WO2014005168A2 - Verfahren zur untersuchung einer probe - Google Patents

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    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator

Definitions

  • the invention relates to a method for assaying a biological sample liquid, in particular for the determination of microorganisms such as coliform bacteria, such as Escherichia coli, wherein the sample liquid is passed through a particular photo ⁇ metric measuring device with an excitation means and a detector means.
  • the invention relates to an apparatus for analyzing a biological sample liquid, in particular for Bestim ⁇ mung of microorganisms such as coliform bacteria, such as
  • E. coli with a measuring device having an excitation device and a detector device, and with a sample supply device for supplying sample liquid to the measuring device.
  • the object of the present invention is a method and an apparatus of the type mentioned to provide, with which or with which reliable and accurate investigations of a sample liquid is made possible even at low levels of the biological material contained therein.
  • sample volumes are generated which are examined individually in the measuring chamber of the measuring device, ie independently of the remaining sample volumes. Due to the on ⁇ distribution of the sample liquid into separate sample volumes can advantageously have a higher resolution in the evaluation of the measurement signals from the measuring chamber can be achieved. In comparison to the investigation of a continuous liquid stream can be obtained comparatively sharp measurement signals for the metrological analysis of the separated sample volumes, which in some way legally facilitate the determination of the organic content of the Pro ⁇ benfactkeit before ⁇ .
  • the examination of individual sample volumes also advantageously allows the use of statistical evaluation ⁇ shear, which are based on the evaluation of the measurement signals from the discrete sample volumes.
  • an interruption-free process for the Availability checked ⁇ supply is provided, wherein the sample volumes gradually separates ask ⁇ and examined individually.
  • the sample liquid For dividing the sample liquid into defined sample volumes, it is favorable when the sample liquid is filled into each other ge ⁇ separated receiving chambers of a sample-receiving device. Accordingly, the receiving chambers of the sample-receiving device with the sample volumes of the sample liquid are ⁇ be filled, which are then tested individually in the measuring chamber of the measuring device.
  • the measuring chamber of the measuring device is in this case preferably dimensioned and designed to accommodate only a single receiving chamber. Due to the sequential examination of the sample volumes, the measuring device can advantageously be comparatively simple and small in size. lumig be designed.
  • the sample receiving device is in this case connected to a conveying device with which the sample receiving device is conveyed through the measuring device.
  • an elongated sample receiving device which has longitudinally successive receiving chambers, which are guided successively through the measuring chamber of the measuring device.
  • the elongated sample-receiving device is in this case preferably gradually moved such in the longitudinal direction of the sample ⁇ cradle that the receiving chambers can be individually analyzed in the measuring chamber of the measuring device.
  • the receiving chamber of the sample-receiving device has a filling opening which is closed after filling with the Probenflüs ⁇ stechnik, preferably by means of a film or a lid.
  • the thus-closed receiving chambers of the sample receiving device can subsequently be conveyed through the measuring chamber of the measuring device in which the examination of the biological sample volumes takes place.
  • the receiving chamber of the sample receiving device is provided with a preferably dry-chemical reagent, in particular with a substrate for catalysis ei ⁇ ner biochemical reaction.
  • Particularly preferred is an embodiment in which at least two capsules are arranged with different dry chemical reagents in the receiving chamber.
  • the capsules have the dry ⁇ chemical reagents enclosing sheaths, which dissolve at predetermined, different times and / or at different temperatures.
  • the reagent of the sample liquid can be added during the filling of the receiving chambers of the sample receiving device of the measuring liquid.
  • the reagent-containing storage chamber of the sample-receiving device is preferably sealed by a protective foil which is removed with the sample liquid prior to filling.
  • the administration with a liquid, optionally with the To ⁇ of a reagent.
  • the sample fluid is through the filter, in particular a disposable filter ⁇ , filtered.
  • the contaminated filter can then be further subjected to a cleaning step in which a cleaning solution is passed through the filter before the filter is placed in the corresponding receiving chamber of the sample receiving device.
  • the sample prior to the expiry of incubation is investigated in the measuring device for the filling of the receiving chamber of the sample-receiving device, preferably being a further measurement at the beginning of the in ⁇ incubation time after filling of the Recording chamber is made.
  • the conveyor can in this case controlled in such a ⁇ to that in the promotion of the sample-receiving device between the filling station, in which the receiving chambers of the sample-receiving device are filled with the sample liquid, and the inspection station in which the sample volumes to be analyzed in the measuring chamber of the measuring device, the predetermined Incubation period elapses.
  • each receiving chamber is measured a first time after filling and thorough mixing, whereby can be made whether the reagents are in the proper condition. During the incubation period you can then measure several times. In any case, at least one measurement is taken at the end of the incubation period.
  • individual receiving chambers can also be filled with a calibration solution in order to check or calibrate the function and setting of the measuring unit.
  • the "incubation time” is the period between mixing the sample with the reagent (s) and measuring, during which time the reagent can react with any reactants (e.g., enzymes) present in the sample.
  • bacteriological tests are carried out in addition to chemical analyzes.
  • the latter studies include in particular the detection of the presence of bacteria of faecal origin, such as E. coli and enterococci, as the non ⁇ presence of these bacteria in a given volume of water indicates that the water is clean.
  • CFU colony forming units
  • microorganisms particularly coliforms and enterococci
  • substances and materials in particular meta ⁇ metabolites, secondary metabolites, enzymes or proteins which are released by the microorganisms, for example, to the nutrient medium or water.
  • substances and substances can either be used directly in the nutrient medium or water (eg by means of fluorescence, sorption at defined wavelengths) or indirectly, in that the substances or substances serve as substrate for further chemical or biochemical reactions.
  • a method based on this principle and detection of colifor ⁇ men bacteria such as E.
  • coli may be used, based on the reaction of 4-methylumbelliferyl-ß-D-galactopyranoside (MUG) by coliforms and enterococci into the water or nutrient medium delivered ß-galactosidases.
  • MUG 4-methylumbelliferyl-ß-D-galactopyranoside
  • coliforms and enterococci into the water or nutrient medium delivered ß-galactosidases.
  • These enzymes cleave MUG, so that a fluorescent dye, wel ⁇ cher it allows deduce whether, and in what quantities coliforms and enterococci are present in an aqueous sample.
  • ⁇ serlösliche coumarins, resorufin-releasing substances, Flu- can be determined depending on the microorganism as substrates, which are implemented by micro-organisms, and oresceine Naphthalene be used.
  • Particularly preferred coumarins are selected from the group ⁇ be detached from 4-methylumbelliferyl-N-acetyl-beta-D-glucosaminide, 4-methylumbelliferyl caprylate, 4-methylumbelliferyl-beta-D-cellobioside, 4-methylumbelliferyl-beta-D-galactopyranoside , 4- methylumbelliferyl-beta-D-glucuronic acid trihydrate, 4-methylumbelliferyl phosphate, 4-methylumbelliferyl-alpha-L-rhamnopyranoside, 4-methylumbelliferylsulfate, 4-methylumbelliferyl-alpha-L-rhamnopyranoside, 4-
  • Methylumbelliferyl-beta-D-ribofuranoside 4-trifluoromethyl-7-hydroxycoumarine, L-alanine 7-amido-4- (trifluoromethyl) coumarin, N-alpha-CBZ-L-arginine 7-amido-4-methylcoumarin, L-citrulline 7- amido-4-methylcoumarin, glutaryl-glycyl-L-arginine 7-amido-4-methylcoumarin, L-histidine 7-amido-4-methylcoumarin, L-hydroxyproline 7-amido-4-methylcoumarin, L-lysyl-L-alanine 7-amido-4-methylcoumarin, L-ornithine 7-amido-4-methylcoumarin, L-pyroglutamic acid 7-amido-4-methylcoumarin L-tryptophan 7-amido-4-methylcoumarin and 6, 8-difluoro-7-hydroxy 4-methyl coumarin (DiFMU).
