СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОЙ ДЕТЕКЦИИ, ВЫДЕЛЕНИЯ, ИДЕНТИФИКАЦИИ И ПОДСЧЕТА МИКРООРГАНИЗМОВ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УКАЗАННОГО СПОСОБА

1. Способ детекции, выделения, идентификации и/или одновременного подсчета микроорганизмов, отличающийся тем, что в его ходе осуществляют растворение или суспендирование питательной смеси, которая стимулирует рост микроорганизмов, в растворителе в количествах, составляющих от 1 до 50 г/л, и в растворителе осуществляют растворение одного или множества хромогенных, флуорогенных или биолюминесцентных маркеров ферментативной активности, осуществляют абсорбцию вышеупомянутых компонентов на одной или множестве трехмерных структур природных или искусственных глин или керамических материалов, осуществляют удаление растворителя, осуществляют приведение клеток микроорганизмов или образцов, которые содержат их, в контакт с трехмерной структурой в присутствии второго растворителя; осуществляют сохранение структур в условиях, которые обеспечивают рост и идентификацию множества микроорганизмов благодаря распаду маркеров внутри нано-, микро- и макрополостей и на поверхности структур, сохраняя их при температуре между 20 и 50°С в течение периода времени, соответствующего самой большой продолжительности скрытой фазы и конечной фазы ускорения роста микроорганизма с самым медленным развитием, для детекции, идентификации и подсчета множества микроорганизмов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что питательную смесь выбирают из ферментативных гидролизатов водорослей Spirulina platensis, экстракта из Saccharomyces cerevisiae, полученного при помощи ферментативного гидролиза, и ферментативных гидролизатов кормовых дрожжей Torula, экстракта из сладкого картофеля, экстракта из помидоров, ферментативных гидролизатов ткани бычьего сердца, бычьей крови и бычьей печени, ферментативных гидролизатов лактоальбумина из сычужной сыворотки, ферментативных гидролизатов или продуктов кислотного гидролиза казеина пахты и гидролизата или автолизата Eudrillus eugeniae.
3
8
2
3
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что трехмерные структуры природных или искусственных глин и керамических материалов, выбираемых из каолинита, галлоизита, диккита, накрита, хризолита, антигорита, лизардита, вермикулита, слюды, гекторита, сапонита, гидроталцита, мусковита, хлорита, диатомовой земли, бентонитов (монтмориллонита, сауконита, бейделлита, нонтронита), клиноптилотитов, гидроксиапатитов, цеолитов и фосфатов кальция или их комбинаций, с удельной поверхностью, равной 2×10-6×10 м/м, сформированы множеством нано-, микро- и макрополостей или их комбинациями.
4. Способ по п. 1, отличающийся добавлением к первому растворителю одного или множества хромогенных, флуорогенных или биолюминесцентных маркеров ферментативной активности в количествах, находящихся в пределах от 0,01 до 2 г/л.
5. Способ по п. 1, отличающийся добавлением к питательной смеси других ферментативных гидролизатов, химических гидролизатов или белковых экстрактов из водорослей, микроорганизмов, растительных компонентов, ткани высших животных и их комбинации в количествах, находящихся в пределах от 1 до 10 г/л.
3
2
2
4
2
2
4
2
6
20
7
5
16
2
2
2
7
2
2
7
2
4
4
2
2
4
2
3
4
2
8
2
4
6
2
10
4
4
6
2
10
4
6
2
40
4
2
10
4
6
2
5
4
3
3
.
.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фосфатами кальция являются метафосфат [Ca(PO)], моногидрат дигидрофостата кальция [Ca(HPO)HO], тетракальций дигидрогенфосфат (CaHPO), гептакальций фосфат [Ca(PO)], пирофосфат кальция (CaPO и CaPO2HO), дикальций фосфат [CaHPO, CaHPO 2HO и Ca(HPO)], трикальций фосфат [Ca(PO)], октакальций фосфат [CaH(PO) 5HO], лишенный кальция гидроксиапатит [Ca-х(HPO)х(PO)-х(ОН)-х], гидроксиапатит [Ca(PO)(ОН)], тетракальций фосфат [Ca(PO)], апатит [Ca(PO)(ОН,F,Cl,Br)], карбонатапатит [Ca(PO,CO)(ОН,F)] или смесь двух или более любых из них.
