Переносной комплект для проведения микробиологического анализа водных сред

Переносной комплект для проведения микробиологического анализа водных сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к установкам для проведения микробиологического анализа воды из различных источников, особенно природного происхождения, и может найти широкое применение в пищевой промышленности (виноделие, пивоварение), системах водоочистки, фармацевтике.

Одной из серьезных экологических проблем является проблема биологической инвазии. Проблема особенно актуальна в связи с ростом заболеваемости населения инфекционными бактериальными заболеваниями и увеличением числа устойчивых штаммов патогенных бактерий. В водоемах присутствуют представители почти всех систематических и физиологических групп бактерий, которые встречаются в почве, воздухе, на растениях и животных. Традиционное микробиологическое исследование трудоемко и к тому же может проводиться только в специализированных учреждениях. Учитывая вышеизложенное, проведение микробиологического анализа водных сред в природных источниках, особенно, поверхностных водоемов ставит практическую задачу по созданию переносной установки для обнаружения бактериологической опасности в них.

Фильтрование является обязательной операцией при анализе природных вод, при этом особое внимание в современной научной литературе уделяется сорбции на мембранных фильтрах («Сорбция на мембранных фильтрах» Справочник химика 21, 2015 год, chem21. info).

Для решения вышеописанных задач в фильтровальных технологиях при выявлении патогенных бактерий достаточно широко распространены установки с применением вакуума.

Известен прибор марки ПВФ-47 по заявке на патент RU 2006100618, опубл. 20.07.2006 г. Известное техническое решение относится к фильтровальной технике путем создания вакуума при фильтрации жидкости и может быть использовано в лабораторных условиях. Известная установка содержит вакуум-насос, открытые воронки, в которые наливаются исследуемые жидкости. В нижней разъемной части каждой воронки устанавливается фильтрующая мембрана. Воронка посредством патрубка, расположенного ниже фильтрующей мембраны, и гибкого шланга соединяется с вакуум-насосом. Под влиянием вакуума, создаваемого насосом, исследуемая жидкость, в частности вода, фильтруется через мембрану. Недостатком известного технического решения являются возможность попадания в исследуемую жидкость микроорганизмов из внешней среды; низкая производительность фильтрования; необходимость источника электроэнергии; значительная масса установки, что в целом снижает мобильность установки и делает практически невозможным ее применение в полевых условиях.

Для фильтрации, анализа и очистки водных сред в микробиологической и биохимической промышленности широко используют микрофильтрационные мембраны и различные устройства для очистки и сорбции с их применением.

Известна микрофильтрационная полиамидная мембрана с узким распределением пор по размерам, используемая для вышеуказанных целей, по патенту RU 2161530 (опубл. 10.01.2001 г.). Однако отсутствие конструкционной разработки, предусматривающей применение известной микрофильтрационной мембраны в составе устройства, делает невозможным достижение обозначенного ниже технического результата.

Известно устройство для подготовки проб воды по авторскому свидетельству СССР 1370493, опубл. 30.01.1988 г., "Устройство для подготовки пробы воды". Известное устройство содержит корпус с резьбовым патрубком и съемной заглушкой, крышку с дополнительным резьбовым патрубком, съемной заглушкой и уплотнительной шайбой. В гнезде корпуса установлена пористая прокладка с мембранным фильтром. Для взятия пробы воды устройство посредством дополнительного патрубка присоединяют к резьбовому патрубку водопроводной сети. Затем из резьбового патрубка корпуса вывинчивают вторую заглушку и соединяют патрубок с мерным сосудом. Далее через устройство пропускают исследуемую воду. Недостатком известного устройства для подготовки пробы воды является его низкая мобильность и невозможность использования его для взятия проб воды из открытых водоемов и колодцев. Кроме того, известное устройство обеспечивает отбор проб воды и ее фильтрование только под давлением водопроводной сети, что дополнительно снижает мобильность установки.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является устройство по патенту на изобретение RU 2200308, опубл. 10.03.2003 г., «Устройство для подготовки проб воды», предназначенное для бактериологических и гельминтологических исследований. Устройство для подготовки проб воды содержит цилиндрический корпус, крышку, фильтр, при этом крышка снабжена дополнительным противомикробным фильтром и штуцером для подвода сжатого газа. Конструкция технического решения прототипа исключает попадание со сжатым воздухом, поступающим внутрь цилиндрического корпуса, каких-либо микроорганизмов.

Недостатками технического решения прототипа являются технологическая сложность установки, предусматривающая подвод сжатого воздуха; значительная масса установки, снижающая ее мобильность и применение в полевых условиях.