  • Particularly preferred resorufin-releasing substances are made ⁇ selected from the group consisting of 10-acetyl-3, 7- dihydroxyphenoxazine, 7-ethoxyresorufin, pentoxyresorufin, resorufin beta-D-galactopyranoside and resazurin.
  • fluoresceins selected from the group consisting of 6-carboxyfluorescein, fluorescein iso ⁇ mer I, fluoresceinamine isomer II acetate, 9-deoxy-9-N- (fluorescein-5-aminothiocarbonyl) amino-N-acetylneuraminic acid, Fluoresceindi-, fluorescein isothiocyanate Isomer I and Rose Bengal Dinarium salt.
  • naphthalenes are selected from the group consisting of 6-bromo-2-naphthyl-alpha-D-galactopyranoside, 2-naphthyl-beta-D-galactopyranoside, 1-naphthyl-beta-D-glucopyranoside, L-alanine 2-naphthylamide , L-leucine beta-naphthylamide hydrochloride, L-proline beta-naphthylamide hydrochloride and L-pyroglutamic acid beta-naphthylamide.
  • the receiving chambers of the sample receiving device and the measuring chamber of the measuring device at least partially have corresponding cross-sectional ⁇ shapes.
  • the sample receiving ⁇ device polygonal in longitudinal section, in particular in Wesent ⁇ union square or substantially rectangular, Low ⁇ chambers and / or in longitudinal section round, in particular in Wesent ⁇ union circular , Receiving chambers.
  • the receiving chamber has a support surface for supporting a filter. Accordingly, the filter is placed on the support surface of the receiving chamber, so that the filter is placed in a stable position during the incubation or examination phase.
  • a substantially horizontal support surface ⁇ is provided so that the filter is held under the action of gravity in the predetermined position when the sample receiving device is arranged in the horizontal direction.
  • the receiving chamber for forming the support surface for the filter has a sieve-like or grid-shaped support element.
  • the filter can be reliably held in the predetermined position.
  • the sieve or lattice-shaped support element for the filter membrane can already be mounted in the receiving chamber or alternatively be inserted before or with the filter membrane in the receiving chamber.
  • the support surface is formed by a gradation of the receiving chamber.
  • a trough-shaped receiving chamber is provided ⁇ see, which has a circumferential gradation on a side wall of the receiving chamber.
  • the sample receiving device has receiving chambers of a first type with a first receiving volume for receiving a first defined sample volume and receiving chambers of a second type with a second defined receiving volume for receiving a second defined sample volume.
  • the sample receiving ⁇ device may have a fixed sequence of receiving chambers of the first and the second type.
  • the MPN method most probable number
  • the receiving chamber of the sample-receiving device has an elastically deformable to mix the sample liquid portion.
  • the excitation device has a radiation source for irradiating the sample liquid and the detector device has a radiation detector for detecting radiation interacting with the sample liquid.
  • a radiation source for irradiating the sample liquid
  • the detector device has a radiation detector for detecting radiation interacting with the sample liquid.
  • a wide variety of types of radiation sources can be used.
  • light emitting diodes or working with a continuous spectrum radiation sources may be provided. If a high intensity is required, a La ⁇ serttle may in particular be used.
  • the use of light-emitting diodes is often preferred, as this represents a very cost-effective design, which are also generally available for most wavelength ranges.
  • the radiation detector photodiodes are preferably used.
  • photomultipliers can also be used.
  • a spectrometer in particular a CCD ("charge coupled device") sensor, if not only the light intensity of one or more wavelengths but the spectral characteristic is to be investigated.
  • the radiation detector preferably to be arranged to measure in the sample liquid excited fluorescence ⁇ radiation.
  • the radiation detector can detect the transmitted radiation, which contains information about the absorption capacity of the sample liquid.
  • the receiving chambers of the sample receiving device are releasably connected to each other.
  • the receiving chambers advantageously in particular a ⁇ individually can be separated from the sample collection device.
  • the sample-receiving device may, for example, attenuations, in particular Perforatio ⁇ NEN, have between the receiving chambers.
  • the individual receiving chambers are arranged in a conveyor belt or a transport device from which or which they can be removed for further processing.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for the examination of a biological sample liquid, in which the sample liquid is divided into defined sample volumes into one another for division filling separate receiving chambers of a sample receiving device, wherein the sample volumes are examined individually in a measuring chamber;
  • FIG. 2 shows an embodiment of the device in which the receiving chambers have bearing surfaces for arranging filters with the concentrated sample
  • Figure 3 is a disclosed embodiment of the apparatus in which the sample liquid without filtration is ⁇ into the receiving chambers.
  • FIG. 4a is a plan view of one disclosed embodiment, the sample-receiving device which has square in longitudinal sectioncard ⁇ chambers a first and a second type;
  • FIG. 4b includes a plan view of another disclosed embodiment, the sample-receiving device, which is circular in longitudinal section on ⁇ acceptance chambers a first and a second type;
  • Fig. 5 is a section along the line V-V in Fig. 4b;
  • FIG. 6a shows a sectional view of a further embodiment of the sample receiving device, in which the receiving chamber has an elastically deformable section;
  • Fig. 6c is a sectional view of another embodiment of the sample receiving apparatus in which the elastically deformable portion is provided annularly on the side wall of the receiving chamber;
  • FIG. 7 shows a view of the sample receiving device according to FIG. 6 as it passes through the correspondingly shaped measuring chamber of the device according to the invention
  • FIG. 8 shows a view of an embodiment of the measuring chamber of the invention. inventive device, and
  • FIG. 9 shows a view of a further embodiment of the device, in which the measuring device has two measuring chambers for the simultaneous measurement of two sample volumes.
  • FIG. 1 there is shown an apparatus 1 for assaying a biological sample liquid, which according to a preferred embodiment comprises coliform bacteria, e.g. E. coli.
  • a biological fluid for the purposes of this disclosure, a liquid having a living or viable material is generally considered.
  • the device 1 has a measuring device 2, in which the sample liquid is examined.
  • the measuring device 2 comprises a measuring chamber 3, which with an excitation means (not shown) for excitation of the sample liquid and with a detector device (not ge ⁇ shows) for detecting an originating from the excited sample fluid measurement signal in communication.
  • a radiation source for example a light- emitting diode, and a radiation detector, for example a CCD sensor, may be provided as the excitation device.
  • the measuring device 2 is connected to a sample supply device 4, with which the sample liquid is passed through the measuring device 3.
  • the sample liquid is divided in the embodiment shown in defined sample volumes, which nacheinan ⁇ are guided by the measuring chamber 3 of the measuring device 2.
  • the discrete sample volumes are then tested individually in the Messkam ⁇ mer 3 of the measuring device. 2
  • the sample supply device 4 has a sample receiving device 5 with separate receiving chambers 6, in which the sample volumes are accommodated.
  • an elongated sample receiving device 5 is provided, which in
  • the sample receiving device 5 is moved by means of a (not shown) conveying or transporting device in the direction of arrow 4 ' moved so that the receiving chambers 6 of the sample receiving device 4 spatially and temporally successive in the measuring chamber 3 of the measuring device 2 arrive, in which the sample volumes are examined individually.
  • the receiving chambers 6 of the sample receiving device 4 are provided in the embodiment shown with a preferably dry chemical reagent 7, which forms a substrate for the biochemical reaction with the biological sample liquid.
  • the receiving chambers 6 with the reagent 7 are closed by means of a protective film 8 which is unwound from a roll 9 (shown schematically in the drawing).
  • a protective film 8 which is unwound from a roll 9 (shown schematically in the drawing).
