專利名稱：微生物濃集方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于捕集或濃集微生物的方法，使得微生物保持活力以用于檢測或測定。在其他方面，本發(fā)明還涉及可用于實(shí)施這種方法的濃集裝置(以及包括該裝置的診斷試劑盒)以及涉及用于裝置制備的方法。
背景技術(shù)：
由微生物污染導(dǎo)致的食源性疾病和醫(yī)院內(nèi)獲得性感染為世界各地許多地方所關(guān)注。因此，常常需要或必要的是，測定多種臨床樣品、食品樣品、環(huán)境樣品或其他樣品中細(xì)菌或其他微生物的存在，以確定所存在的微生物的身份和/或量。例如，甚至在存在其他細(xì)菌種類的情況下，也可測定細(xì)菌DNA或細(xì)菌RNA，以評估特定細(xì)菌種類的存在與否。然而，檢測特定細(xì)菌的存在的能力至少部分取決于所分析的樣品中細(xì)菌的濃度。可對細(xì)菌樣品進(jìn)行鋪板或培養(yǎng)，以增加樣品中細(xì)菌的數(shù)量，來確保足夠的檢測水平，但培養(yǎng)步驟通常需要大量的時(shí)間且因此會顯著耽擱評估結(jié)果。使樣品中的細(xì)菌濃集可縮短培養(yǎng)時(shí)間或甚至消除對于培養(yǎng)步驟的需要。因此，已經(jīng)開發(fā)了通過使用特定細(xì)菌株系的特異性抗體(例如，為抗體包被的磁性顆?；蚍谴判灶w粒的形式)來分離(并由此濃集)該株系的方法。然而，這些方法往往昂貴，而且對于至少一些診斷應(yīng)用來說速度仍比期望的稍慢。也已經(jīng)使用了非菌株特異性的濃集方法(例如，以獲得對樣品中所存在的微生物的更總體性的評估)。在濃集了微生物混合群體之后，如果需要，通過使用株系特異性探針來測定特定株系的存在。已經(jīng)通過基于碳水化合物和凝集素蛋白相互作用的方法實(shí)現(xiàn)了微生物的非特異性濃集或捕集。涂覆脫乙酰殼多糖的載體已經(jīng)用作非特異性捕集裝置，并且用作微生物營養(yǎng)素的物質(zhì)(例如，碳水化合物、維生素、鐵螯合化合物以及鐵載體)也已經(jīng)被描述為可用作配體，以進(jìn)行微生物的非特異性捕集。多種無機(jī)材料(例如，羥基磷灰石和金屬氫氧化物)已經(jīng)用于非特異性結(jié)合和濃集細(xì)菌。物理濃集方法(例如，過濾法、色譜法、離心法和重力沉降法)也已經(jīng)被用于非特異性捕集，其使用和/或不使用無機(jī)結(jié)合劑。這些非特異性濃集方法具有不同的速度(至少一些食品檢測程序仍需要至少過夜孵育作為原代培養(yǎng)富集步驟)、成本(至少一些需要昂貴的設(shè)備、材料和/或受過訓(xùn)練的技術(shù)人員)、樣品要求(例如，樣品特性和/或體積限制)、空間要求、易于使用性(至少一些需要復(fù)雜的多步驟方法)、就地使用的適用性和/或有效性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，我們認(rèn)識到迫切需要用于快速檢測病原性微生物的方法。這種方法將優(yōu)選為不僅操作迅速而且成本低廉、操作簡單(不涉及復(fù)雜的設(shè)備或程序)和/或在多種條件下(例如，不同類型樣品基質(zhì)和/或病原性微生物、不同微生物負(fù)荷和不同樣品體積)有效。簡而言之，在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了用于非特異性濃集樣品中存在的微生物株系(例如，細(xì)菌、真菌、酵母菌、原生動物、病毒(包括無包膜病毒和有包膜病毒)和細(xì)菌內(nèi)生孢子的菌株)的方法，使得微生物保留活力，以用于檢測或測定該株系中的一者或多者。 所述方法包括(a)提供濃集裝置，所述濃集裝置包括燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)，所述燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)含有至少一種濃集劑，所述至少一種濃集劑包含硅藻土，所述硅藻土在其表面的至少一部分上載有表面處理劑，所述表面處理劑包括表面改性劑，所述表面改性劑包含氧化鐵、二氧化鈦、細(xì)納米級金或鉬、或它們的組合；(b)提供樣品，所述樣品包含至少一種微生物菌株(優(yōu)選以流體形式)；以及(C)使?jié)饧b置與樣品接觸(優(yōu)選通過使樣品穿過濃集裝置)，使得至少一種微生物菌株的至少一部分被結(jié)合到濃集裝置或被濃集裝置捕集。優(yōu)選的是，所述方法還包括檢測至少一種結(jié)合的微生物菌株的存在(例如，通過基于培養(yǎng)的檢測方法、顯微鏡/成像檢測方法、基因檢測方法、基于發(fā)光的檢測方法或免疫檢測方法)。所述方法還可任選地包括將濃集裝置與樣品分隔開和/或培養(yǎng)性地富集至少一種結(jié)合的微生物菌株(例如，通過在通用或微生物特異性的培養(yǎng)基中孵育分離的濃集裝置，這取決于需要通用的微生物富集還是選擇性的微生物富集)和/或在樣品接觸(例如， 通過使洗脫劑或裂解劑穿過濃集裝置)之后將捕集的微生物(或其一種或多種組分)與濃集裝置隔離或分隔開。本發(fā)明的方法不靶向特定的微生物菌株。相反，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)中包含某些成本相對低廉的無機(jī)材料的濃集裝置可在捕集多種微生物中驚人地有效(并且相對于不含無機(jī)材料的對應(yīng)裝置而言，在通過洗脫隔離或分離捕集的微生物中驚人地有效)。這種裝置可以以非菌株特異性方式濃集存在于樣品(例如，食品樣品)中的微生物株系，以使得可更容易快速地測定該微生物株系中的一者或多者(優(yōu)選一種或多種細(xì)菌株系)。本發(fā)明的方法相對簡單且成本低廉(不需要復(fù)雜的設(shè)備或昂貴的菌株特異性材料)，并且可相對快速(相對于未接觸濃集裝置的對應(yīng)對照樣品，優(yōu)選的實(shí)施例在少于約30 分鐘內(nèi)捕集存在于相對均勻的流體樣品中的微生物的至少約70% (更優(yōu)選地至少約80%; 最優(yōu)選至少約90% ))。另外，所述方法可對于多種微生物(包括(例如)革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌兩者的病原體)和多種樣品(不同的樣品基質(zhì)，并且與至少一些現(xiàn)有技術(shù)的方法不同，甚至對微生物含量低和/或體積大的樣品)也有效。因此，本發(fā)明的方法的至少一些實(shí)施例可滿足上述對于在多種條件下快速檢測病原性微生物的成本低廉、方法簡單的迫切需要。本發(fā)明的方法可尤其有利于濃集食品樣品中的微生物(例如，含顆粒的食品樣品，尤其是包含相對較粗顆粒的那些)，因?yàn)樗龇椒ㄖ兴玫臐饧b置與至少一些過濾裝置(例如，絕對微米過濾器)相比可具有至少稍高的抗阻塞性。這可有利于更完整的樣品處
5理(這對于消除食品檢測中的假陰性測定至關(guān)重要)和體積相對較大的樣品處理(例如， 在現(xiàn)場條件下)。在另一方面，本發(fā)明還提供濃集裝置，所述濃集裝置包括燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)， 所述燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)含有至少一種濃集劑，所述至少一種濃集劑包含硅藻土，所述硅藻土在其表面的至少一部分上載有表面處理劑，所述表面處理劑包括表面改性劑，所述表面改性劑包含氧化鐵、二氧化鈦、細(xì)納米級金或鉬、或它們的組合。本發(fā)明還提供可用于實(shí)施本發(fā)明的濃集方法的診斷試劑盒，所述診斷試劑盒包括(a)本發(fā)明的至少一種所述濃集裝置；和(b)用于實(shí)施上述濃集方法的至少一種檢測容器或檢測試劑。在另一方面，本發(fā)明提供用于制備濃集裝置的方法，所述方法包括(a)提供混合物，所述混合物包含(1)至少一種顆粒狀的可燒結(jié)聚合物(優(yōu)選以粉末形式)和(2)至少一種顆粒濃集劑，所述顆粒濃集劑包含硅藻土，所述硅藻土在其表面的至少一部分上載有表面處理劑，所述表面處理劑包括表面改性劑，所述表面改性劑包含氧化鐵、二氧化鈦、細(xì)納米級金或鉬、或它們的組合；以及(b)將混合物加熱到足以燒結(jié)聚合物的溫度，以便形成包含顆粒濃集劑的燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)。


