用于觀察生物物種的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于觀察，并且適當(dāng)情況下用于檢測(cè)，在培養(yǎng)基上的生物物種的方法，該培養(yǎng)基被容納在諸如皮氏培養(yǎng)皿的容器內(nèi)。
【背景技術(shù)】
[0002]通常將諸如細(xì)菌的微生物培養(yǎng)在培養(yǎng)基(瓊脂)上，其中培養(yǎng)基(瓊脂)被容納在皮氏培養(yǎng)皿內(nèi)。皮氏培養(yǎng)皿為不是很深的圓柱狀培養(yǎng)皿，由基底和蓋子組成，由諸如玻璃或塑料(聚苯乙烯)的透明材料制成。通常在均勻照明下，通過(guò)肉眼觀察來(lái)檢測(cè)微生物；細(xì)菌菌落通常顯現(xiàn)為或多或少的弧形材料簇，該材料簇可以透過(guò)皮氏培養(yǎng)皿的壁或底部看到。由于存在冷凝物薄層，通常難以或不能透過(guò)蓋子進(jìn)行觀察，其中冷凝物薄層由直徑大約在I ym至Imm之間的彌散的微滴構(gòu)成，這些微滴覆蓋了所述蓋子的內(nèi)表面。因此，當(dāng)培養(yǎng)基為散射的或吸收性的(在血瓊脂的情況下)時(shí)，需要打開(kāi)皮氏培養(yǎng)皿以觀察培養(yǎng)的微生物，但是這樣存在污染的風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]本發(fā)明的目標(biāo)是要解決這一問(wèn)題。更具體地，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種方法，該方法使得能夠透過(guò)容器的半透明面(并且因此為散射的面)，觀察容納在該容器內(nèi)的培養(yǎng)基上的生物物種，該面可能由于散射材料(尤其是冷凝物)沉積在其上而是半透明的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)是利用如下方法實(shí)現(xiàn)的:一種用于觀察在培養(yǎng)基上的生物物種的方法，該培養(yǎng)基被容納在具有至少一個(gè)半透明面的容器內(nèi)，該方法包括以下步驟:
[0005]a)使光束射向所述半透明面的一部分上，以界定出所述半透明面的至少一個(gè)被照亮的部位和至少一個(gè)未被照亮的部位；以及
[0006]b)獲取所述培養(yǎng)基的表面被所述光束照亮的部分的圖像，所述獲取透過(guò)所述半透明面的所述未被照亮的部位或至少一個(gè)所述未被照亮的部位并且沿光學(xué)獲取軸進(jìn)行，該光學(xué)獲取軸與所述光束的傳播方向形成非零角度。
[0007]有利地，在界定出所述半透明面的不同的被照亮的部位和未被照亮的部位的同時(shí)，步驟a)和步驟b)可以進(jìn)行多次，該方法還包括步驟c):組合由此獲取的圖像，以形成“組合”圖像。
[0008]具體地，步驟a)和步驟b)可以進(jìn)行多次，然后光束掃描培養(yǎng)基的表面。在光束的每一連續(xù)位置處，獲取圖像，然后處理這些圖像以形成組合圖像。然后，組合圖像構(gòu)成培養(yǎng)基的描述。
[0009]例如，所述組合圖像可以通過(guò)以下過(guò)程獲得:在培養(yǎng)基的表面的每一點(diǎn)處，組合在所述獲取的圖像上測(cè)量的對(duì)應(yīng)于該點(diǎn)的最弱的光強(qiáng)度。
[0010]所述組合圖像還可以通過(guò)以下過(guò)程獲得:鑒定出每一個(gè)獲取的圖像的感興趣的部位，然后組合所述感興趣的部位以形成組合圖像。
[0011]具體地，感興趣的部位可以包括光束在培養(yǎng)基上的投影。例如，感興趣的部位可以對(duì)應(yīng)于光束在培養(yǎng)基上的投影。優(yōu)選地，所述感興趣的部位不包括光束在半透明面上的投影。
[0012]在上述步驟a)和步驟b)之后，可以提取圖像的感興趣的區(qū)域，該圖像的感興趣的區(qū)域包括光束在培養(yǎng)基上的投影。優(yōu)選地，該提取的感興趣的區(qū)域不包括光束在容器的半透明面上的投影。
[0013]所述方法還可以包括步驟d):通過(guò)辨別在所述圖像或組合圖像上的明亮部位或黑暗部位，檢測(cè)所述生物物種。該檢測(cè)能夠通過(guò)操作者進(jìn)行，或通過(guò)執(zhí)行圖像處理軟件的計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行。該檢測(cè)能夠伴隨對(duì)菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且還能夠伴隨根據(jù)給定標(biāo)準(zhǔn)，例如它們的表面積，對(duì)其進(jìn)行分類。
[0014]有利地，所述光學(xué)獲取軸與所述半透明面能夠形成至少10°的角度，并且優(yōu)選形成在30°至60°之間的角度，并且沿光學(xué)獲取軸與所述光束的傳播方向形成角度。
[0015]具體地，所述光束可以在所述半透明面上界定出線條形式的被照亮的部位。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，所述光學(xué)獲取軸與所述光束被所述培養(yǎng)基鏡面反射的方向不一致，其結(jié)果是所述生物物種在所述圖像上顯現(xiàn)為明亮部位。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式，所述光學(xué)獲取軸與所述光束被所述培養(yǎng)基鏡面反射的方向近似一致，其結(jié)果是所述生物物種在所述圖像上顯現(xiàn)為黑暗部位。