  • an adhesive or welded connection is preferably provided for sealing the receiving chambers 6 with the protective film 15.
  • the protective film 8 is removed before filling the receiving chambers 6 with the sample liquid.
  • the protective film 8 is wound in the embodiment shown via a deflection roller 10 on a take-up reel 10 '. By removing the protective film 8 top filling openings 11 of the receiving chambers 6 are released.
  • the receiving chambers 6 are filled by means of a filling device 12 via the exposed filling openings 11 with a measuring liquid.
  • the dry chemical reagent 7 is previously enclosed in the receiving chambers 6, so that the addition of a reagent via the measuring liquid can be dispensed with.
  • the measuring fluid may contain the reagent.
  • the next step is inserted by means of a Filteranord ⁇ voltage 13, a sample contaminated with the filter 14 into the corresponding receiving chamber 6 of the sample-receiving device. 5 Accordingly, the bacteria are filtered out of the sample volume, so that the bacteria present in the filtered sample volume are available for the enzymatic reaction in the measurement volume.
  • the filling openings 11 of the sample receiving device 5 are closed by means of a foil 15 after the filling of the receiving chambers 6.
  • the film 15 is unwound in the embodiment shown by a take-off roll 16 (shown schematically) and fed to the sample receiving device 5 via a deflection roller 17.
  • the film 15 is preferably attached via a Kle ⁇ welded or welded connection to the sample receiving device 5.
  • the receiving chambers 6 of the sample receiving device 5 each have a circumferential, substantially horizontal support surface 18 for supporting the filter 14.
  • the Auflageflä ⁇ che 18 may also be provided with a screen or lattice-shaped support element (not shown) on which the Fil ⁇ ter 14 can be placed.
  • the support surface 17 is formed by a step 19 of the trough-shaped receiving chamber 6.
  • the sample is introduced together with the measuring liquid into the receiving chambers 6 of the sample receiving device 5, wherein the use of the filter 14 is dispensed with.
  • the sample volume received therein is mixed before the filling opening 11 is closed with the film 15.
  • the sample receiving device 5 preferably has receiving chambers of a first type 6 'having a first receiving volume for receiving a first defined sample volume and receiving chambers of a second type 6 "having a second defined receiving volume for receiving a second defined sample volume.
  • This design facilitates the statistical evaluation of the measurement results.
  • the MPV method can be used in this case.
  • the sample receiving device 5 in plan view substantially square receiving chambers 6, wherein a fixed sequence of receiving chambers of the first type 6 'and receiving chambers of the second type 6' 'is provided.
  • substantially circular receiving chambers are shown. 6, wherein also in this embodiment, a fixed sequence of receiving chambers of the first type 6 'and receiving chambers of the second type 6''are provided.
  • the receiving chamber 6 of the sample receiving device 5 has an elastically deformable section 20.
  • the portion 20 of the receiving chamber 6 can be elastically deformed with jaws 21 in the direction of arrow 22, whereby the sample liquid contained therein in the remaining portions of the receiving chamber ⁇ 6 is displaced (see arrows 23 in Fig. 6b).
  • the elastically deformable section 20 is formed at the bottom of the receiving chamber 6.
  • Fig. 6c of the elastically deformable portion 20 is formed ring ⁇ shaped circumferentially on the side wall of the receiving chamber 6.
  • the receiving chamber 6 have the sample-receiving device 5 and the measuring chamber 3 of the measurement device 2 at least in sections mutually corresponding cross sectional shapes ⁇ .
  • the elastically deformable portion 20 of the receiving chamber 6 in Wesentli ⁇ surfaces with an accurate fit in the measuring chamber 3 of the measuring device. 2
  • FIG. 8 shows in cross-section an alternative embodiment of the measuring chamber 3, which is shaped in sections corresponding to the receiving chamber 6 of the first type 6 'according to FIGS. 4, 5.
  • the measuring device 2 can contain at least two measuring chambers 3, so that a plurality of sample volumes can be measured simultaneously.
  • two sample receiving devices 5 are provided, which are supplied to the separate measuring chambers 3.
  • the receiving chambers 6 of the sample receiving device 5 in this case have different receiving volumes.

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Description

Verfahren zur Untersuchung einer Probe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung einer biologischen Probenflüssigkeit, insbesondere zur Bestimmung von Mikroorganismen wie coliforme Bakterien, wie z.B. Escherichia coli, wobei die Probenflüssigkeit durch eine insbesondere photo¬ metrische Messvorrichtung mit einer Anregungseinrichtung und einer Detektoreinrichtung geführt wird.
Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Untersuchung einer biologischen Probenflüssigkeit, insbesondere zur Bestim¬ mung von Mikroorganismen wie coliforme Bakterien, wie z.B.
E.coli, mit einer eine Anregungseinrichtung und eine Detektoreinrichtung aufweisenden Messvorrichtung, und mit einer Probenzufuhrvorrichtung zur Zufuhr von Probenflüssigkeit an die MessVorrichtung .
Im Stand der Technik sind verschiedenste Verfahren und Vorrichtungen zur Untersuchung von biologischen Probenflüssigkeiten bekannt. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Untersuchung von Trinkwasser auf Genusstauglichkeit, wobei neben chemischen Ana¬ lysen auch bakteriologische Untersuchungen durchgeführt werden. Zu den letzteren Untersuchungen zählt insbesondere der Nachweis des Vorhandenseins von Bakterien fäkalen Ursprungs, wie E.coli und Enterokokken, denn das Nicht-Vorhandensein dieser Bakterien in einem bestimmten Volumen Wasser deutet darauf hin, dass das Wasser sauber ist. Trinkwasser gilt dann als sauber, wenn in 100 ml keine E.coli- und in 250 ml keine Enterokokken-Zelle nachge¬ wiesen werden kann.
Es gibt eine Vielzahl an Verfahren im Stand der Technik, mit denen coliforme Bakterien, wie E.coli, und Enterokokken nachgewie¬ sen werden können. Hierbei ist es insbesondere bekannt, die kon¬ taminierte Probenflüssigkeit photometrisch zu untersuchen. Der Nachweis von geringen Konzentrationen der Mikroorganismen in der Probenflüssigkeit hat sich jedoch bisher als ungenau und schwie¬ rig erwiesen.
Demzufolge besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs angeführten Art zu schaffen, mit welchem bzw. mit welcher zuverlässige und genaue Untersuchungen einer Probenflüssigkeit auch bei geringen Anteilen des darin enthaltenen biologischen Materials ermöglicht wird .
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs angeführten Art dadurch gelöst, das die Probenflüssigkeit in definierte Pro¬ benvolumina aufgeteilt wird, welche nacheinander durch eine Messkammer der Messvorrichtung geführt werden, wobei die Probenvolumina einzeln untersucht werden.
Demzufolge werden definierte Probenvolumina erzeugt, welche in der Messkammer der Messvorrichtung einzeln, d.h. unabhängig von den übrigen Probenvolumina, untersucht werden. Aufgrund der Auf¬ teilung der Probenflüssigkeit in getrennte Probenvolumina kann vorteilhafterweise eine höhere Auflösung bei der Auswertung der Messsignale von der Messkammer erzielt werden. Im Vergleich zur Untersuchung eines kontinuierlichen Flüssigkeitsstroms werden bei der messtechnischen Untersuchung der getrennten Probenvolumina vergleichsweise scharfe Messsignale erhalten, welche vor¬ teilhafterweise die Bestimmung des biologischen Anteils der Pro¬ benflüssigkeit erleichtern. Die Untersuchung einzelner Probenvolumina ermöglicht zudem vorteilhafterweise den Einsatz statisti¬ scher Auswerteverfahren, welche auf der Auswertung der Messsignale von den diskreten Probenvolumina beruhen. Vorteilhafterweise wird zudem ein unterbrechungsfreies Verfahren zur Verfü¬ gung gestellt, bei welchem die Probenvolumina schrittweise abge¬ trennt und einzeln untersucht werden.