參照以下描述、所附權(quán)利要求書和附圖，將會更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)，其中圖1以側(cè)面剖視圖示出用于制備濃集劑的設(shè)備，所述濃集劑用于實(shí)施下文實(shí)例部分中所述的本發(fā)明的方法的實(shí)施例。圖2以透視圖示出圖1的設(shè)備。這些理想化的圖形未按比例繪制，并且旨在僅為示例性而非限制性。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)說明中，描述了各組數(shù)值范圍(例如，特定部分中的碳原子數(shù)的數(shù)值范圍、特定組分的量的數(shù)值范圍等等)，并且在每一組數(shù)值范圍內(nèi)，范圍的任何下限都可與范圍的任何上限配對。^X如本專利申請中所用“濃集劑”意指用于濃集微生物的組合物；“檢測”意指識別微生物的至少一種組分，由此確定微生物的存在?！盎驒z測”意指對衍生自靶微生物的遺傳物質(zhì)組分例如DNA或RNA的識別?！懊庖邫z測”意指對衍生自靶微生物的抗原物質(zhì)例如蛋白質(zhì)或蛋白多糖的識別?！拔⑸铩币庵妇哂羞m用于分析或檢測的遺傳物質(zhì)的任何細(xì)胞或粒子(包括(例如)細(xì)菌、酵母、病毒和細(xì)菌內(nèi)生孢子)；“微生物菌株”意指可通過檢測方法分辨的特定類型的微生物(例如，不同屬的微生物，屬內(nèi)不同種的微生物或種內(nèi)不同分離物的微生物)；“樣品”意指所采集的(例如，待分析的)物質(zhì)或材料；“樣品基質(zhì)”意指除微生物之外的樣品組分；
“燒結(jié)”(關(guān)于大量的聚合物粒子)意指通過應(yīng)用加熱來引起聚合物粒子中的至少一些的粒間組合或粘合、而未引起完全的粒子熔融(例如，通過將大量的聚合物粒子加熱到介于聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔點(diǎn)之間的溫度以對粒子進(jìn)行軟化)；“可燒結(jié)的”(關(guān)于聚合物)意指可被燒結(jié)的聚合物；“被燒結(jié)的”(關(guān)于基質(zhì))意指通過燒結(jié)形成；“靶微生物”意指需要檢測的任何微生物；“穿透孔”(關(guān)于多孔基質(zhì))意指包括穿過基質(zhì)的通道或溝槽(具有單獨(dú)的入口和出口)的孔；“彎曲通道基質(zhì)”意指具有至少一個(gè)曲折穿透孔的多孔基質(zhì)。濃集劑適用于實(shí)施本發(fā)明的方法的濃集劑包括下述物質(zhì)，所述物質(zhì)包含硅藻土，所述硅藻土在其表面的至少一部分上載有表面處理劑，所述表面處理劑包括表面改性劑，所述表面改性劑包含氧化鐵、二氧化鈦、細(xì)納米級金或鉬、或它們的組合(優(yōu)選二氧化鈦、細(xì)納米級金或鉬、或它們的組合)。使用這種濃集劑進(jìn)行的濃集或捕集通常不特異性針對任何特定菌株、種或類型的微生物，因此提供了對樣品中微生物全體群落的濃集。然后，可使用任何已知的檢測方法用特異性探針從捕集的微生物群落當(dāng)中檢測特定的微生物株系。因此，所述濃集劑可用于檢測臨床樣品、食品樣品、環(huán)境樣品或其他樣品中的微生物污染物或病原體(特別是食源性病原體，例如細(xì)菌)。在實(shí)施本發(fā)明的方法中，濃集劑可以基本上任何顆粒形式(優(yōu)選相對干燥或不含揮發(fā)物的形式)使用，所述顆粒形式適于與顆粒聚合物共混，以形成用于所述方法中的濃集裝置。例如，濃集劑可以粉末形式使用或可應(yīng)用到例如微珠等等之類的顆粒載體。優(yōu)選濃集劑以粉末形式使用。當(dāng)分散于或懸浮于水系中時(shí)，無機(jī)材料顯示具有材料和水系pH特征性的表面電荷。整個(gè)材料-水界面上的電勢稱為“ ζ電勢”，該電勢從電泳遷移率(即，材料顆粒在置于水系中的帶電電極之間移動的速率)計(jì)算得出。用于實(shí)施本發(fā)明的方法的濃集劑中的至少一些與未經(jīng)處理的硅藻土相比具有帶至少稍高正電的ζ電勢，并且濃集劑可令人驚訝地比未經(jīng)處理的硅藻土能顯著更有效地濃集表面通常趨于帶負(fù)電的微生物(例如細(xì)菌)。優(yōu)選的是，這種濃集劑在PH值為約7時(shí)的ζ電勢為負(fù)ζ電勢(更優(yōu)選地在pH值為約7時(shí)的ζ電勢為在約-5毫伏至約-20毫伏的范圍內(nèi)；甚至更優(yōu)選地在pH值為約7時(shí)的ζ電勢為在約-8毫伏至約-19毫伏的范圍內(nèi)；最優(yōu)選在pH值為約7時(shí)的ζ電勢為在約-10毫伏至約-18毫伏的范圍內(nèi))。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，包含特定類型的表面處理的或表面改性的硅藻土(即，具有包括表面改性劑(包括氧化鐵、二氧化鈦、細(xì)納米級金或鉬、或它們的組合)的表面處理劑)的濃集劑可令人驚訝地比未經(jīng)處理的硅藻土能更有效地濃集微生物。表面處理物還優(yōu)選包括選自以下物質(zhì)的金屬氧化物氧化鐵、氧化鋅、氧化鋁等等、以及它們的組合(更優(yōu)選地為氧化鐵)。盡管已知例如金之類的貴金屬具有抗微生物特性，但令人驚訝的是，用于本發(fā)明的方法中的含金濃集劑不僅可有效用于濃集微生物而且還可使得它們保留活性，以用于檢測或分析。可用的表面改性劑包括細(xì)納米級金；細(xì)納米級鉬；與至少一種金屬氧化物(優(yōu)選二氧化鈦、氧化鐵、或它們的組合)組合的細(xì)納米級金；二氧化鈦；與至少一種其他金屬氧化物(即，除二氧化鈦之外)組合的二氧化鈦；氧化鐵；與至少一種其他金屬氧化物(即， 除氧化鐵之外)組合的氧化鐵等等；以及它們的組合。優(yōu)選的表面改性劑包括細(xì)納米級金；細(xì)納米級鉬；與至少氧化鐵或二氧化鈦組合的細(xì)納米級金；二氧化鈦；與至少氧化鐵組合的二氧化鈦；氧化鐵；以及它們的組合。更優(yōu)選的表面改性劑包括細(xì)納米級金；細(xì)納米級鉬；與氧化鐵或二氧化鈦組合的細(xì)納米級金；二氧化鈦；與氧化鐵組合的二氧化鈦；以及它們的組合(甚至更優(yōu)選地為細(xì)納米級金；與氧化鐵或二氧化鈦組合的細(xì)納米級金；與氧化鐵組合的二氧化鈦；以及它們的組合)；最優(yōu)選的是細(xì)納米級金、與氧化鐵或二氧化鈦組合的細(xì)納米級金、以及它們的組
I=I O金和/或鉑包含細(xì)納米級金或鉬的濃集劑可通過以下方法制備通過物理氣相沉積(任選地，通過氧化氣氛中的物理氣相沉積)將金或鉬沉積在硅藻土上。如本文所用，術(shù)語“細(xì)納米級金或鉬”是指使所有維度上的尺寸均為小于或等于5 納米(nm)的金或鉬團(tuán)粒(例如，粒子或原子簇)。優(yōu)選所沉積金或鉬的至少一部分在所有維度(例如，粒徑或原子簇直徑)上的平均尺寸范圍為至多(小于或等于)約IOnm(更優(yōu)選地至多約5nm ；甚至更優(yōu)選地至多約3nm)。在最優(yōu)選的實(shí)施例中，金的至少一部分是超納米級的(即，使至少兩個(gè)維度上的尺寸為小于0. 5nm,并且使所有維度上的尺寸為小于1. 5nm)。如本領(lǐng)域所熟知，可通過透射電子顯微鏡(TEM)分析法來測定單個(gè)金或鉬納米粒子的尺寸。提供于硅藻土上的金或鉬的量可在寬范圍內(nèi)變化。由于金和鉬的價(jià)格昂貴，因此期望使用不超過實(shí)現(xiàn)所需濃集活性程度而所需要的合理量。另外，因?yàn)榧{米級金或鉬在使用PVD沉積時(shí)可具有高度移動性，如果使用過多的金或鉬，則活性可因金或鉬中的至少一些聚結(jié)成較大團(tuán)粒而損失。由于這些原因，基于硅藻土和金或鉬的總重量，硅藻土上的金或鉬的載重優(yōu)選為在約0. 005重量％ (更優(yōu)選地為0. 05重量％ )至約10重量％、更優(yōu)選地為約0. 005重量％ (甚至更優(yōu)選地為0. 05重量％ )至約5重量％、并且甚至更優(yōu)選地為約0. 005重量％ (最優(yōu)選地為0.05重量％ )至約2.5重量％的范圍內(nèi)?？梢酝ㄟ^PVD技術(shù)(例如，通過濺射)沉積金和鉬，以在載體表面上形成濃集活性的細(xì)納米級粒子或原子簇。據(jù)信，金屬主要以元素形式沉積，但也可存在其它氧化態(tài)。除了金和/或鉬之外，還可在同一硅藻土載體和/或與含金和/或含鉬載體混合的其他載體上提供一種或多種其他金屬。這種其它金屬的實(shí)例包括銀、鈀、銠、釕、鋨、銅、銥等等，以及它們的組合。如果使用這些其它金屬，則可從與所使用的金或鉬源靶相同或不同的靶源將它們共沉積到載體上?；蛘?，可在沉積金和/或鉬之前或之后將這些金屬設(shè)置在載體上?？稍诔练e金和/或鉬之前有利地將需熱處理活化的金屬施加到載體上并進(jìn)行熱處理。物理氣相沉積是指金屬從含金屬的源或靶向載體介質(zhì)的物理轉(zhuǎn)移。盡管在實(shí)際操作當(dāng)中，金屬可以作為極其細(xì)小的團(tuán)粒(每個(gè)團(tuán)粒由不止一個(gè)原子構(gòu)成)轉(zhuǎn)移，但物理氣相沉積可以被視為涉及按原子接著原子的方式沉積。沉積的金屬可以與載體介質(zhì)的表面發(fā)生
