Η έρευνα για τα βακτήρια απαιτεί σχολαστική εργασία με πολυάριθμο εξοπλισμό και όργανα. Προκειμένου οι μικροοργανισμοί να πολλαπλασιάζονται όσο το δυνατόν γρηγορότερα σε εργαστηριακές συνθήκες και να μπορούν να διατηρήσουν τη φυσιολογική ζωτική δραστηριότητα, χρησιμοποιούνται ειδικά θρεπτικά μέσα. Η σύνθεσή τους και οι βιοφυσικές συνθήκες είναι κατάλληλες για την ενεργό ανάπτυξη μιας βακτηριακής καλλιέργειας.
Θρεπτικά μέσα. Μικροβιολογία και άλλες εφαρμογές
Βακτηριακές αποικίες αναπτύσσονται στο εργαστήριο σε τρυβλία Petri γεμάτα με περιεχόμενο που μοιάζει με ζελέ ή ημι-υγρό. Αυτά είναι θρεπτικά μέσα, η σύνθεση και οι ιδιότητες των οποίων είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στα φυσικά για την ανάπτυξη των καλλιεργειών υψηλής ποιότητας.
Τέτοια περιβάλλοντα χρησιμοποιούνται στη μικροβιολογική έρευνα και σε ιατρικά διαγνωστικά εργαστήρια. Τα τελευταία λειτουργούν συχνότερα με επιχρίσματα παθογόνων ή ευκαιριακών βακτηρίων, η συστηματική θέση των οποίων προσδιορίζεται απευθείας στο ίδρυμα.
Φυσικό και συνθετικόΤετάρτη
Ο βασικός κανόνας της εργασίας με βακτήρια είναι η σωστή επιλογή του θρεπτικού μέσου. Πρέπει να πληροί πολλά κριτήρια, συμπεριλαμβανομένης της περιεκτικότητας σε μικρο και μακροστοιχεία, ένζυμα, σταθερή τιμή οξύτητας, οσμωτική πίεση, ακόμη και το ποσοστό οξυγόνου στον αέρα.
Τα θρεπτικά μέσα ταξινομούνται σε δύο μεγάλες ομάδες:
- Φυσικά περιβάλλοντα. Τέτοια μείγματα παρασκευάζονται από φυσικά συστατικά. Αυτό μπορεί να είναι νερό ποταμού, μέρη φυτών, κοπριά, λαχανικά, φυτικοί και ζωικοί ιστοί, μαγιά κ.λπ. Τέτοια περιβάλλοντα χαρακτηρίζονται από υψηλή περιεκτικότητα σε φυσικές χημικές ουσίες, η ποικιλία των οποίων προάγει την ανάπτυξη βακτηριακής καλλιέργειας. Παρά αυτά τα προφανή πλεονεκτήματα, το φυσικό περιβάλλον δεν επιτρέπει την εξειδικευμένη έρευνα με συγκεκριμένα βακτηριακά στελέχη.
- Συνθετικά μέσα. Διαφέρουν στο ότι η χημική τους σύνθεση είναι γνωστή σε ακριβείς αναλογίες όλων των συστατικών. Τέτοια μέσα παρασκευάζονται για μια συγκεκριμένη καλλιέργεια βακτηρίων, ο μεταβολισμός των οποίων είναι γνωστός εκ των προτέρων στον ερευνητή. Στην πραγματικότητα, για το λόγο αυτό, είναι δυνατό να προετοιμαστεί ένα τέτοιο συνθετικό περιβάλλον για την ανάπτυξη μικροοργανισμών. Χρησιμοποιούνται για την ανάλυση της ζωτικής δραστηριότητας των βακτηρίων. Για παράδειγμα, μπορείτε να μάθετε ποιες ουσίες απελευθερώνουν στο περιβάλλον και πόσο. Οι μικροοργανισμοί θα αναπτυχθούν επίσης σε φυσικά μέσα, αλλά είναι αδύνατο να εντοπιστούν ποσοτικές αλλαγές στη σύνθεση λόγω άγνοιας των αρχικών αναλογιών των ουσιών.
Διαφορικό-διαγνωστικά περιβάλλοντα
Στην εργασία με βακτήρια, δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο τα συνηθισμένα θρεπτικά μέσα. Η μικροβιολογία είναι μια τεράστια επιστήμη και επομένως, κατά τη διεξαγωγή μιας μελέτης, μερικές φορές είναι απαραίτητο να γίνει μια επιλογή μικροοργανισμών για κάποιο λόγο. Η χρήση διαφορικών διαγνωστικών μέσων στο εργαστήριο καθιστά δυνατή την επιλογή των επιθυμητών βακτηριακών αποικιών σε ένα τρυβλίο Petri σύμφωνα με το βιοχημικό σημάδι της ζωτικής τους δραστηριότητας.
