Прибор для электрофоретического концентрирования жизнеспособных микроорганизмов из жидких сред Советский патент 1983 года по МПК A61B10/00 

1

Изобретение относится к медицине, в частности к микробиологии, и предназначено для электрофоретического концентрирования микроорганизмов.

Известно устройство для электрофоретического концентрирования бактерий, состоящее из емкости с исследуемым материалом, электродов и источника питания., У положительно заряженного электрода при наложении- электрического поля про-исходит концентрирование бактерий: 1.

Однако в данном устройстве концентрирование бактерий происходит непосредственно в районе электрода, что ведет- к припеканию клеток к материалу электрода и их интенсивной гибели под воздействием образующихся йа электродах продук.тов электролиза среды. Если при бактериоскопической диагностике туберкулеза йаличие жизнеспособных бактерий не требуется, то при бактериологической диагностике кишечных инфекций сохранение жизнеспособности бактерий обязательно.

Известен прибор для концентрирования микроорганизмов, состоящий из накопителя, электрофоретической камеры и обратимых электродов 2.

Главным недостатком прототипа является отсутствие системы защиты сконцентрированных клеток от действия продуктов электролиза среды, что ведет к их частичной гибели. Кроме того, отсутствует врз5 можность изменения режима концентрирования в зависимости от электропроводности нативного материала.

Цель изобретения - повышение эффективности концентрирования жизнеспособ - ных бактерий за счет предупреждения их гибели под воздействием продуктов электролиза.

Поставленная цель достигается тел1, что прибор, содержащий накогтитель, электрофоретическую камеру и обратные электро15 ды, снабжен буферными емкостями для размещения в них обратимых электродов и электрофоретической камеры, буферной емкостью с накопителем, на котором установлена полупроницаемая мембрана, и агаровыми мостиками, при этом буферная

20 емкость для размещения электрофоретнческой камеры и буферная емкость с накопителем связаны посредством агаровых мостиков с соответствующими буферными емкостями для обратимых электродов.

На фиг. 1 изображен прибор для концентрирования бактерий, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - электрическая схема прибора для концентрирования бактерий.

Устройство содержит электрофоретическую камеру 1, которая представляет собой стеклянную трубку, нижний конец которой закрыт полупроницаемой мембраной 2, закрепленной при помощи резинового кольца 3. Верхний конец электрофоретической камеры закрыт резиновой пробкой 4, в отверстии которой закреплена стеклянная буферная емкость 5, заполненная 1/15 М фосфатным буфером. Нижний конец буферной емкости закрыт полупроницаемой мембраной 6, удерживаемой при помощи полихлорвинилового или резинового накопителя 7, плотно надевающегося на конец буферной емкости 5. Концентрирование микроорганизмов происходит в жидкости накопителя 7 и на мембране 6. При разборке прибора в накопителе сохраняется примерно 0,1-0,2 мл жидкости. Буферная емкость 5 при помощи агар-агарового мостика 8, выполненного в виде дугообразной стеклянной трубки, заполненной 4%-ным агар-агаровым студнем, приготовленным на 0,85%-ном растворе хлористого натрия, соединяется с емкостью 9, заполненной 10°/5о-ным раствором медного купороса. В раствор погружен обратимый электрод (медный анод) 10.

Электрофоретическая камера 1 погружается в стеклянный стаканчик 11, заполненный 1/15 М фосфатным буфером, при этом подложка 12 предупреждает непосредственный контакт между дном стакана и мембраной 6 камеры, что необходимо для предотвращения разрыва электрической цепи. Стеклянный стаканчик 11 (катодная буферная емкость) при помощи агар-агарового мостика 13 соединен с стеклянным стаканом 14, заполненны.м медным купоросом, в . который погружен обратимый электрод 15 (медный электрод - катод).

Прибор выполнен в деревянном корпусе. Пластмассовая емкость 9 с медным купоросом закреплена на металлическом штыре 16. Ручки управления 17 служат для включения одного из пяти каналов прибора и индивидуальной регулировки силы протекающего тока. Прибор позволяет одновременно исследовать пять проб.