8物理、化學(xué)、離子和/或其它形式的相互作用。物理氣相沉積優(yōu)選發(fā)生在下述溫度和真空條件下，其中金屬具有相當(dāng)?shù)囊苿有圆A向于在載體介質(zhì)的表面上遷移直到以某種方式(例如通過粘附于載體表面上的或非常接近載體表面的位點(diǎn))被固定。粘附位點(diǎn)可以包含缺陷(例如表面空位)、結(jié)構(gòu)間斷(例如臺階和位錯(cuò))和介于相或晶體或其它金屬物質(zhì)(例如小金屬簇)之間的界面邊界。顯著通過PVD沉積的金屬為足夠固定的，使得金屬可保持高水平的活性。相比之下，常規(guī)的方法往往使金屬聚結(jié)成會使活性受損甚至失去活性的這種大團(tuán)粒?？梢愿鞣N不同的方式進(jìn)行物理氣相沉積。代表性的方法包括濺射沉積(優(yōu)選的)、 蒸鍍和陰極電弧沉積?？墒褂眠@些或其他PVD方法中的任何者來制備用于實(shí)施本發(fā)明的方法的濃集劑，但PVD技術(shù)的特性可賦予所得活性。例如，物理氣相沉積技術(shù)的能量可影響沉積的金屬的移動性，并從而影響其聚結(jié)的趨勢。較高的能量趨于對應(yīng)于增加的金屬聚結(jié)趨勢。增加的聚結(jié)繼而趨于降低活性。一般來說，由蒸鍍沉積物質(zhì)的能量最低，更高的是濺射沉積(其可以包含一些離子含量，其中碰撞金屬物質(zhì)中的一小部分被離子化)，而最高的是陰極電弧沉積(其可以包含數(shù)十個(gè)百分比的離子含量)。因此，如果某種PVD技術(shù)產(chǎn)生的沉積金屬的移動性超出所需，則采用能量較少的PVD技術(shù)代替之可能是有用的。為了確保載體表面得到足夠的處理，優(yōu)選在充分混合(例如，翻滾、流化、碾磨等) 待處理的載體介質(zhì)的同時(shí)進(jìn)行物理氣相沉積。用于PVD沉積的翻滾粒子的方法在美國專利 No. 4，618，525 (Chamberlain等人)中有所描述，其說明書以引用的方式并入本文。當(dāng)在細(xì)粒子或細(xì)粒子聚集體(例如，平均直徑為小于約10微米)上實(shí)施PVD時(shí)， 優(yōu)選在PVD過程中的至少一部分期間對載體介質(zhì)既進(jìn)行混合又進(jìn)行粉碎(例如，研磨或碾磨到一定程度)。這可有助于在沉積期間保持粒子或聚集體的分離和自由流動。就細(xì)粒子或細(xì)粒子聚集體而言，可能有利的是可以盡可能劇烈和迅速地混合粒子，同時(shí)仍保持金屬的受控沉積?？赏ㄟ^利用目前使用的或?qū)頌榇四康拈_發(fā)的任何類型的設(shè)備來實(shí)施PVD。然而， 優(yōu)選的設(shè)備10示于圖1和圖2中。設(shè)備10包括限定真空室14的殼體12，該真空室14容納有粒子攪拌器16。殼體12 (其可根據(jù)需要用鋁合金制成)為豎直取向的中空圓柱體(例如，高為45cm，直徑為50cm)?；?8包含用于高真空閘閥22 (其后接六英寸擴(kuò)散泵24) 的端口 20以及用于粒子攪拌器16的支承體沈。真空室14能夠被抽空到在10-6托的范圍內(nèi)的背景壓力。殼體12的頂部包括可拆卸的橡膠L墊圈密封的板觀，其上配有外部安裝的直徑為 3英寸的直流(dc)磁控濺射沉積源30 (—種US Gun II沉積源，US，INC. (San Jose, CA) )0 金或鉬濺射靶32 (例如，7. 6cm (3. 0英寸)直徑X0. 48cm (3/16英寸)厚)固定到濺射沉積源30中。濺射沉積源30由配有Sparc-Ie 20消弧系統(tǒng)(Advanced Energy Industries, Inc (Fort Collins, CO))的 MDX-lOMagnetron Drive (MDX-10 磁控管驅(qū)動器)(Advanced Energy Industries, Inc (Fort Collins, CO))供電。粒子攪拌器16是帶有矩形開口 34 (例如，6. 5cmX7. 5cm)的中空滾筒(例如，12cm 長X 9. 5cm橫向直徑)。開口 34設(shè)置在濺射靶32的表面36的正下方約7cm處，從而濺射的金屬原子可進(jìn)入攪拌器空間38。攪拌器16配有與其軸線對準(zhǔn)的軸40。軸40具有矩形橫截面(例如，IcmX Icm)，與四個(gè)矩形葉片42螺栓連接，所述矩形葉片形成了被翻滾的載體粒子的攪拌裝置或攪拌葉輪。槳片42各包含兩個(gè)洞44 (例如，直徑為2cm)，以促進(jìn)包含在由槳片42與粒子攪拌器16形成的四個(gè)象限中的每一個(gè)中的粒子空間之間的流通。選擇葉片42的尺寸以使其與攪拌器壁48之間的側(cè)部間距和端部間距為2. 7mm或1. 7mm?？梢栽趯挿秶鷥?nèi)的基本上任意所需的溫度條件下進(jìn)行物理氣相沉積。然而，如果在相對較低的溫度下沉積金屬(例如，溫度為低于約150°C、優(yōu)選低于約50°C、更優(yōu)選地在環(huán)境溫度(例如，約20°C至約27°C )或更低)，則沉積的金屬可具有更大的活性(或許是由于缺陷更多和/或移動性及聚結(jié)程度更低)?；谟行院徒?jīng)濟(jì)性的考慮，環(huán)境條件下的操作通?？梢允莾?yōu)選的，因?yàn)樵诔练e過程中不需要進(jìn)行加熱或冷凍。可在惰性濺射氣體氣氛中(例如，在氬、氦、氙、氡或它們中的兩者或更多者的混合物(優(yōu)選氬)中)進(jìn)行物理氣相沉積，并且可任選在氧化氣氛中進(jìn)行物理氣相沉積。氧化氣氛中優(yōu)選包含至少一種含氧氣體(更優(yōu)選地含氧氣體選自氧、水、過氧化氫、臭氧、以及它們的組合；甚至更優(yōu)選地含氧氣體選自氧、水、以及它們的組合；最優(yōu)選的是氧)。氧化氣氛中還包含惰性濺射氣體，如氬、氦、氙、氡或它們中的兩種或更多種的混合物(優(yōu)選為氬)。在PVD過程期間，真空室中的(所有氣體的)總氣壓可以為約1毫托至約25毫托 (優(yōu)選為約5毫托至約15毫托)?；谡婵帐抑兴袣怏w的總重量，氧化氣氛中可以包含約0. 05重量％至約60重量％的含氧氣體(優(yōu)選為約0. 1重量％至約50重量更優(yōu)選地為約0. 5重量％至約25重量％ )。硅藻土載體介質(zhì)可任選在金屬沉積之前進(jìn)行煅燒，但這可增加其結(jié)晶二氧化硅的含量。由于金和鉬在通過PVD沉積時(shí)立即具有活性，因此通常不需要在金屬沉積之后進(jìn)行熱處理，這與通過一些其他方法的沉積不同。然而如果需要，也可實(shí)施這種熱處理或煅燒， 以提高活性。通常，熱處理可涉及在約125°C至約1000°C的范圍內(nèi)的溫度下對載體加熱約1秒至約40小時(shí)、優(yōu)選為約1分鐘至約6小時(shí)的時(shí)間段，加熱可以在任何合適的氣氛中進(jìn)行，例如空氣、惰性氣氛(例如氮、二氧化碳、氬)、還原性氣氛(例如氫)等等。采用的具體熱條件可取決于包括載體性質(zhì)在內(nèi)的各種因素。一般來講，熱處理可以在低于使載體組分發(fā)生分解、降解或者說是不當(dāng)?shù)厥艿綗釗p害的溫度下實(shí)施。根據(jù)例如載體性質(zhì)、金屬量等等之類的因素，如果在過高的溫度下對系統(tǒng)進(jìn)行熱處理，則活性可能會在一定程度上受到損害。二氧化鈦、氧化鐵和/或其他金屬氧化物包含金屬氧化物的濃集劑可通過下述方式制備，所述方式為通過水解可水解金屬氧化物前體化合物將金屬氧化物沉積于硅藻土上。合適的金屬氧化物前體化合物包括可被水解以形成金屬氧化物的金屬絡(luò)合物和金屬鹽?？捎玫慕饘俳j(luò)合物包括下述絡(luò)合物，其具有醇鹽配體、過氧化氫配體、羧酸鹽官能化配體等等，以及它們的組合。可用的金屬鹽包括金屬硫酸鹽、硝酸鹽、鹵化物、碳酸鹽、草酸鹽、氫氧化物等等、以及它們的組合。使用金屬鹽或過氧化氫或羧酸鹽官能化配體的金屬絡(luò)合物時(shí)，可通過化學(xué)方法或熱方法中的任一者來誘導(dǎo)水解。在化學(xué)誘導(dǎo)水解中，可將金屬鹽以溶液形式引入硅藻土的分散體中，并且通過加入堿溶液來增加所得組合的PH值直至金屬鹽作為金屬的氫氧化物絡(luò)合物沉淀于硅藻土上。合適的堿包括堿金屬和堿土金屬的氫氧化物和碳酸鹽、銨和烷基
10銨的氫氧化物和碳酸鹽等等、以及它們的組合。金屬鹽溶液和堿溶液的濃度通?？蔀榧s 0. IM 至約 2M。優(yōu)選在攪拌(優(yōu)選快速攪拌)硅藻土分散體的情況下實(shí)施將金屬鹽加入至硅藻土中?？蓪⒔饘冫}溶液和堿溶液單獨(dú)(以任一順序)或同時(shí)引入到硅藻土分散體中，以便使所得金屬氫氧化物絡(luò)合物與硅藻土的表面進(jìn)行優(yōu)選基本上均勻的反應(yīng)。在反應(yīng)期間可任選加熱反應(yīng)混合物，以加快反應(yīng)速度。通常，所添加的堿量可等于金屬的摩爾數(shù)乘以金屬鹽或金屬絡(luò)合物上的非氧或非羥基抗衡離子數(shù)?；蛘撸?dāng)使用鈦或鐵的鹽時(shí)，可熱誘導(dǎo)金屬鹽水解以形成金屬的氫氧化物絡(luò)合物并且與硅藻土的表面相互作用。在這種情況下，通常可將金屬鹽溶液加入到下述硅藻土分散體(優(yōu)選經(jīng)過攪拌的分散體)中，所述硅藻土分散體已被加熱到足夠高的溫度(例如，大于約50°C )，以促進(jìn)金屬鹽的水解。優(yōu)選溫度為介于約75°C和100°C之間，但如果在高壓釜設(shè)備中進(jìn)行反應(yīng)，則可使用較高的溫度。當(dāng)使用金屬醇鹽絡(luò)合物時(shí)，可誘導(dǎo)金屬絡(luò)合物水解以通過金屬醇鹽在醇溶液中的部分水解來形成金屬的氫氧化物絡(luò)合物。在存在硅藻土的情況下，金屬醇鹽溶液的水解可產(chǎn)生沉積于硅藻土表面上的金屬氫氧化物物質(zhì)。或者，在存在硅藻土的情況下，可通過使金屬醇鹽在氣相中與水反應(yīng)來將金屬醇鹽水解并沉積到硅藻土表面上。在這種情況下，可在(例如)流化床反應(yīng)器和轉(zhuǎn)筒式反應(yīng)器中的任一者中于沉積期間攪動硅藻土。在存在硅藻土的情況下，金屬氧化物前體化合物進(jìn)行上述水解之后，可通過沉淀或通過過濾或通過其他已知的技術(shù)來分離所得的經(jīng)表面處理的硅藻土。