7. Способ по п. 1, отличающийся использованием в качестве первого растворителя дистиллированной воды, или деионизированной воды, или водных растворов солей, таких как растворы хлорида натрия, фосфатов, спиртов и спиртовых растворов, таких как 10% (часть/объем) раствор основного красителя - фуксина в этиловом спирте, или других веществ, которые увеличивают растворимость маркеров ферментативной активности или проницаемость клеток микроорганизмов, таких как диметилсульфоксид.
8. Способ по п. 1, отличающийся растворением питательного вещества, маркеров ферментативной активности и всех других компонентов в первом растворителе с использованием соотношения 1-150 г/г.
9. Способ по п. 1, отличающийся удалением первого растворителя посредством сушки трехмерной структуры при температуре окружающей среды с принудительной циркуляцией воздуха из-за разницы температур (конвекцией) или температуре от 25 до 110°С при атмосферном давлении или при давлении ниже атмосферного, на протяжении периода, составляющего от 30 минут до 3 часов, посредством сублимации или посредством распылительной сушки при температуре от 90 до 180°С.
3
9
9
3
3
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он имеет предел детекции и количественного определения, составляющий менее чем 1 КОЕ/10 л в случае жидких образцов, менее чем 1 КОЕ/250 г в случае твердых образцов или менее чем 1 КОЕ/10 м воздуха, и максимальный предел вплоть до 10 КОЕ/мл, или 10 КОЕ/г, или 10 КОЕ/м.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воду или раствор солей используют в качестве второго растворителя для большинства бактерий и грибов, гипотонический или изотопический раствор - для экстремофилов и микроорганизмов, которые живут в морской воде, а также гипертонические растворы, или сам образец.
3
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что множество микроорганизмов или образец, содержащий их, приводят в контакт с трехмерной структурой с использованием соотношения 0,05-13 мл/г или 0,1-10 м/г.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что множество клеток микроорганизмов, которое может создаваться многообразием микроорганизмов, которые можно детектировать, выделить, идентифицировать и/или подсчитывать и которые относятся к виду, роду, группе или их комбинации, включая нанобактерии, бактерии, плесенные грибки и дрожжи, споры, гифы или другие стадии, служащие для размножения, которые идентифицируют, или образцы, которые их вмещают, приводят в контакт с поверхностью одной или множества трехмерных структур, пропуская его через них или вниз на определенную глубину; если клетки или образцы, которые вмещают их, находятся в форме суспензии в газовой или жидкой фазе, в форме геля или с полутвердой или твердой консистенцией, осуществляют нанесение их непосредственно на структуру, или при помощи устройства для нанесения.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что трехмерную структуру сохраняют на всем протяжении фазы детекции микроорганизмов в атмосфере с напряжением кислорода, которое может меняться от аэробных условий для аэробных микроорганизмов и факультативных аэробов вплоть до полного отсутствия этого элемента для анаэробов или факультативных анаэробов.
15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что множество клеток идентифицируют посредством визуальной или автоматической детекции флуоресценции, по изменению цвета трехмерной структуры или ее консистенции, текстуры, блеска, мутности, тона, однородности или прозрачности, или по изменениям цвета, блеска, тона, прозрачности или флуоресценции второго растворителя или образца; или по появлению биолюминесценции и внутри полостей, и на поверхности структуры; или при наблюдении других морфологических структур; или по метаболическим реакциям на трехмерных структурах, во втором растворителе или в образце, или по комбинации некоторых или всех способов идентификации.
16. Способ по п. 1, отличающийся детекцией или определением концентрации клеток в образце посредством их визуального или автоматического подсчета на поверхности трехмерной структуры, или посредством измерения интенсивности флуорогенного, колориметрического или биолюминесцентного сигнала под ультрафиолетовым, видимым или инфракрасным светом, по электрическим, тепловым или магнитным сигналам, по изменениям рН или посредством количественного определения выделения или потребления газов, образуемых в результате активности микроорганизмов во время скрытой фазы роста или периода ускорения роста, таких как углекислый газ, кислород, сероводород, аммиак или водород.