Zur Aufteilung der Probenflüssigkeit in definierte Probenvolumina ist es günstig, wenn die Probenflüssigkeit in voneinander ge¬ trennte Aufnahmekammern einer Probenaufnahmevorrichtung abgefüllt wird. Demnach werden die Aufnahmekammern der Probenaufnahmevorrichtung mit den Probenvolumina der Probenflüssigkeit be¬ füllt, welche anschließend in der Messkammer der Messvorrichtung einzeln untersucht werden. Die Messkammer der Messvorrichtung ist hierbei vorzugsweise derart dimensioniert und ausgelegt, um nur eine einzige Aufnahmekammer aufzunehmen. Aufgrund der sequentiellen Untersuchung der Probenvolumina kann die Messvorrichtung vorteilhafterweise vergleichsweise einfach und kleinvo- lumig gestaltet werden. Die Probenaufnahmevorrichtung ist hierbei mit einer Fördervorrichtung verbunden, mit welcher die Probenaufnahmevorrichtung durch die Messvorrichtung gefördert wird.
Um die Probenvolumina hintereinander in der Messkammer der Messvorrichtung analysieren zu können, ist es von Vorteil, wenn eine langgestreckte Probenaufnahmevorrichtung verwendet wird, welche in Längsrichtung aufeinanderfolgende Aufnahmekammern aufweist, die nacheinander durch die Messkammer der Messvorrichtung geführt werden. Die langgestreckte Probenaufnahmevorrichtung wird hierbei vorzugsweise schrittweise in Längsrichtung der Proben¬ aufnahmevorrichtung derart fortbewegt, dass die Aufnahmekammern in der Messkammer der Messvorrichtung einzeln analysiert werden können .
Zur Aufteilung der Probenflüssigkeit in die einzelnen definierten Probenpakete bzw. Probenvolumina ist es von Vorteil, wenn die Aufnahmekammer der Probenaufnahmevorrichtung eine Einfüllöffnung aufweist, welche nach dem Befüllen mit der Probenflüs¬ sigkeit, vorzugsweise mittels einer Folie oder einem Deckel, verschlossen wird. Die derart verschlossenen Aufnahmekammern der Probenaufnahmevorrichtung können anschließend durch die Messkammer der Messvorrichtung gefördert werden, in welcher die Untersuchung der biologischen Probenvolumina erfolgt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird die Aufnahmekammer der Probenaufnahmevorrichtung mit einem vorzugsweise trockenchemischen Reagenz, insbesondere mit einem Substrat zur Katalyse ei¬ ner biochemischen Reaktion, versehen.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführung, bei welcher zumindest zwei Kapseln mit unterschiedlichen trockenchemischen Reagenzien in der Aufnahmekammer angeordnet werden.
Dabei ist es insbesondere günstig, wenn die Kapseln die trocken¬ chemischen Reagenzien einschließende Ummantelungen aufweisen, welche sich nach vorgegebenen, verschiedenen Zeiten und/oder bei verschiedenen Temperaturen auflösen. Damit lässt sich vorteilhafterweise eine gezielte Abfolge von Reaktionen in der Aufnah¬ mekammer erreichen. Alternativ kann das Reagenz der Probenflüssigkeit beim Befüllen der Aufnahmekammern der Probenaufnahmevorrichtung der Messflüssigkeit beigemengt werden.
Um das vorzugsweise trockenchemische Reagenz innerhalb der Auf¬ nahmekammer der Probenaufnahmevorrichtung zu schützen, ist es von Vorteil, wenn die das Reagenz enthaltende Aufnahmekammer der Probenaufnahmevorrichtung vorzugsweise mittels einer Schutzfolie verschlossen wird, welche vor dem Befüllen mit der Probenflüssigkeit entfernt wird.
Um die Konzentration des biologischen Materials in den definierten Probenvolumina zu erhöhen, ist es günstig, wenn die Proben¬ flüssigkeit durch einen Filter filtriert wird, welcher anschlie¬ ßend in der Aufnahmekammer der Probenaufnahmevorrichtung angeordnet wird, die mit einer Flüssigkeit, gegebenenfalls unter Zu¬ gabe eines Reagenz, befüllt wird. Bei der Filtration wird die Probenflüssigkeit durch den Filter, insbesondere einen Einweg¬ filter, filtriert. Der kontaminierte Filter kann anschließend noch einem Reinigungsschritt unterzogen werden, bei welchem eine Reinigungslösung durch den Filter geleitet wird, bevor der Filter in der entsprechenden Aufnahmekammer der Probenaufnahmevorrichtung angeordnet wird.
Je nach Art und Dauer der Reaktion zwischen dem Reagenz und der Probenflüssigkeit ist es vielfach günstig die Probe vor Ablauf einer Inkubationszeit seit der Befüllung der Aufnahmekammer der Probenaufnahmevorrichtung in der Messvorrichtung untersucht wird, wobei vorzugsweise eine weitere Messung zu Beginn der In¬ kubationszeit nach Befüllung der Aufnahmekammer vorgenommen wird. Die Fördervorrichtung kann hierbei derart angesteuert wer¬ den, dass bei der Förderung der Probenaufnahmevorrichtung zwischen der Befüllungsstation, in welcher die Aufnahmekammern der Probenaufnahmevorrichtung mit der Probenflüssigkeit befüllt werden, und der Untersuchungsstation, in welcher die Probenvolumina in der Messkammer der Messvorrichtung untersucht werden, die vorgegebene Inkubationszeit verstreicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird jede Aufnahmekammer nach der Befüllung und ausreichenden Durchmischung ein erstes Mal vermessen, wodurch fest- gestellt werden kann, ob die Reagenzien im ordnungsgemäßen Zustand vorliegen. Während der Inkubationszeit kann anschließend mehrmals gemessen werden. In jedem Fall wird zumindest eine Mes¬ sung am Ende der Inkubationszeit vorgenommen. Im Betrieb können zudem einzelne Aufnahmekammern mit einer Eichlösung gefüllt werden, um die Funktion und die Einstellung der Messeinheit zu überprüfen bzw. zu eichen.
Erfindungsgemäß ist die „Inkubationszeit" der Zeitraum zwischen Vermischen der Probe mit dem oder den Reagentien und dem Messen, wobei in diesem Zeitraum das Reagenz mit einem etwaig in der Probe befindlichen Reaktanten (z.B. Enzyme) reagieren kann.
Bei der Untersuchung von Trinkwasser auf Genusstauglichkeit werden neben chemischen Analysen auch bakteriologische Untersuchungen durchgeführt. Zu den letzteren Untersuchungen zählt insbesondere der Nachweis des Vorhandenseins von Bakterien fäkalen Ursprungs, wie E.coli und Enterokokken, denn das Nicht¬ Vorhandensein dieser Bakterien in einem bestimmten Volumen Wasser deutet darauf hin, dass das Wasser sauber ist.
Es gibt eine Vielzahl an Verfahren im Stand der Technik, mit denen Mikroorganismen, insbesondere Bakterien wie coliforme Bakte¬ rien, wie E.coli, und Enterokokken und Pilze nachgewiesen werden können. Eine der am häufigsten eingesetzten Methoden zur Bestimmung dieser Bakterien beruht auf der Bestimmung der Kolonien bildenden Einheiten (KBE) , bei welcher zunächst eine vorgegebene Menge an Wasser durch steriles Filterpapier gefiltert wird, wel¬ ches eine Porengröße aufweist, bei der die nachzuweisenden Bak¬ terien nicht durchzudringen vermögen. Dieses Filterpapier wird schließlich auf einem festen Nährboden (z.B. Petrischalenplat- ten) aufgebracht und inkubiert.