分離的產(chǎn)物可通過用水洗滌來進(jìn)行純化并且隨后可進(jìn)行干燥(例如，在50°C至150°C下)。雖然通常經(jīng)表面處理的硅藻土在干燥之后可以是官能化的，但可任選通過在空氣中加熱到約250°C至650°C進(jìn)行煅燒來去除揮發(fā)性副產(chǎn)物，而通常不會損失官能性。當(dāng)將金屬醇鹽用作金屬氧化物前體化合物時(shí)，優(yōu)選進(jìn)行該煅燒步驟。通常，利用鐵的金屬氧化物前體化合物時(shí)，所得的表面處理包括氧化鐵納米顆粒。 當(dāng)氧化鐵與硅藻土的重量比為約0. 08時(shí)，X射線衍射圖案(XRD)不顯示明確的氧化鐵材料的存在。相反，在3.80A、3.68A和2.94A下觀察到額外的X射線反射。該材料的TEM檢查顯示出硅藻土表面相對均勻地涂布有球形納米顆粒狀氧化鐵材料。氧化鐵材料的微晶尺寸為小于約20nm，其中大部分微晶的直徑為小于約lOnm。這些球形微晶在硅藻土表面上的堆積具有致密的外觀，并且硅藻土表面由于這些微晶的存在而看起來為粗糙的表面。通常，利用鈦的金屬氧化物前體化合物時(shí)，所得的表面處理包括納米顆粒二氧化鈦。當(dāng)將二氧化鈦沉積到硅藻土上時(shí)，所得產(chǎn)物在煅燒至約350°C之后的XRD可顯示出存在銳鈦型二氧化鈦的小微晶。利用相對較低的鈦/硅藻土比率時(shí)或在其中使用鈦和鐵氧化物前體的混合物的情況下，通過X射線分析通常觀察不到銳鈦的跡象。由于二氧化鈦為熟知的強(qiáng)效光氧化催化劑，因此經(jīng)二氧化鈦改性的硅藻土濃集劑可用于濃集微生物以進(jìn)行分析，并且隨后還可任選地用作光活化劑，以用于殺滅殘余微生物和去除使用之后的有害的有機(jī)雜質(zhì)。因此，經(jīng)二氧化鈦改性的硅藻土可分離待分析的生物材料并隨后進(jìn)行光化學(xué)清潔以便重復(fù)利用。另外可將這些材料用于其中可能需要微生物去除以及抗微生物效果的過濾應(yīng)用中。
硅藻土硅藻土為由硅藻(一種海洋棲居微生物)殘余物產(chǎn)生的天然硅土材料。因此，其可得自天然來源并且也為市售的(例如，得自Alfa Aesar (Ward Hill，ΜΑ)，它是Johnson Matthey Company旗下的公司)。硅藻土粒子通常具有小的、開放的二氧化硅網(wǎng)絡(luò)(形式為對稱立方體、圓柱體、球體、板、矩形盒等等)。這些粒子的孔結(jié)構(gòu)通常可為顯著均勻的結(jié)構(gòu)。硅藻土可以作為開采的原材料或以純化和任選研磨的粒子用于實(shí)施本發(fā)明的方法。優(yōu)選硅藻土為碾磨粒子形式，該粒子的直徑尺寸為在約1微米至約50微米(更優(yōu)選地約3微米至約10微米)的范圍內(nèi)?？扇芜x將硅藻土在使用之前進(jìn)行熱處理，以去除有機(jī)殘余物的任何遺跡。如果使用熱處理，則可優(yōu)選熱處理為500°C或更低，因?yàn)檩^高溫度可能不利地產(chǎn)生高含量的結(jié)晶二
氧化硅。濃集裝置適用于實(shí)施本發(fā)明的方法的濃集裝置包括具有燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)的那些，所述燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)包含上述濃集劑中的至少一種。例如，可通過下述方式來制備這種濃集裝置將至少一種顆粒狀的可燒結(jié)聚合物(優(yōu)選以粉末形式)與至少一種顆粒濃集劑混合或共混，隨后將所得混合物加熱到足以燒結(jié)該聚合物的溫度。此方法以及其他已知或?qū)黹_發(fā)的燒結(jié)方法可用于在冷卻時(shí)提供包含顆粒濃集劑的燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)。例如，燒結(jié)可引起聚合物粒子在其接觸點(diǎn)處軟化，并且后續(xù)的冷卻可隨后引起粒子的熔合?？僧a(chǎn)生包含顆粒濃集劑的硬化或自支承的多孔聚合物主體(例如，其中濃集劑被嵌入聚合物主體內(nèi)或聚合物主體的表面上)。這會形成具有相對復(fù)雜孔結(jié)構(gòu)(優(yōu)選包括彎曲通道基質(zhì)的濃集裝置)和相對良好機(jī)械強(qiáng)度的濃集裝置。用于制備濃集裝置的聚合物包括可燒結(jié)聚合物及其組合。優(yōu)選的可燒結(jié)聚合物包括熱塑性聚合物及其組合。更優(yōu)選地，熱塑性聚合物可被選擇為具有相對較高的粘度和相對較低的熔融流動速率。這可有利于燒結(jié)過程期間的粒子形狀保持?？捎玫目蔁Y(jié)聚合物包括聚烯烴(包括烯烴均聚物和共聚物以及烯烴與其他乙烯基單體的共聚物)、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚等等，以及它們的組合?？捎镁酆衔锏拇硇詫?shí)例包括乙烯醋酸乙烯酯(EVA)聚合物、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)聚合物、聚乙烯(包括(例如)低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE))、聚丙烯、二元乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、聚苯乙烯、聚(1-丁烯)、聚 (2-丁烯)、聚(1-戊烯)、聚(2-戊烯)、聚(3-甲基-1-戊烯)、聚G-甲基-1-戊烯)、1， 2-聚-1，3- 丁二烯、1，4-聚-1，3- 丁二烯、聚異戊二烯、聚氯丁二烯、聚(醋酸乙烯酯)、聚 (偏二氯乙烯)、聚(偏二氟乙烯)、聚(四氟乙烯)等等，以及它們的組合。優(yōu)選的聚合物包括烯烴均聚物和共聚物(具體地講，聚乙烯、聚丙烯、乙烯醋酸乙烯酯聚合物、以及它們的組合)。更優(yōu)選的聚合物包括烯烴均聚物及其組合(甚至更優(yōu)選地聚乙烯及其組合；最優(yōu)選超高分子量聚乙烯(UHMWPE)及其組合)?？捎玫某叻肿恿烤垡蚁┌ǚ肿恿繛橹辽偌s750，000 (優(yōu)選至少約1，000, 000 ；更優(yōu)選地至少約2，000, 000 ；最優(yōu)選至少約3，000, 000)的那些。可使用寬范圍的聚合物粒度，這取決于燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)中所需的孔(例如，洞、凹陷或優(yōu)選地溝槽)尺寸。較細(xì)小粒子在燒結(jié)的基質(zhì)中會形成較細(xì)小的孔尺寸。一
12般來講，聚合物粒子可為微粒(例如，粒度或直徑范圍為約1微米至約800微米；優(yōu)選約5 微米至約300微米；更優(yōu)選地約5微米至約200微米；最優(yōu)選約10微米至約100微米或200 微米)，從而得到微米或更低量級的孔尺寸。可使用不同的均值(平均)和/或中值粒度 (例如，可使用約30微米至約70微米的平均粒度)。如果需要，則可通過使用較高和較低熔融流動速率的聚合物的共混物來改變或控制燒結(jié)的基質(zhì)的孔隙度?？蓪⒕酆衔锪Ｗ雍皖w粒濃集劑(以及任何可選的添加劑，例如潤濕劑或表面活性劑)進(jìn)行混合和機(jī)械性共混(例如，使用商業(yè)混合設(shè)備)以形成混合物(優(yōu)選均勻混合物)。 一般來講，基于混合物中的所有粒子的總重量，混合物中存在的顆粒濃集劑的濃度可為至多約90重量％ (優(yōu)選約5重量％至約85重量更優(yōu)選地約10重量％至約80重量最優(yōu)選約15重量％至約75重量％ )。如果需要，可在混合物中包含少量(例如，至多約5重量％ )的常規(guī)添加劑(例如，潤濕劑、表面活性劑等等)。可將所得混合物設(shè)置在模具或其他合適的容器或基底中。可用的模具可由碳素鋼、不銹鋼、黃銅、鋁等制成，并且可具有單個(gè)腔體或多個(gè)腔體。腔體可具有基本上任何所需形狀，前提條件是在完成處理之后可將其燒結(jié)的內(nèi)容物從模具移出。優(yōu)選的是，可通過使用商業(yè)粉末處理和/或振動設(shè)備來輔助模具填充。可通過將熱引至模具(例如，通過電阻加熱、電感應(yīng)加熱或蒸汽加熱)來進(jìn)行熱處理?？蓪⒛＞呒訜岬阶阋詿Y(jié)聚合物的溫度(例如，通過加熱到略低于聚合物的熔點(diǎn)的溫度)。燒結(jié)方法為已知的并且可根據(jù)所用聚合物的特性和/或形式進(jìn)行選擇。任選的是，可在加熱過程期間將壓力施加至混合物。在熱處理之后，可允許模具自然地或通過使用基本上任何方便的冷卻方法或裝置冷卻至環(huán)境溫度(例如，約23°C的溫度)?？赏ㄟ^使用美國專利No. 7，112，272、No. 7，112，280 和 No. 7，169，304 (Hughes 等人)中所述的聚合物粒子和處理方法來制備優(yōu)選的濃集裝置，所述粒子和方法的描述以引用方式并入本文中?？蓪煞N不同類型的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)粒子共混在一起，其中一種為“爆米花形”(具有表面卷積)并且另一種為基本球形的。優(yōu)選的“爆米花形”和球形UHMWPE分別以PMX CF-I (堆密度為0. 25-0. 