Питание прибора может осуществляться от любого стабилизированного источника питания, позволяющего получить постоянный электрический ток силой до 100 мА при напряжении до 500 В. Испытания прибора проводились с стабилизированным источником питания Б-1-3. Электрическая схема прибора представлена на фиг. 3.

Переключатели, П-1 - П-5 служат для включения пяти электрофоретических камер. Переменные сопротивления R 1-5 в

5 кОм и мощностью в 3 Вт позволяют индивидуально регулировать силу тока для каждой камеры. Анод А-1 является общим для всех пяти каналов, катоды К 1-5 - индивидуальны. Контроль за работой прибора осуществляется при помощи вольтметра и миллиамперметра.

Предложенное устройство работает следующим образом.

В электрофоретическую камеру 1 заливают исследуемый материал и вставляют анодную буферную емкость с электродомнакопителем 7. После этого электрофоретическую камеру 1 переворачивают для удаления воздуха из накопителя, а затем помещают в стакан 11 катодной буферной

емкости. Заполняют буфером анодную буферную емкость 9 и устанавливают агаровый мостик 8. Проводят электрофорез в избранном режиме, после чего накопитель извлекается и производится высев капли жидкости из него, а также отпечатков с мембраны на питательную среду. Собранная анодная буферная емкость и Электрофоретическая камера стерилизуются кипячением. Анодная мембрана заменяется после каждого исследования, катод5 пая - после 20-30. Регенерация анода осуществляется путем периодического включения прибора на холостую работу с обратной полярностью электродов.

Использование предлагаемой конструкции позволяет значительно повысить эф0 фективность электрофоретического концентрирования жизнеспособных бактерий. Если использование прибора ЭФМ-2 позволяет увеличить общее количество клеток, как живых, так и погибших всего в 10- 15 раз, то использование предлагаемого

прибора позволяет достигнуть только по отнощению к жизнеспособным клеткам 22кратной степени концентрирования в жидкости накопителя и 35-кратной на мембране. Использование электрофоретическоQ го концентрирования позволяет в 7-11 раз повысить эффективность индикации бактерий в реакции иммунолюминесценции, а использование предлагаемого прибора позволяет повысить чувствительность указанной реакции в 50-80 раз.

Использование в приборе обратимых электродов позволяет избежать образования На электродах газообразных продуктов электролиза, разрывающих электрическую цепь прибора. Агар-агаровые мостики предупреждают контакт исследуемого материала с токсичным pacTBOpdM медного купороса. Емкости с 1/15 М фосфатным буфером замыкают электрическую цепь прибора и защищают концен;трируемые

5 бактерии от токсического воздейсаия продуктов электролиза среды химически лабильных соединений, так как фосфатный буфер наименее токсичен для микроорганизмов в условиях прохождения электрического тока. Полупроницаемые мембраны, проницаемые для ионов, но непроницаемые для бактерий, позволяют, не разрывая электрической цепи, осуществлять концентрирование бактерий в требуемом месте.

Формула изобретения

Прибор для электрофоретического концентрирования жизнеспособных микроорганизмов из жидких сред, состоящий из накопителя, электрофоретической камеры и обратимых электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности концентрирования живых бактерий за счет предупреждения их гибели под воздействием продуктов электролиза, он снабжен буферными емкостями для размешенйя в них обратимых электродов и электрофоретической камеры, буферной емкостью с накопителем, на котором установлена полупроницаемая мембрана, и агаровыми мостиками, при этом- буферная емкость для размещения электрофоретической камеры и буферная емкость с накопителем связаны посредством агаровых мостиков с соответствующими буферными емкостями для обратимых электродов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Скиба А. Л. Лабораторное дёло.М., 1961, № 3, с. 32.

2. Кац А. М. и др. Руководство по приборам и оборудованию для медико-биологических исследований. Л., 1976, с. 91 (прототип).

П PUI.I

/

16

/

Риг.г

f.