观察有机体的方法及相关系统的制作方法_3

文档序号:9620668阅读:来源:国知局

[0099] 在单个步骤中,将获得的悬浮液以1/1000在水中稀释。在相关实验中,将3ml悬 浮液注入到3ml水中。
[0100] 然后,例如涂布棒(liteau:),将由此获得的70μ1体积的稀释的悬浮液涂布在固 体ΜΗ2琼脂基底16上。这样的体积对应于,将约1,000至1,500个菌落涂布在固体基底16 上。
[0101] 在使用具有抗生素梯度的固体基底16来进行实验的情况中,在涂布步骤之后立 即施加上述圆片。
[0102] 然后,整个样品12在37°C(摄氏度)的温度下孵育6小时。
[0103] 在6小时之后,使用观察系统10,实施观察样品12的细胞的方法。
[0104] 对于第一实验,所研究的有机体属于EC10菌株,并且固体基底16包括庆大霉素梯 度。
[0105] 为了清楚地解释,对于记录的每一衍射图案,还示出了直接空间(espacedirect) 中的图像,该图像对于实施根据本发明的观察方法是没有用的。
[0106] 使用激光源20发出的激光束,照射样品12的EC10菌株细胞的第一菌落。发现该 菌落的中心位于距离圆片中心13.5毫米(mm)处,在庆大霉素浓度低的区域中,因为它距离 圆片足够远。
[0107] 根据所示的实例,在样品12的平面中,照射区域为所观察的有机体所占面积的三 倍。
[0108] 在图3中,可看见在直接空间中的第一菌落的图像。第一菌落在尺寸上得到了相 当的生长,第一菌落占有直径约60μπι的基本圆形的空间。这表明,具有低庆大霉素浓度的 固体基底16不足以减慢有机体的生长。
[0109]然后,检测装置26获取第一衍射图案F1,该第一衍射图案F1对应于激光束被第一 菌落衍射的波的图像。图4示出了获得的衍射图案F1。
[0110] 然后,使用激光源20发出的激光束,照射样品12的EC10菌株细胞的第二菌落。发 现该菌落的中心位于距离圆片中心9. 1mm处,在庆大霉素浓度比在图3和图4所示情况的 成像区域高的区域中。
[0111] 在图5中,可看见在直接空间中的第二菌落的图像。第二菌落在尺寸上的生长小 于图3中的菌落,第二菌落的最大尺寸约为50μπι。这示出,有机体EC10对该庆大霉素浓度 的敏感性。
[0112] 然后,检测装置26获取第二衍射图案F2,该第二衍射图案F2对应于激光束被第二 菌落衍射的波的图像。图6示出了获得的衍射图案F2。
[0113] 然后,使用激光源20发出的激光束,照射样品12的EC10菌株细胞的第三菌落。发 现该菌落的中心位于距离圆片中心8. 3mm处,在庆大霉素浓度比在图5和图6所示情况的 成像区域高的区域中。
[0114] 在图7中,可看见在直接空间中的第三菌落的图像。第三菌落在尺寸上的生长小 于图5中的菌落,第三菌落的最大尺寸约为30μπι。这示出,有机体EC10对该庆大霉素浓度 的良好的敏感性。
[0115] 然后,检测装置26获取第三衍射图案F3,该第三衍射图案F3对应于激光束被第三 菌落衍射的波的图像。图8示出了获得的衍射图案F3。
[0116] 然后,使用激光源20发出的激光束,照射样品12的EC10菌株细胞的第四菌落。发 现该菌落的中心位于距离圆片中心5. 0mm处,在庆大霉素浓度比在图7和图8所示情况的 成像区域高的区域中。
[0117] 在图9中,可看见在直接空间中的第四菌落的图像。第四菌落在尺寸上的生长小 于图7中的菌落,第四菌落的最大尺寸约为15μm。这示出,有机体EC10对该庆大霉素浓度 的良好的敏感性。
[0118] 然后,检测装置26获取第四衍射图案F4,该第四衍射图案F4对应于激光束被第四 菌落衍射的波的图像。图10示出了获得的衍射图案F4。
[0119] 因此,在同一固体基底上,观察直径在15μL?至60μL?之间变化的微菌落。如上所 述,如果期望获得可足以用于这些对象的每一个的衍射图案,则应在每次观察期间改变入 射光束的尺寸以适应于每一个对象的尺寸,每一个对象的尺寸是预先确定的。
[0120] 该尺寸的改变是最重要的,因为当细菌菌落经受抗生素时,抗性细菌菌落继续生 长,而其他菌落受到抗生素的影响。因此,在同一基底上,可得到要表征的对象的尺寸变化。
[0121] 第一衍射图案F1用作参照衍射图案。
[0122] 第二衍射图案F2、第三衍射图案F3和第四衍射图案F4分别与第一衍射图案F1进 行对比。
[0123] 按照一个实施方式,由观察者肉眼进行对比。
[0124] 当该衍射图案对应于某一衍射图案时,则对比处理中心条纹的宽度,观察到的条 纹的数量或次级条纹的宽度。
[0125] 例如,通过对比第二衍射图案F2和第一衍射图案F1,具体观察到中心条纹和次级 条纹在第二衍射图案F2中较宽。