30克/立方厘米、平均直徑為約30至40微米，在約10微米至約100微米的范圍內(nèi))和PMX CF-2 (堆密度為0. 40-0. 48克/立方厘米、 平均直徑為約陽至65微米，在約10微米至約180微米的范圍內(nèi))得自Ticona (Celanese 的分部，總部位于德國的法蘭克福)。還可使用得自其他制造商的具有類似形態(tài)、堆密度和粒度并且分子量為在約750，000至約3，000, 000的范圍內(nèi)的UHMWPE。兩種類型的UHMWPE 粒子可被選擇為具有相同或不同的分子量(優(yōu)選兩者均具有在所述范圍內(nèi)的相同分子量； 更優(yōu)選地兩者均具有約3，000，000的分子量)?？蓪煞N類型的UHMWPE粒子以不同的相對量(例如，等量)進(jìn)行混合并且隨后與濃集劑以上述比率進(jìn)一步地混合。任一種UHMWPE都可以相比另一種較小的量使用或甚至可從混合物中省去，這取決于濃集裝置的所需特性?？蓪⑦x定的粒子共混在一起以形成優(yōu)選均勻的混合物。例如，可使用帶狀共混器等等。然后可將所得的混合物置于模具腔體中，此時(shí)優(yōu)選利用基本上任何標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械振動器同時(shí)進(jìn)行振動。在填充和振動周期結(jié)束時(shí)，可將模具加熱到足以燒結(jié)聚合物的溫度(一般來講，溫度為在約225下至約375 更高的范圍內(nèi)，這取決于聚合物的分子量)。冷卻時(shí)，可獲得自支承的燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)?；|(zhì)可顯示具有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(包括具有不同直徑的互連的多向穿透孔)并且可因而包括優(yōu)選的彎曲通道基質(zhì)(用作本發(fā)明的濃集方法中的濃集裝置)。如果需要，濃集裝置還可包括一種或多種其他組件，例如為一種或多種預(yù)濾器(例如，以在樣品穿過多孔基質(zhì)之前從樣品移除相對較大的食品粒子)、用于在整個(gè)裝置上施加壓差的歧管(例如，以有助于使樣品穿過多孔基質(zhì))和/或外部殼體(例如，容納和/或保護(hù)多孔基質(zhì)的一次性料筒)。MM本發(fā)明的方法可應(yīng)用到多種不同類型的樣品，包括(但不限于)醫(yī)學(xué)樣品、環(huán)境樣品、食品樣品、飼料樣品、臨床樣品和實(shí)驗(yàn)室樣品，以及它們的組合。醫(yī)學(xué)或獸醫(yī)樣品可包括 (例如)來自生物來源(例如，人或動物)的有待測定以用于臨床診斷的細(xì)胞、組織或流體。 環(huán)境樣品可為(例如)來自醫(yī)學(xué)或獸醫(yī)設(shè)施、工業(yè)設(shè)施、土壤、水源、食品制備區(qū)(食品接觸區(qū)和非接觸區(qū))、實(shí)驗(yàn)室或已潛在遭受生物恐怖活動的區(qū)域。優(yōu)選的是食品加工、處理以及制備區(qū)樣品，這是因?yàn)檫@些在細(xì)菌病原體導(dǎo)致的食品供應(yīng)污染方面常常受到特別的關(guān)注。以液體形式或以固體在液體中的分散體或懸浮液形式獲得的樣品可直接使用或可進(jìn)行濃集(例如，通過離心法)或稀釋(例如，通過添加緩沖(PH值受控的)溶液)。固體或半固體形式的樣品可直接使用或可根據(jù)需要通過(例如)用流體介質(zhì)(例如，緩沖溶液)洗滌或沖洗或懸浮或分散于流體介質(zhì)中的方法來提取?？蓮谋砻?例如，通過擦拭或沖洗)獲取樣品。優(yōu)選樣品為流體(例如，液體、氣體或固體或液體在液體或氣體中的分散體或懸浮液)?？捎糜趯?shí)施本發(fā)明的方法的樣品的實(shí)例包括食品(例如，新鮮農(nóng)產(chǎn)品或即食型午餐或“熟食”肉)、飲料(例如，果汁或充碳酸氣的飲料)、飲用水和生物流體(例如，全血或其組分，例如血漿、富含血小板的血液級分、血小板濃縮液或濃集人類紅細(xì)胞；細(xì)胞制劑 (例如，分散的組織、骨髓抽吸物或椎體骨髓)；細(xì)胞懸浮液；尿液、唾液和其他體液；骨髓； 肺液；腦液；傷口滲出液；傷口活檢樣品；眼液；脊髓液等等)以及可使用已知程序(例如使用裂解緩沖液等等)形成的裂解制劑(例如細(xì)胞裂解物)等。優(yōu)選的樣品包括食品、飲料、 飲用水、生物流體、以及它們的組合(更優(yōu)選地為食品、飲料、飲用水，以及它們的組合)。樣品體積可根據(jù)具體應(yīng)用而不同。例如，當(dāng)本發(fā)明的方法用于診斷或研究應(yīng)用時(shí)， 樣品的體積通?？稍谖⑸秶鷥?nèi)(例如，10微升或更大)。當(dāng)所述方法用于食品病原體檢測分析或用于飲用水安全性檢測時(shí)，樣品的體積通?？稍诤辽辽姆秶鷥?nèi)(例如，100毫升至3升)。在工業(yè)應(yīng)用中，例如生物工藝或制藥配方中，所述體積可為成千上萬升。本發(fā)明方法可從濃集狀態(tài)的樣品中分離微生物，并且還可使得能從可抑制擬用檢測程序的樣品基質(zhì)組分中分離微生物。在所有這些情況中，本發(fā)明的方法都可伴隨或替代其他的微生物濃集方法而使用。因此，任選地，如果需要另外的濃集，可在實(shí)施本發(fā)明方法之前或之后從樣品培養(yǎng)培養(yǎng)物。這種培養(yǎng)富集可為一般或初等的(以便富集大部分或基本上所有微生物的濃度)或可為特異性或選擇性的(以便僅富集一種或多種選定微生物的濃度)。接觸操作可通過多種已知的或?qū)黹_發(fā)的提供兩種材料之間接觸的方法中的任何者來實(shí)施本發(fā)明的方法。例如，可將濃集裝置添加至樣品或可將樣品添加至濃集裝置?？蓪饧b置浸入樣品中、可將樣品傾注到濃集裝置上、可將樣品傾注到含有濃集裝置的管或孔內(nèi)或優(yōu)選可使樣品在濃集裝置之上或之內(nèi)(優(yōu)選之內(nèi))穿過(或反之亦然)。優(yōu)選以下述方式進(jìn)行接觸，使得樣品穿過燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)的至少一個(gè)孔(優(yōu)選穿過至少一個(gè)穿透孔)?？稍诙喾N容器或儲存器中的任何者(任選地，帶蓋、閉合或密封的容器；優(yōu)選設(shè)計(jì)用于容納基本上不具有樣品滲漏的裝置的圓柱、注射筒或另一個(gè)儲存器)中組合(使用任何添加順序)濃集裝置和樣品。用于實(shí)施本發(fā)明的方法的合適容器將由具體樣品決定，并且可在尺寸和性質(zhì)上大不相同。例如，所述容器可為小容器(例如10微升容器(例如，試管或注射器))或較大容器(例如100毫升至3升容器(例如，錐形瓶或環(huán)狀圓柱形容器)。直接接觸樣品的容器、濃集裝置和任何其他裝置或添加劑可在使用前進(jìn)行滅菌 (例如，通過受控?zé)?、環(huán)氧乙烷氣體或輻射來進(jìn)行)，以便減少或防止任何可導(dǎo)致檢測誤差的樣品污染。濃集裝置中足以捕集或濃集特定樣品的微生物以便成功檢測的濃集劑的量是可變動的(取決于(例如)濃集劑和濃集裝置的性質(zhì)和形式以及樣品的體積)，并且可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易地確定?？蛇M(jìn)行接觸操作達(dá)所需的時(shí)間(例如，對于體積為等于或小于約100毫升的樣品， 最多約60分鐘的接觸操作是可用的操作；優(yōu)選約15秒至約10分鐘或更長時(shí)間；更優(yōu)選約 15秒至約5分鐘；最優(yōu)選約15秒至約2分鐘)。任選且可優(yōu)選的是，可通過混合(例如，通過攪動、通過搖動或通過在整個(gè)裝置上都施加壓差以有利于樣品穿過其多孔基質(zhì))和/或通過孵育(例如，在環(huán)境溫度下)來增強(qiáng)接觸，以便增加微生物與濃集裝置的接觸。優(yōu)選的是，可通過以下方法來實(shí)現(xiàn)接觸操作使樣品穿過濃集裝置(例如，通過泵送)至少一次(優(yōu)選僅一次)?？墒褂糜糜谠谡麄€(gè)裝置(例如，注射器或柱塞)上都建立壓差的泵(例如，蠕動泵)或其他設(shè)備中的基本上任何一種。以高達(dá)約100毫升/分鐘或更高的樣品流速穿過所述裝置可能是有效的方法。優(yōu)選可使用約10-20毫升/分鐘的流速。優(yōu)選的接觸操作方法包括使樣品如此穿過濃集裝置(例如，通過泵送)并且隨后利用濃集裝置(例如，在上述容器中的一者內(nèi))孵育(例如，約3小時(shí)至約M小時(shí)；優(yōu)選約 4小時(shí)至約20小時(shí))含微生物的樣品(優(yōu)選流體)。如果需要，在接觸操作期間，可在濃集裝置和樣品的組合中添加一種或多種添加劑(例如，裂解試劑、生物發(fā)光測定試劑、核酸捕集試劑(例如，磁珠)、微生物生長培養(yǎng)基、緩沖液(例如，用于潤濕固體樣品)、微生物染色試劑、洗滌緩沖液(例如，用于洗除未組合材料)、洗脫劑(例如，血清白蛋白)、表面活性劑 (例如，可得自 Union Carbide Chemicals and Plastics (Houston, TX)的 Triton X-100 非離子型表面活性劑)、機(jī)械磨蝕/洗脫劑(例如，玻璃珠)等等)。