[0018]通過(guò)沉積散射材料，尤其通過(guò)沉積冷凝物微滴，能夠使所述面為半透明的。更具體地，所述容器可以是培養(yǎng)皿，尤其是皮氏培養(yǎng)皿，并且所述半透明面是所述培養(yǎng)皿的蓋子，該蓋子的內(nèi)表面覆蓋有冷凝物。
[0019]更通常來(lái)講，半透明面與生物物種相對(duì)放置。半透明面優(yōu)選不與所述生物物種接觸。
【附圖說(shuō)明】
[0020]本發(fā)明的其它特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將參考以實(shí)例方式給出的附圖，通過(guò)閱讀說(shuō)明書顯現(xiàn)出來(lái)，其中:
[0021]圖1示出了在其蓋子的內(nèi)表面上顯出冷凝物層的皮氏培養(yǎng)皿，例示了通過(guò)本發(fā)明解決的問(wèn)題；
[0022]圖2A?圖2C示意性表現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的方法的實(shí)施；
[0023]圖3A?圖3D例示了本發(fā)明應(yīng)用于檢測(cè)細(xì)菌菌落的技術(shù)結(jié)果；
[0024]圖4例示了本發(fā)明應(yīng)用于檢測(cè)在皮氏培養(yǎng)皿內(nèi)的培養(yǎng)基上的霉菌的技術(shù)結(jié)果；
[0025]圖5A?圖5C例示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替代實(shí)施方式的方法的實(shí)施；以及
[0026]圖6A?圖6B使得能夠?qū)Ρ仍阽R面反射條件下獲得的圖像(M)和在鏡面反射條件外側(cè)獲得的圖像(6B)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1示出了以氣密方式被蓋子CP封閉的皮氏培養(yǎng)皿BP的剖視圖，蓋子CP的內(nèi)表面覆蓋有冷凝物BU的薄層。盡管蓋子CP自身是透明的，但是構(gòu)成冷凝物層的水滴引起的散射使蓋子CP成為半透明的。皮氏培養(yǎng)皿部分填充有瓊脂型培養(yǎng)基MC，該瓊脂型培養(yǎng)基MC任選地是不透明或散射的，在該瓊脂型培養(yǎng)基MC上培養(yǎng)細(xì)菌菌落CB。如上所述，一方面，冷凝物BU妨礙了透過(guò)蓋子觀察菌落CB，并且另一方面，移除蓋子會(huì)產(chǎn)生污染培養(yǎng)基或污染皮氏培養(yǎng)皿外的環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，能夠以圖2A例示的方式解決這一問(wèn)題。光源SL (例如波長(zhǎng)532nm的激光器)發(fā)射由光學(xué)系統(tǒng)形成的光束FL。使形成的光束偏斜地射向蓋子CP，使得光束在與所述蓋子的交接處界定出線條形狀的照亮圖案M1，該線條形狀的照亮圖案Ml的長(zhǎng)度為寬度的至少10倍，該線條形狀的照亮圖案Ml的寬度為大約Imm或更小。符號(hào)M2表示在培養(yǎng)基MC的表面上界定出的圖案。MO表示蓋子未被照亮的部分(并且因此在Ml之外)。相機(jī)CA獲取蓋子CP的圖像(圖2B)，其中相機(jī)CA的朝向沿與蓋子表面正交的方向，并且因此與照亮光束形成角度α # 0°。
[0029]假定光束FL的傳播方向和相機(jī)的觀察方向(即其圖像獲取的光軸)形成非零角度，則相機(jī)透過(guò)蓋子的未被照亮的部位(MO)觀察培養(yǎng)基的被照亮的部位(圖案M2)。由于細(xì)菌菌落CB的散射性質(zhì)，它們顯現(xiàn)為疊加在圖案M2上的亮點(diǎn)。圖2C示出了相機(jī)CA獲取的圖像:可以注意到亮線形式的圖案Μ1，亮度低很多的線條形式的圖案M2，以及對(duì)應(yīng)于細(xì)菌菌落的兩個(gè)更亮的斑點(diǎn)。實(shí)際上:
[0030]培養(yǎng)基以基本鏡面的方式反射入射光，但是這種反射不被相機(jī)攔截；僅檢測(cè)到由其表面的不規(guī)則部散射的光，或由冷凝物BU散射的光；
[0031]細(xì)菌菌落實(shí)際上構(gòu)成了培養(yǎng)基表面的不規(guī)則部:由于這一原因，它們顯得更加明見(jiàn);
[0032]冷凝物層是高度散射的，這解釋了圖案Ml的亮度。
[0033]皮氏培養(yǎng)皿被有利地安置在平移臺(tái)上，這使得能夠掃描培養(yǎng)基的表面并且重構(gòu)顯示細(xì)菌菌落的完整圖像。后者可以由操作者檢測(cè)，或利用以適當(dāng)方式編程并且與相機(jī)CA連接的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的自身已知的圖像處理方法自動(dòng)檢測(cè)，例如使用閾值，高通濾波器或輪廓檢測(cè)。
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