Weitere Verfahren zum Nachweis von Mikroorganismen, insbesondere von coliformen Bakterien und Enterokokken, basieren zum Teil auf dem Nachweis von Substanzen und Stoffen, insbesondere von Meta¬ boliten, Sekundärmetaboliten, Enzymen oder Proteinen, welche von den Mikroorganismen beispielsweise ins Nährmedium oder Wasser abgegeben werden. Diese Substanzen und Stoffe können im Nährmedium oder Wasser entweder direkt (z.B. mittels Fluroeszenz, Ab- sorption bei definierten Wellenlängen) oder indirekt, indem die Substanzen bzw. Stoffe als Substrat für weitere chemische oder biochemische Reaktionen dienen, bestimmt werden. Ein Verfahren, welches auf diesem Prinzip beruht und zum Nachweis von colifor¬ men Bakterien, wie z.B. E.coli, eingesetzt werden kann, basiert auf der Umsetzung von 4-Methylumbelliferyl-ß-D-Galactopyranosid (MUG) durch von coliformen Bakterien und Enterokokken ins Wasser bzw. Nährmedium abgegebenen ß-Galaktosidasen . Diese Enzyme spalten MUG, so dass ein fluoreszierender Farbstoff entsteht, wel¬ cher es ermöglicht rückzuschließen, ob und in welchen Mengen coliforme Bakterien und Enterokokken in einer wässrigen Probe vorhanden sind.
George I et al . (J Appl Microbiol 88 (2000) : 404-413) beschrei¬ ben ein Verfahren zur enzymatischen Bestimmung von coliformen Bakterien in wässrigen Proben. Dieses Verfahren beruht auf der Hydrolyse von 4-Methylumbelliferyl-ß-D-Galactopyranosid und 4- Methylumbelliferyl-ß-D-Glucuronid durch Enzyme, welche von coliformen Bakterien produziert und an das Medium abgegeben werden. Daher können in die Probenaufnahmevorrichtung diese Reagen- tien (z.B. 4-Methylumbelliferyl-ß-D-Galactopyranosid und/oder 4- Methylumbelliferyl-ß-D-Glucuronid) entweder in trockener Form oder in Lösung eingebracht werden.
Erfindungsgemäß können je nach zu bestimmenden Mikroorganismus als Substrate, welche von Mikroorganismen umgesetzt werden, was¬ serlösliche Cumarine, Resorufin freisetzende Substanzen, Flu- oresceine und Naphthalene verwendet werden.
Besonders bevorzugte Cumarine sind ausgewählt aus der Gruppe be¬ stehend aus 4-Methylumbelliferyl-N-Acetyl-beta-D-Glucosaminid, 4-Methylumbelliferyl Caprylat, 4-Methylumbelliferyl-beta-D- Cellobiosid, 4-Methylumbelliferyl-beta-D-Galactopyranosid, 4- Methylumbelliferyl-beta-D-Glucuronsäure Trihydrat, 4- Methylumbelliferylphosphat , 4-Methylumbelliferyl-alpha-L- Rhamnopyranosid, 4-Methylumbelliferylsulfat, 4- Methylumbelliferyl-alpha-L-Rhamnopyranosid, 4-
Methylumbelliferyl-beta-D-Ribofuranosid, 4-trifluoromethyl-7- hydroxycoumarine, L-Alanine 7-amido-4- (trifluoromethyl) Coumarin, N-alpha-CBZ-L-Arginin 7-Amido-4-Methylcoumarin, L-Citrullin 7- amido-4-methylcoumarin, Glutaryl-Glycyl-L-Arginin 7-Amido-4- methylcoumarin, L-Histidin 7-Amido-4-Methylcoumarin, L- Hydroxyprolin 7-Amido-4-Methylcoumarin, L-Lysyl-L-Alanine 7- Amido-4-Methylcoumarin, L-Ornithine 7-Amido-4-Methylcoumarin, L- Pyroglutaminsäure 7-Amido-4-Methylcoumarin L-Tryptophan 7-Amido- 4-methylcoumarin und 6, 8-Difluoro-7-Hydroxy-4-Methylcoumarin (DiFMU) .
Besonders bevorzugte Resorufin freisetzende Substanzen sind aus¬ gewählt aus der Gruppe bestehend aus 10-acetyl-3 , 7- Dihydroxyphenoxazin, 7-Ethoxyresorufin, Pentoxyresorufin, Resorufin ß-D-Galactopyranosid und Resazurin.
Besonders bevorzugte Fluoresceine sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 6-Carboxyfluoresceindiacetat , Fluoresceinamin Iso¬ mer I, Fluoresceinamin Isomer II, 9-Deoxy-9-N- ( Fluorescein-5- Aminothiocarbonyl ) Amino-N-Acetylneuraminsäure, Fluoresceindi- acetat, Fluoresceinisothiocyanat Isomer I und Rose Bengal Dinat- riumsalz .
Besonders bevorzugte Naphthalene sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 6-Bromo-2-Naphthyl-alpha-D-Galactopyranosid, 2- Naphthyl-beta-D-Galactopyranosid, 1-Naphthyl-beta-D- Glucopyranosid, L-Alanine 2-Naphthylamid, L-Leucin beta- Naphthylamidhydrochlorid, L-Prolin beta-Naphthylamidhydrochlorid und L-Pyroglutaminsäure beta-Naphthylamid .
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird zudem durch eine Vorrichtung zur Untersuchung einer biologischen Probenflüssigkeit gelöst, bei welcher die Probenzufuhrvorrichtung eine Probenaufnahmevorrichtung mit getrennten Aufnahmekammern zur Aufnahme von definierten Probenvolumina der Probenflüssigkeit der¬ art aufweist, dass die Aufnahmekammern nacheinander durch eine Messkammer der Messvorrichtung führbar sind, um die Probenvolumina einzeln zu untersuchen. Die hiermit erzielbaren Vorteile und technischen Effekte wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben, so dass auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird.
Um die definierten Probenvolumina hintereinander effizient un- tersuchen zu können und die Messvorrichtung möglichst einfach zu gestalten, ist es von Vorteil, wenn die Aufnahmekammern der Probenaufnahmevorrichtung und die Messkammer der Messvorrichtung zumindest abschnittsweise einander entsprechende Querschnitts¬ formen aufweisen.
Hinsichtlich der Untersuchung der Probenvolumina in der Messkammer der Messvorrichtung ist es günstig, wenn die Probenaufnahme¬ vorrichtung im Längsschnitt polygonale, insbesondere im Wesent¬ lichen quadratische oder im Wesentlichen rechteckige, Aufnahme¬ kammern und/oder im Längsschnitt runde, insbesondere im Wesent¬ lichen kreisförmige, Aufnahmekammern aufweist.
Um einen Filter während der Inkubations- und Untersuchungsphase in einer definierten Stellung innerhalb der Aufnahmekammer der Probenaufnahmevorrichtung zu halten, ist gemäß einer bevorzugten Ausführung vorgesehen, dass die Aufnahmekammer eine Auflagefläche zur Auflage eines Filters aufweist. Demnach wird der Filter auf die Auflagefläche der Aufnahmekammer aufgelegt, so dass der Filter während der Inkubations- bzw. Untersuchungsphase in einer stabilen Position angeordnet wird. Hiermit kann vorteilhafterweise die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Verfahrens erhöht werden. Bevorzugt ist eine im Wesentlichen horizontale Auflage¬ fläche vorgesehen, so dass der Filter unter der Wirkung der Schwerkraft in der vorgegebenen Position gehalten wird, wenn die Probenaufnahmevorrichtung in horizontaler Richtung angeordnet wird .