本發(fā)明的方法還可任選地包括分隔開所得的組合微生物的濃集裝置與樣品。可通過本領(lǐng)域中熟知的多種方法來實(shí)施分隔(例如，通過泵送、潷析或虹吸流體樣品，以便將組合微生物的濃集裝置留在用于實(shí)施所述方法的容器或儲存器中)。另外可以在樣品接觸操作之后從濃集裝置隔離或分隔開(例如，通過使洗脫劑或裂解劑在濃集裝置之上或之內(nèi)穿過)捕集的微生物(或其一種或多種組分)。本發(fā)明的方法可手動(例如，以批次方式)或可自動(例如，以便能夠進(jìn)行連續(xù)或半連續(xù)處理)進(jìn)行。腿可通過使用本發(fā)明的方法來濃集以及任選且優(yōu)選地檢測多種微生物，包括(例如)細(xì)菌、真菌、酵母菌、原生動物、病毒(包括無包膜和有包膜的病毒)、細(xì)菌內(nèi)生孢子(例如，芽孢桿菌屬(包括炭疽芽胞桿菌、蠟狀芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌)和梭狀芽孢桿菌(包括肉毒梭狀芽孢桿菌、艱難梭狀芽孢桿菌和產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌))等等、以及它們的組合(優(yōu)選細(xì)菌、酵母菌、病毒、細(xì)菌內(nèi)生孢子、真菌、以及它們的組合；更優(yōu)選地細(xì)菌、酵母菌、病毒、細(xì)菌內(nèi)生孢子、以及它們的組合；甚至更優(yōu)選地細(xì)菌、病毒、細(xì)菌內(nèi)生孢子、以及它們的組合；最優(yōu)選革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、無包膜病毒(例如，諾羅病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒、甲型肝炎病毒、鼻病毒、以及它們的組合)、細(xì)菌內(nèi)生孢子、以及它們的組合)。所述方法具有檢測病原體的實(shí)用性，這對于食品安全或?qū)τ卺t(yī)學(xué)、環(huán)境或反恐活動的原因來說是重要的。所述方法尤其可用于檢測病原性細(xì)菌(例如，革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌兩者) 以及多種酵母、霉菌和支原體(以及這些中的任何者的組合)。待檢測的靶微生物屬包括(但不限于)李斯特菌屬、埃希氏桿菌屬、沙門氏菌屬、 彎曲桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬、螺桿菌屬、分枝桿菌屬、葡萄球菌屬、志賀氏菌屬、腸球菌屬、 芽孢桿菌屬、奈瑟氏菌屬、志賀氏菌屬、鏈球菌屬、弧菌屬、耶爾森氏菌屬、博德特氏菌屬、包柔氏螺旋體屬、假單胞菌屬、酵母菌屬、念珠菌屬等等、以及它們的組合。樣品可含有多種微生物菌株，并且任何一種菌株都可獨(dú)立于任何其他菌株而被檢測到?？勺鳛闄z測靶的具體微生物株系包括大腸桿菌、小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌、假結(jié)核耶爾森氏菌、霍亂弧菌、副溶血性弧菌、創(chuàng)傷弧菌、單核細(xì)胞增多性李斯特菌、金黃色葡萄球菌、腸道沙門氏菌、釀酒酵母菌、白色念珠菌、葡萄球菌腸毒素亞種、蠟樣芽孢桿菌、炭疽芽孢桿菌、萎縮芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌、肉毒梭狀芽孢桿菌、艱難梭狀芽孢桿菌、阪崎腸桿菌、綠膿假單胞菌等、以及它們的組合(優(yōu)選金黃色葡萄球菌、腸道沙門氏菌、釀酒酵母菌、萎縮芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、人類感染性無包膜腸道病毒(大腸桿菌噬菌體為替代物)、以及它們的組合)。已被濃集裝置捕集或組合(例如，通過吸附或通過篩分)的微生物可通過基本上任何目前已知或?qū)黹_發(fā)的所需方法來檢測。這類方法包括(例如)基于培養(yǎng)的方法(當(dāng)時(shí)間允許時(shí)可為優(yōu)選的)、顯微鏡法(例如，使用可用于觀察標(biāo)記有熒光染料的微生物的透射光顯微鏡或落射熒光顯微鏡)以及其他成像方法、免疫檢測方法和遺傳檢測方法。微生物捕集后的檢測過程可任選地包括洗滌以移除樣品基質(zhì)組分、切片或者說是打碎濃集裝置中燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)、染色等。免疫檢測是對衍生自靶生物體的抗原物質(zhì)的檢測，該抗原物質(zhì)通常是充當(dāng)細(xì)菌或病毒顆粒的表面上的標(biāo)志的生物分子(例如，蛋白質(zhì)或蛋白多糖)?？乖镔|(zhì)的檢測通?？赏ㄟ^抗體、選自例如噬菌體展示之類的過程的多肽或來自篩選過程的適體來進(jìn)行。免疫檢測方法是熟知的，并且包括(例如)免疫沉淀和酶聯(lián)免疫吸附測定 (ELISA)?？梢远喾N方式(例如，通過用熒光染料、用量子點(diǎn)或用可產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光的酶或有色底物來標(biāo)記第一抗體或第二抗體和使用酶標(biāo)儀或側(cè)向流裝置)來檢測抗體組合。還可通過基因檢測(例如，通過核酸雜交或引物指導(dǎo)的擴(kuò)增)來進(jìn)行檢測，基因檢測常常是優(yōu)選的方法?？蓪⒉都蚪M合的微生物裂解，以使它們的遺傳物質(zhì)可供檢測。裂解方法是熟知的，包括(例如)下述處理聲裂法、滲壓震擾、高溫處理(例如，約50°C至約 IOO0C )和與酶一起孵育，該酶例如為溶菌酶、葡萄糖酶、藤黃節(jié)桿菌酶、溶細(xì)胞酶、蛋白酶 K、蛋白酶E和病毒內(nèi)溶素。
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許多常用的基因檢測分析可檢測特定微生物的核酸，包括DNA和/或RNA?；驒z測方法中使用的條件的嚴(yán)格性與所檢測的核酸序列的變異水平相關(guān)。高度嚴(yán)格的鹽濃度和溫度條件可使檢測限于靶標(biāo)的精確核酸序列。因此，使用高度嚴(yán)格的基因檢測可區(qū)分靶核酸序列存在小變異的微生物菌株。基因檢測可以基于核酸雜交，其中單鏈核酸探針與微生物的變性核酸雜交，使得產(chǎn)生包含探針鏈的雙鏈核酸。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)熟悉用于在凝膠電泳、毛細(xì)管電泳或其他分離方法之后檢測雜交物的探針標(biāo)記，例如放射性標(biāo)記、熒光標(biāo)記以及化學(xué)發(fā)光標(biāo)記。特別有用的基因檢測方法是基于引物指導(dǎo)的核酸擴(kuò)增。引物指導(dǎo)的核酸擴(kuò)增方法包括(例如)熱循環(huán)方法(例如，聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)、逆轉(zhuǎn)錄酶聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)、 連接酶鏈反應(yīng)(LCR))以及等溫法和鏈置換擴(kuò)增(SDA)(以及它們的組合，優(yōu)選為PCR或 RT-PCR)。用于檢測擴(kuò)增產(chǎn)物的方法包括(但不限于)(例如)凝膠電泳分離和溴化乙錠染色以及檢測產(chǎn)物中摻入的熒光標(biāo)記或放射性標(biāo)記。還可使用在檢測擴(kuò)增產(chǎn)物之前不需要分離步驟的方法(例如，實(shí)時(shí)PCR或均相檢測)。生物發(fā)光檢測方法是熟知的，并且包括(例如)三磷酸腺苷(ATP)檢測方法，包括美國專利No. 7，422，868 (Fan等人)中所描述的那些，其說明內(nèi)容以引用方式并入本文。也可使用其他基于發(fā)光的檢測方法。由于本發(fā)明方法是非菌株特異性的，它提供了容許在同一樣品中靶向多種微生物菌株以便檢測的通用捕集系統(tǒng)。例如，在測定食品樣品的污染時(shí)，將同一樣品中的單核細(xì)胞增多性李斯特菌、大腸桿菌和沙門氏菌一并檢測可能是所需方法。在單個(gè)捕集步驟之后接著可進(jìn)行(例如)PCR或RT-PCR測定，其使用特異性引物來擴(kuò)增來自這些微生物菌株中的每一個(gè)的不同核酸序列。因此，可避免需要對每一個(gè)菌株都分開進(jìn)行樣品處理和制備程序。診斷試劑盒用于實(shí)施本發(fā)明的濃集方法的診斷試劑盒包括(a)至少一種上述濃集裝置；和 (b)用于實(shí)施本發(fā)明的濃集方法的至少一種檢測容器或檢測試劑(優(yōu)選無菌檢測容器或檢測試劑)。優(yōu)選診斷試劑盒還包括用于實(shí)施所述方法的說明書?？捎玫臋z測容器或儲存器包括上文所述的那些并且可用于(例如)接觸、孵育、 采集洗脫液或其他所需的方法步驟。可用的檢測試劑包括微生物培養(yǎng)基或生長培養(yǎng)基、裂解劑、洗脫劑、緩沖液、發(fā)光檢測分析組分(例如，發(fā)光劑、裂解試劑、熒光素酶、酶底物、反應(yīng)緩沖液等等)、基因檢測分析組分等等、以及它們的組合。優(yōu)選的裂解劑是在緩沖液中提供的分解酶或化學(xué)品，并且優(yōu)選的基因檢測分析組分包括靶微生物的一種或多種特異性引物。