрация и запоминание интегральных значений хемилюминесценции буферного раствора и шумов фотоприемника . При этом одновременно с вводом; окислителя с помощью дозатора 3 в реакционнз То кювету 2, заполненн: ло буферньм растворомS синхродатчик 10 формирует сигнал сброса Сб.,

2147562

Сигналом , осуществляется установка в нулевое состояние интеграторов 8 и 9 и запуск таймера 7. С этог о момента последний начинает

5 вырабатывать один за другим два сигнала накопления Н-1 и Н-2, поступающих на управляющие входы коммутатора 6, Дпитепьность первого сигнала равна времени интегрирования

to первого максимума хемилюминесцен- цин ul, , даштельность второго - времени интегрирования второго максимума fltg.

В течение длительности сигнала

15 Н-1 импульсы с выхода усилителя- дискриминатора 5 через коммутатор 6 поступают на интегратор 8 первого максиы ма хемилюминесценции, а в те- чертие длительности сигнала Н-2 20 на интегратор 9 второго максШ 1зша хемилюминесценции. По окончании формирования сигнала Н-2 таймер 7 формирует сигнал конца регистрации КР, поступающий в блок 11 управ25 ления, По этому сигналу в режиме Калибровка блок 11 управления, формирует сигнал записи .5 пос- тупаюпщй на блоки 12 и 13 памяти. При поступлении сигнала Зап. в

30 блоки 12 и 13 памяти производится запись информации о величинах интегральных значений хемилюминесценции буферного раствора и ш умов фотоприемника; поступающей на блоки 12 и 13 памяти по данных с интегра-35 торов 8 и 9 соответственно. Записанная информация хранится в блоках 12 и 13 памяти в течение всей работы устройства с

В режиме Измерение осуществляет ся регистрация интегральных значений хемилюминесценции анализируемой пробы микроорг-анизмов и расчет об- ш.ей концедЧтр.ации и (или) относительного содержания живых микроорганиз моБ в соответствии с зависимостями, связывающикш значения зарегистрирован- нь Х параметров хемилюминесценции с искомыми величинами о

концентрацию и относительное

50 содержание живых микроорганизмов с помощью данного устройства определяют по програЕ- Гмам,.введенным в блок 14 вычислителя, в соответствии с форму 4., I

нами t . 35

e HiutlJt iutujtlj

..J. J

ta

.& 1 ),,4t-i liu jijll ut)Ji-J (2) %4. J

t .

e HiutlJt iutujtlj

..J. J

ta

.& 1 ),,4t-i liu jijll ut)Ji-J (2) %4. J

де С 06 WM - Ki)« I.

1 W ,

.

I UDT

V

JUtiJti - ti

V juti,t io-t. i,k 312

общая концентрация микро- оргайизмов;

относительное содержание живых микроорганизмовi текущее значение интенсивности хемилюминесценции суспензии микроорганизмов и шумов фотоприемника; текущее значение интенсивности хемилюминесценции буферного раствора и шумов фотоприемника (фон);

интегральные характеристики первого максимума хемилюминесценции суспензии микроорганизмов (фиг.2) и хемилюминесценции буферного раствора в том же временном интервале соответственно J

интегральные характеристики второго максимума хемилюминесценции суспензии микроорганизмов (фиг.2) и хемилюминесценции буферного раствора в том же временном интервале соответственно; момент ввода окислителя, время достижения минимального значения интенсивности хемилюминесценции между первым и вторым максимумами на кинетической кривой живых микроорганизмов (фиг.2)у предел интегрирования второго максимума хемилюминесценции, подобранный таким образом, чтобы при интегрировании сигнала во временном интервале it инте- гральная интенсивность

V

jl(t)«di не зависела от отt,

носительного содержания

живых микроорганизмов и была бы прямо пропорциональна общей концентрации живых и мертвых клеток; пределы i,и i подбирают эмпирически для каждого вида микроорганизмов; эмпирическая константа, определяемая по экспериментам с суспензиями, содержащими известные концентрации анализи64

руемого вида микроорганизмов, А и В - эмпирические константы,

определяемые из экспери- ментов с суспензиями,

содержащими микроорганизмы анализируемого вида, с известными содержаниями живых клеток. При регистрации хемилюминесцент ции микроорганизмов работа синхро- датчика 10, коммутатора 6, таймера 7, интеграторов 8 и 9 идентична их работе в режиме Калибровка. После окончания регистрации и выработки таймером 7 сигнала КР блок 11 управления формирует цикл команд, поступающих по командные шинам в интеграторы 8 и 9, блоки 12 и 13 памяти и блок 14 вычислителя. При- этом сигнал в режиме Измерение не формируется. Команды блока 11 управления обеспечивают вывод информации с интеграторов 8 и 9 и блоков 12 и 13 памяти на блок 14 вычислителя и выполнение блоком вычислителя арифметических операций в необходимой для расчетов С или ос последовательности. Блок 14 вычислителя выдает информацию о результатах измерения непосредственно в единицах общей концентрации или относительного содержания живых микроорганизмов.