Суть изобретения заключается в следующем.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка конструкционных узлов установки для проведения микробиологического анализа воды на полимерных мембранах преимущественно в полевых условиях.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение продолжительности сборки установки в рабочее состояние при высокой эффективности проведения микробиологического анализа, сокращение времени микробиологического анализа, увеличение ее мобильности.

Технический результат достигается за счет включения в состав переносного комплекта для микробиологического анализа водных сред в природных источниках узла забора и подачи воды, соединительных коммуникаций с узлом сорбционной фильтрации, при том что узел сорбционной фильтрации представляет фильтродержатель плоскомембранного типа, снабженный микрофильтрационной полимерной мембраной с размером пор 0,45 мкм, обеспечивающей производительность по дистиллированной воде 45-55 мл/см², узел микробиологического анализа представляет емкость, включающую питательную среду, необходимую для роста колоний бактерий для проведения последующего анализа роста колоний бактерий. При частном случае реализации переносная установка для микробиологического анализа воды узел микробиологического анализа представляет картонную подложку, насыщенную питательной средой. При другом частном случае переносная установка для микробиологического анализа воды узел микробиологического анализа представляет индикаторную пластину.

Дополнительные исследования, проведенные заявителем, показали, что микрофильтрационные полимерные мембраны с заданными свойствами обеспечивают механизм сорбции патогенных бактерий с возможностью их вымывания для последующего анализа.

Переносной комплект для проведения микробиологического анализа водных сред представлен на чертеже, где

1 - узел забора и подачи воды;

2 - коммуникации;

3 - фильтродержатель плоскокамерного типа;

4 - микрофильтрационная мембрана;

5 - узел микробиологического анализа.

Переносной комплект для микробиологического анализа водных сред работает следующим образом.

Пробу воды, предположительно содержащую патогенные бактерии, подлежащую анализу, подают посредством узла забора и подачи воды 1, соединенного коммуникациями 2, на закрепленную в фильтродержатель плоскокамерного типа 3 микрофильтрационную полимерную мембрану 4. После прохождения заданного объема воды, предназначенной для последующего анализа (как правило, 350-500 мл), микрофильтрационная полимерная мембрана 4 помещается в узел микробиологического анализа 5 для последующего анализа роста колоний (преимущественно Ecoli).

Для реализации изобретения могут быть использованы следующие материалы, вещества и устройства:

- в качестве узла забора и подачи воды в зависимости от комплектации установки ручные, мембранные, поршневые насосы, а также нагнетательные электронасосы;

- микрофильтрационные полимерные мембраны с размером пор 0,45 мкм с производительностью по дистиллированной воде 45-55 мл/см^2,, в частности полиамидные микрофилырационные мембраны на основе гексаметиленадиламида, капролактама или их смесей, а также ацетатцеллюлозные, нитроцеллюлозные мембраны;

- питательные среды, традиционно используемые для бактериологического анализа (1-1,5% агара) при температуре окружающей среды 37°С, картонные подложки, насыщенные культуральной средой, а также тестовые пластины «Коли-СИБ», разработанные и выпускаемые ООО «СИНТЕЛЕК».

Несомненным преимуществом заявляемого комплекта является его возможность быстрой разборки и сборки на отдельные узлы и детали, что дает возможность его легкого перемещения и применения в разнообразнейших полевых условиях.

В нерабочем (разобранном) состоянии переносной комплект представляет собой набор узлов, который помещается в кейс из ударопрочного материала, представляя собой полный набор современного фильтрационно-аналитического оборудования для микробиологического анализа различных водных сред.

1. Переносной комплект для микробиологического анализа водных сред в природных источниках, включающий узел забора и подачи воды, соединенный коммуникациями с узлом сорбционной фильтрации, отличающийся тем, что узел сорбционной фильтрации представляет фильтродержатель плоскомембранного типа, комплект дополнительно содержит узел микробиологического анализа, выполненный с возможностью размещения микрофильтрационной полимерной мембраны с размером пор 0,45 мкм, обеспечивающей производительность по дистиллированной воде 45-55 мл/см², и представляющий собой носитель питательной среды, необходимой для роста колоний бактерий для проведения последующего анализа их роста.

2. Переносной комплект для микробиологического анализа водных сред в природных источниках по п. 1, отличающийся тем, что узел микробиологического анализа включает картонную подложку, насыщенную питательной средой.

3. Переносной комплект для микробиологического анализа водных сред в природных источниках по п. 1, отличающийся тем, что узел микробиологического анализа представляет индикаторную пластину.