Zur Abstützung des Filters, welcher insbesondere durch eine dünne Membran gebildet ist, ist es günstig, wenn die Aufnahmekammer zur Ausbildung der Auflagefläche für den Filter ein sieb- bzw. gitterförmiges Auflageelement aufweist. Hiermit kann der Filter zuverlässig in der vorgegebenen Position gehalten werden. Somit kann vorteilhafterweise verhindert werden, dass der Filter bei der Untersuchung in den Strahlengang der Messvorrichtung gelangt, wodurch die Messungen beeinträchtigt werden könnten. Das sieb- oder gitterförmige Auflageelement für die Filtermembrane kann bereits in der Aufnahmekammer angebracht sein oder alternativ vor bzw. mit der Filtermembrane in die Aufnahmekammer eingelegt werden. Zur Erzielung einer konstruktiv einfachen, stabilen Halterung des Filters innerhalb der Aufnahmekammer ist es günstig, wenn die Auflagefläche durch eine Abstufung der Aufnahmekammer gebildet ist. Bevorzugt ist eine wannenförmige Aufnahmekammer vorge¬ sehen, welche eine umlaufende Abstufung an einer Seitenwand der Aufnahmekammer aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form ist vorgesehen, dass die Probenaufnahmevorrichtung Aufnahmekammern eines ersten Typs mit einem ersten Aufnahmevolumen zur Aufnahme eines ersten definierten Probenvolumens und Aufnahmekammern eines zweiten Typs mit einem zweiten definierten Aufnahmevolumen zur Aufnahme eines zweiten definierten Probenvolumens aufweist. Die Probenaufnahme¬ vorrichtung kann eine festgelegte Abfolge von Aufnahmekammern des ersten bzw. des zweiten Typs aufweisen. Bei dieser Ausführung kann vorteilhafterweise das MPN-Verfahren ("most probable number") zur statistischen Auswertung der bei der Untersuchung der Probenvolumina in der Messkammer erhaltenen Messergebnisse angewendet werden.
Um das biologische Material innerhalb der Aufnahmekammer gleich¬ mäßig zu verteilen, ist es günstig, wenn die Aufnahmekammer der Probenaufnahmevorrichtung einen zur Durchmischung der Probenflüssigkeit elastisch verformbaren Abschnitt aufweist. Zur
Durchmischung der Probenflüssigkeit wird der Abschnitt der Auf¬ nahmekammer derart elastisch verformt, dass die darin enthaltene Probenflüssigkeit in die übrigen Bereiche der Aufnahmekammer verdrängt wird, so dass eine Pumpwirkung erzielt wird. Zur Betä¬ tigung des elastisch verformbaren Abschnitts der Aufnahmekammer sind bevorzugt Klemmbacken vorgesehen, mit welchen der elastisch verformbare Abschnitt der Aufnahmekammer zusammengedrückt bzw. entspannt wird.
Zur photometrischen Untersuchung der Probenflüssigkeit ist es günstig, wenn die Anregungseinrichtung eine Strahlungsquelle zur Bestrahlung der Probenflüssigkeit und die Detektoreinrichtung einen Strahlungsdetektor zur Erfassung von mit der Probenflüssigkeit wechselwirkender Strahlung aufweist. Je nach Anwendung können hierbei verschiedenste Arten von Strahlungsquellen, bei- spielsweise Leuchtdioden oder mit einem kontinuierlichen Spektrum arbeitende Strahlungsquellen, vorgesehen sein. Wenn eine hohe Intensität erforderlich ist, kann insbesondere auch eine La¬ serquelle zum Einsatz kommen. Die Verwendung von Leuchtdioden ist jedoch vielfach bevorzugt, da diese eine sehr kostengünstige Ausführung darstellt, welche zudem für die meisten Wellenlängenbereiche allgemein verfügbar sind. Als Strahlungsdetektor werden vorzugsweise Photodioden verwendet. Alternativ können auch Pho- tomultiplyer verwendet werden. In manchen Fällen kann auch ein Spektrometer, insbesondere ein CCD-("charge coupled device")- Sensor zum Einsatz kommen, wenn nicht nur die Licht- Intensität einer oder mehrerer Wellenlängen sondern der Spektralverlauf untersucht werden soll. Der Strahlungsdetektor bevorzugt dazu eingerichtet sein, in der Probenflüssigkeit angeregte Fluoreszenz¬ strahlung zu messen. Zusätzlich kann der Strahlungsdetektor die transmittierte Strahlung erfassen, welche Informationen über das Absorptionsvermögen der Probenflüssigkeit enthält.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind die Aufnahmekammern der Probenaufnahmevorrichtung lösbar miteinander verbunden. Somit können die Aufnahmekammern vorteilhafterweise insbesondere ein¬ zeln von der Probenaufnahmevorrichtung abgetrennt werden. Zur Erzielung der lösbaren Verbindung kann die Probenaufnahmevorrichtung beispielsweise Schwächungen, insbesondere Perforatio¬ nen, zwischen den Aufnahmekammern aufweisen.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form sind die einzelnen Aufnahmekammern in einem Transportband oder einer Transportvorrichtung angeordnet aus welchem bzw. welcher sie zur Weiterverarbeitung entnommen werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert.
Im Einzelnen zeigen in der Zeichnung:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Untersuchung einer biologischen Probenflüssigkeit, bei welcher die Probenflüssig- keit zur Aufteilung in definierte Probenvolumina in voneinander getrennte Aufnahmekammern einer Probenaufnahmevorrichtung abgefüllt wird, wobei die Probenvolumina in einer Messkammer einzeln untersucht werden;
Fig. 2 eine Aus führungs form der Vorrichtung, bei welcher die Aufnahmekammern Auflageflächen zur Anordnung von Filtern mit der konzentrierten Probe aufweisen;
Fig. 3 eine Aus führungs form der Vorrichtung, bei welcher die Probenflüssigkeit ohne Filtrierung in die Aufnahmekammern einge¬ bracht wird;
Fig. 4a eine Draufsicht einer Aus führungs form der Probenaufnahmevorrichtung, welche im Längsschnitt quadratische Aufnahmekam¬ mern eines ersten bzw. eines zweiten Typs aufweist;
Fig. 4b eine Draufsicht einer weiteren Aus führungs form der Probenaufnahmevorrichtung, welche im Längsschnitt kreisförmige Auf¬ nahmekammern eines ersten bzw. eines zweiten Typs aufweist;
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4b;
Fig. 6a eine Schnittansicht einer weiteren Aus führungs form der Probenaufnahmevorrichtung, bei welcher die Aufnahmekammer einen elastisch verformbaren Abschnitt aufweist;
Fig. 6b eine Schnittansicht der Probenaufnahmevorrichtung gemäß Fig. 6a, wobei der elastisch verformbare Abschnitt zur Durchmi¬ schung der Probenflüssigkeit betätigt wird;
Fig. 6c eine Schnittansicht einer weiteren Aus führungs form der Probenaufnahmevorrichtung, bei welcher der elastisch verformbare Abschnitt ringförmig an der Seitenwand der Aufnahmekammer vorgesehen ist;
Fig. 7 eine Ansicht der Probenaufnahmevorrichtung gemäß Fig. 6 beim Durchtritt durch die entsprechend geformte Messkammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 8 eine Ansicht einer Aus führungs form der Messkammer der er- findungsgemäßen Vorrichtung, und
Fig. 9 eine Ansicht einer weiteren Ausführung der Vorrichtung, bei welcher die Messvorrichtung zwei Messkammern zur gleichzeitigen Vermessung von zwei Probenvolumina aufweist.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Untersuchung einer biologischen Probenflüssigkeit gezeigt, welche gemäß einer bevorzugten Ausführung coliforme Bakterien, wie z.B. E. coli, enthält. Als biologische Flüssigkeit wird für die Zwecke dieser Offenbarung jedoch allgemein eine Flüssigkeit mit lebendem bzw. lebensfähigem Material betrachtet.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die Vorrichtung 1 eine Messvorrichtung 2 auf, in welcher die Probenflüssigkeit untersucht wird. Die Messvorrichtung 2 weist eine Messkammer 3 auf, welche mit einer Anregungseinrichtung (nicht gezeigt) zur Anregung der Probenflüssigkeit und mit einer Detektoreinrichtung (nicht ge¬ zeigt) zur Detektion eines von der angeregten Probenflüssigkeit stammenden Messsignals in Verbindung steht. Als Anregungseinrichtung kann eine Strahlungsquelle, beispielsweise eine Leucht¬ diode, und als Detektoreinrichtung ein Strahlungsdetektor, beispielsweise ein CCD-Sensor, vorgesehen sein. Die Messvorrichtung 2 ist mit einer Probenzufuhrvorrichtung 4 verbunden, mit welcher die Probenflüssigkeit durch die Messvorrichtung 3 geführt wird.