Выбор программы расчета общей концентрации или относительного содержания живых микроорганизмов осуществляется с помощью блока 11 управления.

Пример. Определение концентрации и относительного содержания живых микроорганизмов в суспензии культуры Micrococcus glutamicus с помощью предлагаемого устройства.

Органами управления устанавливают необходимые для работы с культурой Micrococcus glutamicus значения коэффициентов ( k 7,01 10 ; А 108; В 240) и значения интервалов интегрирования ( . 9 с, 51 с). С помощью переключателя режима регистрации устанавливают режим Калибровка, а переключателем выбора программы

расчета переводят вычислитель на расчет выбранного параметра, например об . Кювету, содержащую 0,2 мл буферного раствора (0,05 М дигидро

фосфата калия), помещают в светонепроницаемый кожух. Включают дозатор подачи окислителя (0,25 мл раствора, содержащего 0,0167 М КМпО и 1,8 М BaClg). По окончании регистрации хемилюминесценции буферного раствора переключателем режима регистрации устанавливают режим Измерение. В светонепроницаемый йожух устанавливают кювету, в которой содержится 0,2 мл суспензии Micrococcus glutamicus в 0,05 М расворе дигидрофосфата калия, и включают дозатор подачи окислителя. Устройство осуществляет регистрацию хемилюминесценции и расчет относительного содержания живых микроорганизмов. Результат расчета индицируется на цифровом табло. Для получения второго параметра суспензии переключатель выбора программы устанавливают в положение расчета концентрации С и осуществляют повторный запуск программного устройства. После окончания расчета величина общей концентрации индицируется на цифровом табло. При определения параметров суспензии микроорганизмов в последующих пробах регистрация фонового свечения буферного раствора не производится, если устройство не отключалось от сети питания .

Сравнение результатов по определению общей концентрации и относительного содержания живых микро1,3.1о 1,23,-10 5,4 6, 6,37-10 ° 2,0

1,19ИО 8,4 6,6440 2,1

ю

2,6-10 2,7040 3,8 2,85-10 9,6 98,8 1,30 97,2 0,2

O

5

0

5

0

организмов в суспензиях Mi.crococcus glutamicus при помощи предлагаемого и известного устройств проводили при постоянном относительном содержании живых клеток, равном 97,5%, в диапазоне концентраций от 1,3 «10 до 1,3-Ю КЛ./МЛ.

Результаты представлены в таблице.

В результате сравнения предложенного и известного устройств установлено, что при определении общей концентрации данное устройство позволяет проводить измерения с погрешностью не более 8% в диапазоне концентраций от 153 10 до 1,3-10 клУмл. Известное же устройство имеет погрешность измерения до 10% в диапазоне от 2, 1,3.1 о КЛ./МЛ, а при уменьшении определяемых концентраций до 1,3 ilO КЛ./МЛ погрешность измерения возрастает до 28%.

При определении относительного содержания живых микроорганизмов данное устройство обладает погрешностью не более 1,5%, в то время как погрешность известногб устройства в этом диапазоне концентраций достигает 46%.

Таким образок, данное устройство для определения концентрации микроорганизмов по сравнению с известным устройством позволяет увеличить точность определения параметров суспензии микроорганизмов в расширенном диапазоне используемых концентраций.

96,8 0,72 98/0 0,51

99,7 2,3 95,4 2,1

1,20-10 7,7

6,68-10 2,8 1,39-10 6,9

0,993-10 23,6 5,26-1о 19,1 0,933..-10 28,2

96,5 1,0288,2 9,5

97,4 0,1081,0 16,9

98,1 0,6152,2 46,5

1

I Мопент Шда KMnOtf

to

фиг. 2

Составитель А. Алкеев Редактор Л. Повхан Техред 3.Палий Корректор Е. Рошко

Заказ 858/39 Тираж 490Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4