17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устойчивость или чувствительность к противомикробным средствам, таким как бактерициды, бактериостатические средства, фунгициды и/или дезинфицирующие растворы, можно определить, добавляя к смеси питательное вещество и маркеры ферментативной активности этих микробов, наблюдая полное или частичное ингибирование роста или его замедление, удлинение скрытой фазы, или по отсутствию реакции распада субстрата.
18. Способ по п. 1, отличающийся отбором трехмерных структур из числа тех, полости или размеры которых соответствуют:
- нанополостям или частицам с диаметрами или просветами вплоть до 200 нм для нано- и микробактерий;
- нано- и субмикрополостям с диаметрами или просветами от 5 нм до 1000 нм для бактерий с различными размерами;
- микрополостям с диаметрами или просветами от 1 мкм до 1000 мкм для дрожжевых бактерий и клеток;
- микро- и макрополостям с диаметрами или просветами, составляющими более чем 1 мкм и вплоть до 2 мм, для бактерий, дрожжей и мицелиальных грибов;
- комбинациям всех диаметров полостей или просветов, от нано- вплоть до макро = 2 мм для множества микроорганизмов.
19. Способ по п. 1, отличающийся использованием трехмерных структур глин и/или керамических материалов, описанных выше, которые имеют изоморфные замещения ионов катионами или которые были предварительно функционализированы с помощью различных ионов, которые работают как катализаторы ферментов, таких как Na, K, Ca, Mg, P, Fe и Zn, образующих поверхностные слои или распределенных по всей их структуре.
20. Способ по п. 1, отличающийся тем, что добавочные вещества, которые активируют или ингибируют рост микроорганизмов, относящихся к определенным родам, видам или группам микроорганизмов, могут быть добавлены к первому или второму растворителю в количествах, находящихся в пределах от 0,01 вплоть до 40 г/л.
21. Способ по п. 1, отличающийся добавлением отобранных солей, полимеров, натуральных растительных экстрактов, жирных
кислот, сложных эфиров, бактерицидов, бактериостатических средств, спиртов, веществ с поверхностной активностью или их смесей к питательному веществу в количествах, находящихся в пределах от 0,01 до 2 г/л, к первому или второму растворителю, или антибиотиков или противогрибковых средств в количествах, находящихся в пределах от 10 до 100 мкг/л, к первому или второму растворителю.
22. Способ по п. 1, отличающийся добавлением определенных веществ, которые вносят вклад в закрепление питательного вещества и маркеров ферментативной активности, выбираемых из альгинатов, природных полисахаридов, пектина, хитина, аравийской камеди и других камедей, крахмалов, декстрана и карбоксиметилцеллюлозы и других их полимерных производных, каррагенина, агара, агарозы и искусственных полимерных производных; производных винилового спирта, полибутилена, полиэтилена и полипропилена, поливинилпирролидона, в количествах, находящихся в пределах от 0,01 до 0,5 г/г трехмерной структуры.
23. Способ по п. 1, отличающийся добавлением определенных веществ к трехмерной структуре для увеличения ее адсорбционной способности, таких как активированный уголь и целлюлоза, в количествах, находящихся в пределах от 2 до 4 мг/г.
24. Способ по п. 1, отличающийся использованием трехмерной структуры, способной к разбуханию после абсорбции ее образца, содержащего микроорганизмы, или второго растворителя, содержащего микроорганизмы, и к увеличению своего объема.
25. Способ по п. 1, отличающийся тем, что трехмерная структура может формировать слои толщиной от 5 нм до 1 мм, или столбы высотой вплоть до 10 см, или сферы или гранулы диметром от 5 нм до 10 мм; шестигранники или кубы, или цилиндры или трубки диаметром от 5 нм до 10 см и высотой от 5 нм до 10 см; или волокна, сети, или с приемом формы емкости, вмещающей их.