Um eine präzise statistische Auswertung der Messergebnisse zu ermöglichen, wird die Probenflüssigkeit in der gezeigten Ausführung in definierte Probenvolumina aufgeteilt, welche nacheinan¬ der durch die Messkammer 3 der Messvorrichtung 2 geführt werden. Die diskreten Probenvolumina werden anschließend in der Messkam¬ mer 3 der Messvorrichtung 2 einzeln untersucht. Zur Aufteilung der Probenflüssigkeit in definierte Probenvolumina weist die Probenzufuhrvorrichtung 4 eine Probenaufnahmevorrichtung 5 mit getrennten Aufnahmekammern 6 auf, in welchen die Probenvolumina aufgenommen sind. In der gezeigten Ausführung ist eine langgestreckte Probenaufnahmevorrichtung 5 vorgesehen, welche in
Längsrichtung aufeinanderfolgende Aufnahmekammern 6 aufweist. Die Probenaufnahmevorrichtung 5 wird mittels einer (nicht gezeigten) Förder- bzw. Transportvorrichtung in Pfeilrichtung 4' derart fortbewegt, dass die Aufnahmekammern 6 der Probenaufnahmevorrichtung 4 räumlich und zeitlich nacheinander in die Messkammer 3 der Messvorrichtung 2 gelangen, in welcher die Probenvolumina einzeln untersucht werden.
Wie aus Fig. 1 weiters ersichtlich, werden die Aufnahmekammern 6 der Probenaufnahmevorrichtung 4 in der gezeigten Ausführung mit einem vorzugsweise trockenchemischen Reagenz 7 versehen, welches ein Substrat für die biochemische Reaktion mit der biologischen Probenflüssigkeit bildet. Die Aufnahmekammern 6 mit dem Reagenz 7 werden mittels einer Schutzfolie 8 verschlossen, welche von einer (in der Zeichnung schematisch dargestellten) Rolle 9 abgewickelt wird. Zur Versiegelung der Aufnahmekammern 6 mit der Schutzfolie 15 wird bevorzugt eine Klebe- oder Schweißverbindung vorgesehen. Die Schutzfolie 8 wird vor dem Befüllen der Aufnahmekammern 6 mit der Probenflüssigkeit entfernt. Hierfür wird die Schutzfolie 8 in der gezeigten Ausführung über eine Umlenkrolle 10 auf eine Aufwickelrolle 10' gewickelt. Durch das Entfernen der Schutzfolie 8 werden oberseitige Einfüllöffnungen 11 der Aufnahmekammern 6 freigegeben. Im nächsten Schritt werden die Aufnahmekammern 6 mittels einer Einfüllvorrichtung 12 über die freiliegenden Einfüllöffnungen 11 mit einer Messflüssigkeit befüllt. In der Ausführung gemäß Fig. 3 wird das trockenchemische Reagenz 7 zuvor in den Aufnahmekammern 6 eingeschlossen, so dass auf die Zugabe eines Reagenz über die Messflüssigkeit verzichtet werden kann. Alternativ kann die Messflüssigkeit das Reagenz enthalten. Im nächsten Schritt wird mittels einer Filteranord¬ nung 13 ein mit der Probe kontaminierter Filter 14 in die entsprechende Aufnahmekammer 6 der Probenaufnahmevorrichtung 5 eingesetzt. Demnach werden die Bakterien aus dem Probevolumen filtriert, so dass die im filtrierten Probevolumen vorhandenen Bakterien zur enzymatischen Reaktion im Messvolumen zur Verfügung stehen .
Wie aus Fig. 1 weiters ersichtlich, werden die Einfüllöffnungen 11 der Probenaufnahmevorrichtung 5 nach der Befüllung der Aufnahmekammern 6 mittels einer Folie 15 verschlossen. Die Folie 15 wird in der gezeigten Ausführung von einer (schematisch gezeigten) Abwickelrolle 16 abgewickelt und über eine Umlenkrolle 17 der Probenaufnahmevorrichtung 5 zugeführt. Zur Versiegelung der Aufnahmekammern 6 wird die Folie 15 vorzugsweise über eine Kle¬ be- oder Schweißverbindung an der Probenaufnahmevorrichtung 5 angebracht. Nach dem Befüllen und Verschließen einer Aufnahmekammer 6 der Probenaufnahmevorrichtung wird eine Inkubationszeit eingehalten, bevor das entsprechende Probenvolumen in der Messvorrichtung 2 unabhängig von den Probenvolumina in den anderen Aufnahmekammern 6 untersucht wird.
Gemäß Fig. 2 weisen die Aufnahmekammern 6 der Probenaufnahmevorrichtung 5 jeweils eine umlaufende, im Wesentlichen horizontale Auflagefläche 18 zur Auflage des Filters 14 auf. Die Auflageflä¬ che 18 kann zudem mit einem sieb- bzw. gitterförmigen Auflageelement (nicht gezeigt) versehen werden, auf welches der Fil¬ ter 14 aufgelegt werden kann. Somit kann der Filter 14 während des Inkubations- bzw. Messvorgangs stabil in der gewünschten Po¬ sition gehalten werden. Die Auflagefläche 17 ist durch eine Abstufung 19 der wannenförmigen Aufnahmekammer 6 gebildet.
Gemäß Fig. 3 wird die Probe gemeinsam mit der Messflüssigkeit in die Aufnahmekammern 6 der Probenaufnahmevorrichtung 5 eingebracht, wobei auf die Verwendung des Filters 14 verzichtet wird. Nach der Befüllung einer Aufnahmekammer 6 wird das darin aufgenommene Probenvolumen durchmischt, bevor die Einfüllöffnung 11 mit der Folie 15 verschlossen wird.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, weist die Probenaufnahmevorrichtung 5 bevorzugt Aufnahmekammern eines ersten Typs 6' mit einem ersten Aufnahmevolumen zur Aufnahme eines ersten definierten Probenvolumens und Aufnahmekammern eines zweiten Typs 6'' mit einem zweiten definierten Aufnahmevolumen zur Aufnahme eines zweiten definierten Probenvolumens auf. Diese Ausführung erleichtert die statistische Auswertung der Messergebnisse. Vorteilhafterweise kann in diesem Fall das MPV-Verfahren angewandt werden.
Gemäß Fig. 4a weist die Probenaufnahmevorrichtung 5 in Draufsicht im Wesentlichen quadratische Aufnahmekammern 6 auf, wobei eine festgelegte Abfolge von Aufnahmekammern des ersten Typs 6' und Aufnahmekammern des zweiten Typs 6'' vorgesehen ist.
Gemäß Fig. 4b, 5 sind im Wesentlichen kreisförmige Aufnahmekam- mern 6 vorgesehen, wobei auch bei dieser Ausführung eine festgelegte Abfolge von Aufnahmekammern des ersten Typs 6' und Aufnahmekammern des zweiten Typs 6'' vorgesehen sind.