Η σύνθεση τέτοιων περιβαλλόντων περιλαμβάνει πάντα τα ακόλουθα στοιχεία:
1. Θρεπτικά συστατικά για την ανάπτυξη των κυττάρων.
2. Αναλυθέν υπόστρωμα (ουσία).
3. Ένας δείκτης που θα δώσει ένα χαρακτηριστικό χρώμα όταν συμβεί μια συγκεκριμένη αντίδραση.
Ένα παράδειγμα είναι το διαφορικό διαγνωστικό θρεπτικό μέσο "Endo". Χρησιμοποιείται για την επιλογή αποικιών βακτηρίων που μπορούν να διασπάσουν τη λακτόζη. Αρχικά, αυτό το μέσο έχει ένα ροζ χρώμα. Εάν μια αποικία μικροοργανισμών δεν είναι σε θέση να διασπάσει τη λακτόζη, παίρνει το συνηθισμένο λευκό χρώμα. Εάν τα βακτήρια μπορούν να διασπάσουν αυτό το υπόστρωμα, μετατρέπονται σε ένα χαρακτηριστικό έντονο κόκκινο χρώμα.
Επιλογές Τετάρτες
Τα διαγνωστικά εργαστήρια συχνά λειτουργούν με επιχρίσματα που περιέχουν πολλούς διαφορετικούς τύπους βακτηρίων. Προφανώς, για ποιοτική εργασία, είναι απαραίτητο να επιλέξουμε με κάποιο τρόπο τις αποικίες που χρειαζόμαστε από δεκάδες ξένους. Εδώ μπορεί να βοηθήσει ένα βακτηριακό μέσο ανάπτυξης, το οποίο είναι ιδανικά σχεδιασμένο για να υποστηρίζει μόνο έναν τύπο μικροοργανισμού.
Για παράδειγμα,ένα τέτοιο εκλεκτικό περιβάλλον είναι κατάλληλο μόνο για την αναπαραγωγή του Escherichia coli. Στη συνέχεια, από τη σπορά πολλών βακτηρίων σε ένα τρυβλίο Petri, θα δούμε μόνο αποικίες της ίδιας Escherichia coli και όχι περισσότερες. Πριν ξεκινήσετε την εργασία, είναι απαραίτητο να γνωρίζετε καλά τον μεταβολισμό του βακτηρίου που μελετήθηκε για να το επιλέξετε με επιτυχία από ένα μείγμα άλλων ειδών.
Στερεά, ημιστερεά και υγρά μέσα καλλιέργειας
Τα βακτήρια μπορούν να αναπτυχθούν όχι μόνο σε στερεά υποστρώματα. Τα θρεπτικά μέσα διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την κατάσταση συσσώρευσής τους, η οποία εξαρτάται από τη σύνθεση κατά την παρασκευή. Αρχικά, όλα έχουν υγρή σύσταση και όταν προστεθεί ζελατίνη ή άγαρ σε ένα ορισμένο ποσοστό, το μείγμα στερεοποιείται.
Υγρά μέσα καλλιέργειας βρίσκονται συνήθως σε δοκιμαστικούς σωλήνες. Εάν καταστεί απαραίτητο να αναπτυχθούν βακτήρια κάτω από τέτοιες συνθήκες, προσθέστε ένα διάλυμα με δείγμα καλλιέργειας και περιμένετε 2-3 ημέρες. Το αποτέλεσμα μπορεί να ποικίλλει: σχηματίζεται ένα ίζημα, εμφανίζεται μια μεμβράνη, μικρές νιφάδες επιπλέουν ή σχηματίζεται ένα θολό διάλυμα.
Πυκνό μέσο καλλιέργειας χρησιμοποιείται συχνά στη μικροβιολογική έρευνα για τη μελέτη των ιδιοτήτων των βακτηριακών αποικιών. Τέτοια μέσα είναι πάντα διαφανή ή ημιδιαφανή, ώστε να είναι δυνατός ο σωστός προσδιορισμός του χρώματος και του σχήματος της καλλιέργειας μικροοργανισμών.
Προετοιμασία πολυμέσων
Υποστρώματα όπως μείγματα κρέατος-πεπτόνης με βάση ζωμό, ζελατίνη ή άγαρ είναι πολύ εύκολο να παρασκευαστούν. Εάν χρειάζεται να κάνετε ένα στερεό ή ημι-υγρό υπόστρωμα, σε υγρόπροσθέστε 2-3% ή 0, 2-0, 3% ζελατίνη ή άγαρ, αντίστοιχα. Παίζουν σημαντικό ρόλο στη σκλήρυνση του μείγματος, αλλά δεν αποτελούν πηγή θρεπτικών συστατικών. Έτσι, λαμβάνονται θρεπτικά μέσα που είναι κατάλληλα για την ανάπτυξη μιας βακτηριακής καλλιέργειας.