26. Способ по п. 1, отличающийся использованием трехмерной структуры, которая демонстрирует различные зоны, различные пористости и различные диаметры или просветы нано-, микро- и макрополостей, присутствующих по всему ее объему, длине или
диаметру, при распределении указанных зон в виде градиента или в виде дифференцированных зон.
27. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в нем используют трехмерную структуру, содержащую различные питательные вещества и маркеры ферментативной активности по всему ее объему, длине или диаметру, если эти соединения распределены в виде градиентов или дифференцированных зон.
28. Способ по п. 1, отличающийся тем, что трехмерная структура сохраняется на опорах, которым придана форма пластин, слоев или цилиндров, которые могут быть проницаемыми или непроницаемыми для нее; или окружены непроницаемыми материалами на по меньшей мере 90% своей поверхности.
3
8
2
3
29. Устройства для осуществления способа, описанного в пп. 1-28 выше, отличающиеся тем, что одну или множество трехмерных структур формируют природные или искусственные глины и керамические материалы, выбираемые из каолинита, галлоизита, диккита, накрита, хризолита, антигорита, лизардита, вермикулита, слюды, гекторита, сапонита, гидроталцита, мусковита, хлорита, диатомовой земли, бентонитов (монтмориллонита, сауконита, бейделлита, нонтронита), клиноптилотитов, гидроксиапатитов, цеолитов и фосфатов кальция или их комбинаций, с удельной поверхностью, равной 2×10-6×10 м/м, во множестве нано-, микро- и макрополостей или их комбинациях, и которые содержат внутри себя или на своей поверхности питательную смесь, выбираемую из ферментативных гидролизатов водорослей Spirulina platensis, экстрактов из Saccharomyces cerevisiae, полученных при помощи ферментативного гидролиза, и ферментативных гидролизатов кормовых дрожжей Torula, экстракта из сладкого картофеля, экстракта из помидоров, ферментативных гидролизатов ткани бычьего сердца, бычьей крови и бычьей печени, ферментативных гидролизатов лактоальбумина из сычужной сыворотки, ферментативных гидролизатов или продуктов кислотного гидролиза казеина пахты и гидролизата или автолизата Eudrillus eugeniae и их комбинаций, и один или множество хромогенных, флуорогенных или биолюминесцентных маркеров ферментативной активности.
30. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что они содержат одно или множество хромогенных, флуорогенных или биолюминесцентных маркеров ферментативной активности в количествах, находящихся в пределах от 0,0033 до 0,66 мг/г трехмерной структуры.
31. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что они содержат другие ферментативные гидролизаты, химические гидролизаты или белковые экстракты из водорослей, микроорганизмы, растительные компоненты, ткань высших животных и их комбинации в количествах, находящихся в пределах от 0,33 до 4 мг/г трехмерной структуры.
32. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что они содержат смесь питательных веществ, маркеров ферментативной активности и других выборочных ингредиентов, ингибиторов или активаторов роста в количествах, находящихся в пределах от 0,33 вплоть до 60 мг/г трехмерной структуры.
33. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что трехмерную структуру формируют глины или керамические материалы с изоморфными замещениями ионов катионами, или которые были предварительно функционализированы с помощью различных ионов, которые служат в качестве катализаторов ферментов, таких как Na, K, Ca, Mg, P, Fe, Zn, образующих поверхностные слои или распределенных по всей ее структуре.
3
2
2
4
2
2
4
2
6
20
7
5
16
2
2
2
7
2
2
7
2
4
4
2
2
4
2
3
4
2
8
2
4
6
2
10
4
4
6
2
10
4
6
2
40
4
2
10
4
6
2
5
4
3
3
.
.
34. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что фосфаты кальция, которые формируют их трехмерную структуру, выбирают из метафосфата [Ca(PO)], моногидрата дигидрофостата кальция [Ca(HPO)HO], тетракальция дигидрогенфосфата (CaHPO), гептакальция фосфата [Ca(PO)], пирофосфата кальция (CaPO и CaPO2HO), дикальция фосфата [CaHPO, CaHPO 2HO и Ca(HPO)], трикальция фосфата [Ca(PO)], октакальция фосфата [CaH(PO) 5HO], лишенного кальция гидроксиапатита [Ca-х(HPO)х(PO)-х(ОН)-х], гидроксиапатита [Ca(PO)(ОН)], тетракальция фосфата [Ca(PO)], апатита [Ca(PO)(ОН,F,Cl,Br)], карбонатапатита [Ca(PO,CO)(ОН,F)] или нечетко любой комбинации любых из них.