Gemäß Fig. 6 weist die Aufnahmekammer 6 der Probenaufnahmevorrichtung 5 einen elastisch verformbaren Abschnitt 20 auf. Der Abschnitt 20 der Aufnahmekammer 6 kann mit Klemmbacken 21 in Pfeilrichtung 22 elastisch verformt werden, wodurch die darin enthaltene Probenflüssigkeit in die übrigen Abschnitte der Auf¬ nahmekammer 6 verdrängt wird (vgl. Pfeile 23 in Fig. 6b) . Hiermit wird eine vorteilhafte Durchmischung der Probenflüssigkeit erzielt. In der Ausführung gemäß Fig. 6a, 6b ist der elastisch verformbare Abschnitt 20 am Boden der Aufnahmekammer 6 gebildet. Gemäß Fig. 6c ist der elastisch verformbare Abschnitt 20 ring¬ förmig umlaufend an der Seitenwand der Aufnahmekammer 6 gebildet .
Wie aus Fig. 7 ersichtlich, weisen die Aufnahmekammer 6 der Probenaufnahmevorrichtung 5 und die Messkammer 3 der Messvorrichtung 2 zumindest abschnittsweise einander entsprechende Quer¬ schnittsformen auf. In der gezeigten Ausführung ist der elastisch verformbare Abschnitt 20 der Aufnahmekammer 6 im Wesentli¬ chen passgenau in der Messkammer 3 der Messvorrichtung 2 aufnehmbar .
In Fig. 8 ist im Querschnitt eine alternative Ausführung der Messkammer 3 gezeigt, welche abschnittsweise entsprechend der Aufnahmekammer 6 des ersten Typs 6' gemäß Fig. 4, 5 geformt ist.
Wie aus Fig. 9 ersichtlich, kann die Messvorrichtung 2 zumindest zwei Messkammern 3 enthalten, so dass mehrere Probenvolumina gleichzeitig vermessen werden können. In der gezeigten Ausführung sind zwei Probenaufnahmevorrichtungen 5 vorgesehen, welche den getrennten Messkammern 3 zugeführt werden. Die Aufnahmekam- mern 6 der Probenaufnahmevorrichtung 5 weisen hierbei unterschiedliche Aufnahmevolumina auf.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Untersuchung einer biologischen Probenflüssigkeit, insbesondere zur Bestimmung von Mikroorganismen wie coliformen Bakterien, wie z.B. E. coli, wobei die Probenflüssig¬ keit durch eine insbesondere photometrische Messvorrichtung (2) mit einer Anregungseinrichtung und einer Detektoreinrichtung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenflüssigkeit in definierte Probenvolumina aufgeteilt wird, welche nacheinan¬ der durch eine Messkammer (3) der Messvorrichtung (2) geführt werden, wobei die Probenvolumina einzeln untersucht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenflüssigkeit zur Aufteilung in definierte Probenvolumina in voneinander getrennte Aufnahmekammern (6) einer Probenaufnahmevorrichtung (5) abgefüllt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine langgestreckte Probenaufnahmevorrichtung (5) verwendet wird, welche in Längsrichtung aufeinanderfolgende Aufnahmekammern (6) aufweist, die nacheinander durch die Messkammer (3) der Messvorrichtung (2) geführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (6) der Probenaufnahmevorrichtung (5) eine Einfüllöffnung (11) aufweist, welche nach dem Be¬ füllen mit der Probenflüssigkeit, vorzugsweise mittels einer Fo¬ lie (15), verschlossen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (6) der Probenaufnahmevorrichtung (5) mit einem vorzugsweise trockenchemischen Reagenz (7), insbesondere mit einem Substrat zur Katalyse einer biochemischen Reaktion, versehen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Kapseln mit unterschiedlichen trockenchemischen Reagenzien in der Aufnahmekammer (6) angeordnet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapseln die trockenchemischen Reagenzien einschließende Ummantelungen aufweisen, welche sich nach verschiedenen Zeiten und/oder bei verschiedenen Temperaturen auflösen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die das Reagenz (7) enthaltende Aufnahmekammer (6) der Probenaufnahmevorrichtung (5) vorzugsweise mittels einer Schutzfolie (8) verschlossen wird, welche vor dem Befüllen mit der Probenflüssigkeit entfernt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenflüssigkeit durch einen Filter (14) filtriert wird, welcher anschließend in der Aufnahmekammer (6) des Probenaufnahmevorrichtung (5) angeordnet wird, die mit einer Flüssigkeit, gegebenenfalls unter Zugabe eines Reagenz, befüllt wird .
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenvolumen zumindest nach Ablauf einer In¬ kubationszeit seit der Befüllung der Aufnahmekammer (6) der Probenaufnahmevorrichtung (5) in der Messvorrichtung (2) untersucht wird, wobei vorzugsweise eine weitere Messung zu Beginn der In¬ kubationszeit nach Befüllung der Aufnahmekammer (6) vorgenommen wird .
11. Vorrichtung (1) zur Untersuchung einer biologischen Probenflüssigkeit, insbesondere zur Bestimmung von coliformen Bakte¬ rien, wie z.B. E. coli, mit einer eine Anregungseinrichtung und eine Detektoreinrichtung aufweisenden Messvorrichtung (2), und mit einer Probenzufuhrvorrichtung (4) zur Zufuhr von Probenflüssigkeit an die Messvorrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Probenzufuhrvorrichtung (4) eine Probenaufnahmevorrichtung
(5) mit getrennten Aufnahmekammern (6) zur Aufnahme von definierten Probenvolumina der Probenflüssigkeit derart aufweist, dass die Aufnahmekammern (6) nacheinander durch eine Messkammer
(3) der Messvorrichtung (2) führbar sind, um die Probenvolumina einzeln zu untersuchen.
12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammern (6) der Probenaufnahmevorrichtung (5) und die Messkammer (3) der Messvorrichtung (2) zumindest abschnittsweise einander entsprechende Querschnittsformen aufwei- sen .
13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenaufnahmevorrichtung (5) im Längsschnitt polygonale, insbesondere im Wesentlichen quadratische oder im Wesentlichen rechteckige, Aufnahmekammern (6) und/oder im Längsschnitt runde, insbesondere im Wesentlichen kreisförmige, Auf¬ nahmekammern (6) aufweist.
14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (6) eine Auflagefläche (18) zur Auflage eines Filters (14) aufweist.
15. Vorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (18) durch eine Abstufung (19) der Auf¬ nahmekammer gebildet ist.
16. Vorrichtung (1) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (6) zur Ausbildung der Auflagefläche (18) für den Filter (14) ein sieb- bzw. gitterförmiges Auflageelement aufweist.
17. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenaufnahmevorrichtung (5) Aufnahme¬ kammern eines ersten Typs (6') mit einem ersten Aufnahmevolumen zur Aufnahme eines ersten definierten Probenvolumens und Aufnah¬ mekammern eines zweiten Typs (6'') mit einem zweiten definierten Aufnahmevolumen zur Aufnahme eines zweiten definierten Probenvolumens aufweist.
18. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (6) der Probenaufnahme¬ vorrichtung (5) einen zur Durchmischung der Probenflüssigkeit elastisch verformbaren Abschnitt (20) aufweist.
19. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungseinrichtung eine Strahlungs¬ quelle zur Bestrahlung der Probenflüssigkeit und die Detek- toreinrichtung einen Strahlungsdetektor zur Erfassung von mit der Probenflüssigkeit wechselwirkender Strahlung aufweist.
20. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammern (6) der Probenaufnahme¬ vorrichtung (5) lösbar miteinander verbunden sind.
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