所述試劑盒還可任選地包括無菌鑷子等等。鍾下面的實(shí)例將進(jìn)一步說明本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，但這些實(shí)例中列舉的具體材料及其量以及其他條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為是對本發(fā)明的不當(dāng)限制。所有微生物培養(yǎng)物均購自 American Type Culture Collection(ATCC) (Manassas，VA)(美國標(biāo)準(zhǔn)生物品收藏中心)。濃集劑的制備硅藻土粉(硅藻土)以白色粉末(325目；所有粒子的粒度均為小于44微米)購自 Alfa Aesar (Ward Hill,ΜΑ)(它是 Johnson Matthey Company 旗下的公司)。此材料通過X射線衍射(XRD)顯示包含無定形二氧化硅以及結(jié)晶α-方石英和石英。煅燒的硅藻土購自Solvadis，GmbH (Frankfurt, Germany)(并且據(jù)觀察，包括長度為約5微米至約80微米、寬度為約3微米至約8微米的小桿；主長度為至多約60微米的多孔圓盤和圓盤片段；以及主長度為約3微米至約60微米的非對稱片段)。此材料經(jīng)XRD顯示主要包含α -方石英。通過下述方式表面處理硅藻土來制備包含各種不同表面改性劑(即，二氧化鈦； 與氧化鐵組合的二氧化鈦；氧化鐵；鉬；金；以及與氧化鐵組合的金)的濃集劑金沉積將約57_60g干燥的硅藻土或經(jīng)金屬氧化物改性的硅藻土載體介質(zhì)(約300mL體積的粉末)在150°C的烘箱中進(jìn)一步干燥M小時(shí)，以移除殘余水。趁熱將所得的干燥樣品置于上述具體實(shí)施方式
中描述的PVD設(shè)備中，其中PVD設(shè)備具有葉片間隙為2. 7mm的粒子攪拌器。然后把設(shè)備的真空室抽吸至約5X10—5托的背景壓力，使包含氬濺射氣的氣體以約 10毫托的壓力進(jìn)入真空室。然后按照以下方法實(shí)施金屬沉積過程對設(shè)備的陰極供電預(yù)設(shè)的時(shí)間段，在以受控功率為0. 02kW進(jìn)行金屬的DC磁控濺涂過程中，其粒子攪拌器軸和帶孔葉片以4rpm旋轉(zhuǎn)。濺涂持續(xù)時(shí)間為5小時(shí)。濺涂完成后，利用空氣將真空室通風(fēng)至環(huán)境條件，并且從PVD 裝置中取出所得的涂布金屬的樣品，通過25目(0.707mm)篩進(jìn)行篩分，以分離該過程中產(chǎn)生的細(xì)小顆粒。通過對(沉積過程之前和之后)所使用的金屬濺射靶進(jìn)行稱重來確定已沉積到樣品上的金屬的量。通常，約18%的靶的重量損失代表沉積到樣品上的金屬(基于電感耦合等離子體分析)?；诖诵畔?，載體介質(zhì)上的所得金量經(jīng)計(jì)算為約0. 9重量％。鉑沉積基本上重復(fù)上述金沉積過程，不同的是使用7. 62cm(3英寸)的鉬靶來代替已用的 7. 62cm(3英寸)的金靶、功率設(shè)為0. 03kW、并且沉積時(shí)間為1小時(shí)。載體介質(zhì)上的所得鉬量經(jīng)計(jì)算為約0. 25重量％。二氧化鈦的沉積通過在攪拌下將20. 0 克的 TiO (SO4) CH2CKNoah Technologies Corporation (San Antonio, TX))溶于80. 0克的去離子水中來制備20重量％的硫酸氧鈦(IV)脫水溶液。將 50. 0克的此溶液與175mL的去離子水混合，以形成二氧化鈦前體化合物溶液。通過在快速攪拌下將50. 0克的硅藻土分散于大燒杯中的500mL的去離子水中來制備硅藻土的分散體。 將硅藻土分散體加熱到約80°C之后，經(jīng)約1小時(shí)的時(shí)間段逐滴加入二氧化鈦前體化合物溶液，同時(shí)快速攪拌。添加之后，將燒杯用表面皿蓋住并將其內(nèi)容物加熱到沸騰20分鐘。將氫氧化銨溶液添加到燒杯中，直到內(nèi)容物的PH值為約9。通過沉降/潷析來洗滌所得產(chǎn)物， 直到洗滌水的PH值為中性。通過過濾來分離產(chǎn)物并將其在100°C下干燥過夜。將干燥產(chǎn)物的一部分放置到瓷坩堝內(nèi)并且通過下述方式進(jìn)行煅燒以約3°C /分鐘的加熱速率從室溫加熱到350°C并且隨后在350°C下保持1小時(shí)。氧化鐵的沉積基本上使用上述二氧化鈦沉積方法來將氧化鐵沉積到硅藻土上，不同的是用20. 0 克的 Fe (NO3) 3 · 9H20 (J. Τ. Baker, Inc. (Phillipsburg, N. J.))溶于 175mL 的去離子水中所得的溶液來替代硫酸氧鈦溶液。將所得的經(jīng)氧化鐵改性的硅藻土的一部分按相似方法煅燒至350°C，以用于進(jìn)一步的檢測。
氧化鐵和二氧化鈦的沉積基本上使用上述二氧化鈦沉積的方法來將氧化鐵和二氧化鈦的混合物沉積到硅藻土上，不同的是用 10. 0 克的!^e(NO3)3 · 9H20 (J.T.Baker，Inc. (Phillipsburg, N.J.))和 25. 0 克的 TiO (SO4) '2H20(Noah Technologies Corporation (San Antonio，TX))溶于 175mL 的去離子水中所得的溶液來替代硫酸氧鈦溶液。將所得的經(jīng)氧化鐵和二氧化鈦改性的硅藻土的一部分按相似方法煅燒至350°C，以用于進(jìn)一步的檢測。濃集劑篩檢微牛物濃集檢測方法將分離的微生物菌落接種于5mL的BBL Trypticase Soy Broth (BBL Trypticase 大豆肉湯)(Becton Dickinson (Sparks, MD))中，并且在 37°C下孵育 18-20 小時(shí)。將約IO9個(gè)菌落形成單位/mL的該過夜培養(yǎng)物在pH值為7. 2的吸附緩沖液(含5mM 的KClUmM的CaCl2、0. ImM的MgCl2和ImM的K2HPO4)中稀釋，以獲得IO3個(gè)微生物/mL的稀釋液。將1. ImL體積的微生物稀釋液添加至各經(jīng)標(biāo)記的含IOmg濃集劑的無菌5mL聚丙烯管(BD Falcon , Becton Dickinson (Franklin Lakes，NJ))，將每一根管都封蓋，并在 Thermolyne Maximix Plus y^MM^^I (Barnstead Intemational (Iowa)) ±夕昆&。 $ 室溫(25°C)下于 Thermolyne Vari Mix 振蕩器平臺(Barnstead International(Iowa)) 上孵育每一根封蓋的管15分鐘。在孵育后，讓每一根管都在試驗(yàn)臺上靜放10分鐘，以沉降濃集劑。以相同方式處理含有l(wèi).lmL微生物稀釋液但無濃集劑的對照樣品管。然后將所得的沉降的濃集劑和/或上清液(以及對照樣品)用于分析。根據(jù)制造商的說明書，將沉降的濃集劑重懸浮于ImL的無菌Butterfield’ s Buffer溶液(pH值為7. 2士0. 2 ；磷酸二氫鉀緩沖溶液；VffR目錄號83008-093，VWR(West Chester,PA))中并且鋪板于 3M Petrifilm Aerobic Count Plates 培養(yǎng)基(干燥，可再水合的；3M 公司(M.Paul· ,MN)) ο 使用 3M Petrifi lm Plate Reader(3M 公司(M.Paul·， MN))對好氧性微生物計(jì)數(shù)進(jìn)行量化。使用下式計(jì)算結(jié)果重懸浮的濃集劑中的CFU百分?jǐn)?shù)/mL =(來自鋪板的重懸浮的濃集劑的菌落數(shù))/(來自鋪板的未處理的對照樣品的菌落數(shù))XlOO(其中，CFU=菌落形成單位，其為活的或有活力的微生物的單位)。然后使用下式以微生物被濃集劑捕集的百分?jǐn)?shù)來記錄結(jié)果捕集效率或捕集百分?jǐn)?shù)=重懸浮的濃集劑中的CFU百分?jǐn)?shù)/mL濃集劑出于比較目的，在至少一些情況中，移取ImL上清液，未經(jīng)稀釋進(jìn)行鋪板或在 Butterfield，s Buffer 溶液中 1 10 稀釋來鋪板，并且鋪板到 3M Petrifilm Aerobic Count Plates 培養(yǎng)基上。使用 3M Petrif ilm Plate Reader (3M 公司(M.Paul·，MN))對好氧性微生物計(jì)數(shù)進(jìn)行量化。使用下式計(jì)算結(jié)果上清液中的CFU百分?jǐn)?shù)/mL =(來自鋪板的上清液的菌落數(shù))/(來自鋪板的未處理的對照樣品的菌落數(shù))X 100(其中，CFU=菌落形成單位，其為活的或有活力的微生物的單位)。當(dāng)微生物菌落和濃集劑的顏色相似時(shí)(給酶標(biāo)儀提供的對比度很小)，結(jié)果是基于上清液，因而使用下式以微生物被濃集劑捕集的百分?jǐn)?shù)來記錄結(jié)果捕集效率或捕集百分?jǐn)?shù)=100-上清液中的CFU百分?jǐn)?shù)/mL