35. Устройства по п. 29, отличающиеся, тем что они имеют предел детекции и количественного определения, составляющий
3
9
9
3
3
менее чем 1 КОЕ/10 л в случае жидких образцов, менее чем 1 КОЕ/250 г в случае твердых образцов или менее чем 1 КОЕ/10 м воздуха, и максимальный предел вплоть до 10 КОЕ/мл, или 10 КОЕ/г, или 10 КОЕ/м.
36. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что трехмерные структуры демонстрируют полости в форме пор, каналов, трубок, регулярных или нерегулярных мешков различных геометрических форм или их комбинаций, или, если возможно, слоев или листов.
37. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что трехмерные структуры выбирают из числа тех, размеры полостей или частиц которых соответствуют:
- размерам нанополостей или частиц, предпочтительно со сморщенной поверхностью, с диаметрами или просветами вплоть до 200 нм для нано- и микробактерий;
- нано- и субмикрополостям с диаметрами или просветами от 5 нм до 1000 нм для бактерий с различными размерами;
- микрополостям с диаметрами или просветами от 1 мкм до 1000 мкм для дрожжевых бактерий и клеток;
- микро- и макрополостям с диаметрами или просветами, составляющими более чем 1 мкм и вплоть до 2 мм, для бактерий, дрожжей и мицелиальных грибов;
- комбинациям всех диаметров полостей или просветов от нано- вплоть до макро = 2 мм для множества микроорганизмов.
38. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что они содержат выборочные средства для роста микроорганизмов, выбираемые из солей, полимеров, натуральных растительных экстрактов, жирных кислот, сложных эфиров, бактерицидов, бактериостатических средств, спиртов, веществ с поверхностной активностью или их смесей, в количествах, находящихся в пределах от 0,0033 до 0,8 мг/г трехмерных структур глин или керамических материалов, и антибиотики или противогрибковые средства в количествах, находящихся в пределах от 0,033 до 0,33 мкг/г.
39. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что они содержат вещества, которые вносят вклад в закрепление питательного вещества и маркеров ферментативной активности, выбираемые из альгинатов, природных полисахаридов, пектина, хитина, аравийской камеди и других камедей, крахмалов, декстрана и карбоксиметилцеллюлозы и других их полимерных производных, каррагенина, агара, агарозы и искусственных полимерных производных; производных винилового спирта, полибутилена, полиэтилена и полипропилена, поливинилпирролидона, в количествах, находящихся в пределах от 0,01 до 0,5 г/г трехмерной структуры.
40. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что они содержат вещества, которые увеличивают их адсорбционную способность, такие как активированный уголь и целлюлоза, в количестве от 2 до 4 мг/г.
41. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что они формируют слои толщиной от 5 нм до 1 мм или столбы высотой вплоть до 10 см, или сферы или гранулы диметром от 5 нм до 10 мм; шестигранники или кубы, или цилиндры или трубки диаметром от 5 нм до 10 см и высотой от 5 нм до 10 см; или волокна, сети, или с приемом формы емкости, вмещающей их.
42. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что они могут демонстрировать различные зоны с различными пористостями, диаметрами или просветами нано-, микро- и макрополостей, присутствующих по всему их объему, длине или диаметру, при распределении этих зон в виде градиента или в виде дифференцированных зон.
43. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что они содержат различные питательные вещества и маркеры ферментативной активности по всему их объему, длине или диаметру, если эти соединения распределены в виде градиентов или дифференцированных зон.
44. Устройства по п. 29, отличающиеся тем, что они сохраняют трехмерную структуру на опорах, которым придана форма пластин, слоев или цилиндров, которые могут быть проницаемыми или непроницаемыми для них; или окружены непроницаемыми материалами на по меньшей мере 90% своей поверхности.