[0126] 通过对比第四衍射图案F4和第一衍射图案F1,观察到中心条纹和次级条纹在第 四衍射图案F4中较宽。
[0127] 根据另一实施方式,利用将获取装置26记录的波分解成泽尼克圆多项式 (|>0丨ynomesdeZernike),来进行对比。
[0128] 因此,可将每一个衍射图案Fl、F2、F3和F4分解成泽尼克圆多项式。
[0129] 优选地,仅对检测装置26可检测的量级,进行泽尼克圆多项式的分解。这样当散 射波分解成泽尼克圆多项式时,能够限制计算时间。
[0130] 然后,在对比过程中,将获得的分解系数进行对比。
[0131] 根据对比结果,确定与整个有机体14相关的至少一个特征。
[0132] 在提出的第一实验的范围内,可确定两个特征:有机体对庆大霉素的敏感性,即庆 大霉素可对有机体起作用的浓度。
[0133] 因此,使用上述观察方法,可观察有机体,由此推断与有机体相关的特征。
[0134] 第一实验示出,如何确定有机体对庆大霉素的敏感性,或者甚至当已知有机体 暴露于其中的活性成分(在本情况中是庆大霉素)的浓度时,确定庆大霉素开始对有机 体起作用的浓度。尤其可将距离圆片的距离和抗生素浓度之间的关系确定为一致性线 (d'unedroitedeconcordance)。类似地,可以鉴定出有机体,或获得对甲氧西林(下面 也被称为首字母缩略词MRSA)有抗性的金黄色酿脓葡萄球菌(Staphylococciaurei),或 VRE( "万古霉素抗性的长球菌(VancomycinresistantEnterococci)"的首字母缩略词) 型和ESBL( "产生超广谱β-内酰胺酶的肠杆菌(extendedspectrumbetalactamase producingEnterobacteriaceae)"的首字母缩略词)型细菌的早期检测。
[0135]与现有技术的48小时相比,本发明的方法在6小时内就能获得与有机体相关的特 征。实际上,因为可以使用衍射图案来鉴定细菌,因此本发明的应用不涉及以下步骤:如在 现有技术的方法中,使在自身产生抗菌谱之前采集的样品生长。
[0136]因此,本发明的方法能快速检测与有机体有关的特征。
[0137] 对于第二实验,通过将菌株EC10的细胞替换成菌株EC21的细胞,来进行与第一实 验相同的实验。
[0138] 图11至图18例示了第二实验。
[0139] 图11和12分别对应于在直接空间中的观察和距离圆片中心7. 29mm的衍射图案 的观察。
[0140] 图13和14分别对应于在直接空间中的观察和距离圆片中心6. 63mm的衍射图案 的观察。
[0141] 图15和16分别对应于在直接空间中的观察和距离圆片中心5. 53mm的衍射图案 的观察。
[0142] 图17和18分别对应于在直接空间中的观察和距离圆片中心4. 37mm的衍射图案 的观察。
[0143] 和第一实验相关的图4、6、8和10的衍射图案的情况不同,图12、14、16和18基本 相同,同时庆大霉素浓度逐渐增大。
[0144] 这实际示出,有机体EC21对庆大霉素有抗性。
[0145] 这一观察与图11、13、15和17的直接空间中的观察相符。实际上,每一观察的菌 落的最大延伸约为90μm。这表明,固体基底16适用于使EC21有机体生长,并且庆大霉素 对EC21有机体的生长没有影响。
[0146] 示出的第一实验和第二实验对应于第一实施方式,其中第一衍射图案对应于激光 束被样品12的第一部分(在这种情况中,第一菌落)衍射的波的图像,第二衍射图案对应 于激光束被样品12的第二部分(在这种情况中,第二、第三或第四菌落)衍射的波的图像。 第一部分与第二部分是分开的。换句话说,在两个实验的每一个中,四个菌落都空间隔开地 分布在圆片中。这样能进行空间类型的对比。
[0147] 对于第三实验,对于具有庆大霉素和没有庆大霉素的固体基底16,获取大量的延 伸图案(约1〇〇)。所研究的有机体是来自EC10菌株的细胞。
[0148] 此外,在第三实验的情况中,参照第一实验和第二实验所建议的,利用对目测观察 位置处所获取的衍射图案进行的主分量分析,或通过使用分解成泽尼克圆多项式的分析, 进行对比步骤。
[0149] 获得的主分量分析的结果例不在图19和图20的视图中。
[0150] 每一点都用三个坐标来表示:对应于第一主分量的值,对应于第二主分量的值和 对应于第三主分量的值。
[0151] 方块点对应于,对没有任何庆大霉素的基底进行的实验。
[0152] 圆圈所示的点对应
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