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濃集劑篩檢1-12和對比篩檢1和2利用上述微生物濃集檢測方法，分別測定IOmg各種不同表面處理的硅藻土或表面處理的煅燒硅藻土濃集劑(按上述方式制備)和IOmg未經(jīng)處理的硅藻土(以下簡稱DE) 對靶微生物革蘭氏陰性菌腸道沙門氏菌亞種鼠傷寒沙門氏菌(ATCC 35987)和革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌(ATCC 6538)的細(xì)菌濃集作用。結(jié)果示于下表1中。表 1.
權(quán)利要求
1.一種方法，包括(a)提供濃集裝置，所述濃集裝置包括燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)，所述燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)含有至少一種濃集劑，所述至少一種濃集劑包含硅藻土，所述硅藻土在其表面的至少一部分上載有表面處理劑，所述表面處理劑包括表面改性劑，所述表面改性劑包含氧化鐵、二氧化鈦、細(xì)納米級金或鉬、或它們的組合；(b)提供樣品，所述樣品包含至少一種微生物菌株；以及(c)使所述濃集裝置與所述樣品接觸，使得所述至少一種微生物菌株的至少一部分被結(jié)合到所述濃集裝置或被所述濃集裝置捕集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括檢測至少一種結(jié)合的微生物菌株的存在。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述檢測通過選自以下方法來實(shí)施基于培養(yǎng)的方法、顯微鏡法和其他成像方法、基因檢測方法、免疫檢測方法、基于發(fā)光的檢測方法，以及它們的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括將所述濃集裝置與所述樣品分隔開和/或培養(yǎng)性地富集至少一種結(jié)合的微生物菌株和/或?qū)⒅辽僖环N結(jié)合的微生物菌株的至少一部分與所述濃集裝置分隔開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)包含至少一種熱塑性聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述熱塑性聚合物選自烯烴均聚物、烯烴共聚物、 烯烴與其他乙烯基單體的共聚物、以及它們的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述熱塑性聚合物選自烯烴均聚物以及它們的組
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述烯烴均聚物為聚乙烯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述濃集裝置包括彎曲通道基質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述表面改性劑選自細(xì)納米級金、細(xì)納米級鉬、 與至少一種金屬氧化物組合的細(xì)納米級金、二氧化鈦、與至少一種其他金屬氧化物組合的二氧化鈦、氧化鐵、與至少一種其他金屬氧化物組合的氧化鐵、以及它們的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述金屬氧化物選自氧化鐵、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁，以及它們的組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述表面改性劑選自細(xì)納米級金、細(xì)納米級鉬、 與至少氧化鐵或二氧化鈦組合的細(xì)納米級金、二氧化鈦、與至少氧化鐵組合的二氧化鈦、氧化鐵、以及它們的組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述表面改性劑選自細(xì)納米級金、細(xì)納米級鉬、 與氧化鐵或二氧化鈦組合的細(xì)納米級金、二氧化鈦、與氧化鐵組合的二氧化鈦、以及它們的組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述表面改性劑選自細(xì)納米級金、與氧化鐵或二氧化鈦組合的細(xì)納米級金、與氧化鐵組合的二氧化鈦、以及它們的組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述表面改性劑選自細(xì)納米級金、與氧化鐵或二氧化鈦組合的細(xì)納米級金、以及它們的組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述樣品為流體形式。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述微生物菌株選自以下的株系細(xì)菌、真菌、酵母菌、原生動物、病毒、細(xì)菌內(nèi)生孢子、以及它們的組合。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述微生物菌株選自以下的菌株細(xì)菌、酵母菌、病毒、細(xì)菌內(nèi)生孢子、以及它們的組合。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述接觸通過使所述樣品穿過所述濃集裝置來實(shí)施。
20.一種方法，包括(a)提供濃集裝置，所述濃集裝置包括燒結(jié)的聚乙烯彎曲通道基質(zhì)，所述燒結(jié)的聚乙烯彎曲通道基質(zhì)含有至少一種濃集劑，所述至少一種濃集劑包含硅藻土，所述硅藻土在其表面的至少一部分上載有表面處理劑，所述表面處理劑包括表面改性劑，所述表面改性劑選自細(xì)納米級金、細(xì)納米級鉬、與至少氧化鐵或二氧化鈦組合的細(xì)納米級金、二氧化鈦、與至少氧化鐵組合的二氧化鈦、氧化鐵、以及它們的組合；(b)提供流體樣品，所述流體樣品包含至少一種微生物菌株，所述至少一種微生物菌株選自細(xì)菌、酵母菌、 病毒、細(xì)菌內(nèi)生孢子、以及它們的組合；以及(c)按照下述方式使所述流體樣品穿過所述濃集裝置，所述方式使得所述至少一種微生物菌株的至少一部分被結(jié)合到所述濃集裝置或被所述濃集裝置捕集。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述方法還包括檢測至少一種結(jié)合的微生物菌株的存在。
22.—種濃集裝置，包括燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)，所述燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)含有至少一種濃集劑，所述至少一種濃集劑包含硅藻土，所述硅藻土在其表面的至少一部分上載有表面處理劑，所述表面處理劑包括表面改性劑，所述表面改性劑包含氧化鐵、二氧化鈦、細(xì)納米級金或鉬、或它們的組合。
23.—種試劑盒，包括(a)至少一種根據(jù)權(quán)利要求22所述的濃集裝置；和(b)至少一種檢測容器或檢測試劑用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法。
24.一種用于制備濃集裝置的方法，包括(a)提供混合物，所述混合物包含(1)至少一種顆粒狀的可燒結(jié)的聚合物和( 至少一種顆粒濃集劑，所述至少一種顆粒濃集劑包含硅藻土，所述硅藻土在其表面的至少一部分上載有表面處理劑，所述表面處理劑包括表面改性劑，所述表面改性劑包含氧化鐵、二氧化鈦、細(xì)納米級金或鉬、或它們的組合；以及(b)將所述混合物加熱到足以燒結(jié)所述聚合物的溫度，以便形成燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)，所述燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)包含所述顆粒濃集劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于捕集或濃集微生物的方法，以用于檢測或測定，所述方法包括(a)提供濃集裝置，所述濃集裝置包括燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)，所述燒結(jié)的多孔聚合物基質(zhì)含有至少一種濃集劑，所述至少一種濃集劑包含硅藻土，所述硅藻土在其表面的至少一部分上載有表面處理劑，所述表面處理劑包括表面改性劑，所述表面改性劑包含氧化鐵、二氧化鈦、細(xì)納米級金或鉑、或它們的組合；(b)提供樣品，所述樣品包含至少一種微生物菌株；以及(c)使所述濃集裝置與所述樣品接觸，使得所述至少一種微生物菌株的至少一部分被結(jié)合到所述濃集裝置或被所述濃集裝置捕集。
文檔編號G01N1/40GK102449460SQ201080022685
公開日2012年5月9日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者安德魯·W·拉賓斯, 曼基里·T·克什爾薩嘉 申請人:3M創(chuàng)新有限公司