Методы культивирования анаэробных микробов
Читайте также:
|
Последовательность действий (этапы) | Способы действия (ориентиры) |
I. Методы культивирования анаэробов | 1. Ознакомиться с анаэробным эксикатором, с характером роста на средах Китта-Тароцци, Вильсона-Блера, в агаре столбиком. 2. Ознакомиться по демонстрационным посевам с методом выделения чистых культур анаэробов: по Цейслеру, Вейнбергу, Фортнеру. |
II. Выделение чистых культур анаэробов (I – II этапы) | 1. Разобрать и записать в дневник I этап выделения чистой культуры анаэробов. 2. Со среды Китта-Тароцци приготовить мазок, окрасить по Граму, микроскопировать, зарисовать, сделать вывод – к какому семейству принадлежат бактерии. 3. Произвести посев со среды Китта-Тароцци по методу Вейнберга с последующим заполнением агаром трубок Вейон-Виньяла. Записать в дневник, обосновав цель посева. |
III. Выделение чистой культуры анаэробов (III этап) | 1. Наметить план исследования II этапа. 2. Изучить и описать выросшие на чашке колонии; для оценки правильности методики посева чашку показать преподавателю. 3. Отметить колонии, принадлежащие к разным видам бактерий, приготовить из них мазки, окрасить по Граму, микроскопировать и зарисовать. 4. Произвести пересев одной из колоний на косой агар. |
· записать в виде таблицы схему описания колоний;
· зарисовать пробирки, демонстрирующие характер роста на жидких средах и пигментообразующие бактерии.
Тема:«Ферменты бактерий. Биохимическая активность микробов, бактериологический метод исследования (продолжение)»
Цель:
– освоить бактериологический метод исследования.
Задачи:
– овладеть навыками идентификации чистой культуры
– уметь определять сахаролитическую, протеолитическую активность
и редуцирующую способность микроорганизмов, правильно
оценивать полученные результаты.
В основе метаболических реакций, протекающих в клетке, лежит деятельность ферментов – особых белков, которые являются биокатализаторами. Ферменты обеспечивают протекание реакции в физиологических условиях Микробы синтезируют разнообразные ферменты.
Эндоферменты — функционируют в клетке и находятся и цитоплазме.
Экзоферменты — выделяются в окружающую среду.
Конституционные ферменты — постоянно присутствуют и клетке в одинаковых концентрациях.
Изучение биохимических свойств бактерий в медицинской микробиологии является одним из основных методов при идентификации вида возбудителя. Особое значение этот метод имеет вдиагностике кишечных инфекций (колиэнтеритов, брюшного тифа, сальмонеллезов, дизентерии).
Длябиохимической дифференциации выделенной культуры определяются сахаролитические и протеолитические свойства. Для обнаружения этих свойств делают посев на дифференциально-диагностические среды, содержащие вещества, в отношении которых бактерии способны проявлять ферментативную активность.
Название микроба | Сахаролитические | Протеолитические | |||
Лактоза | Глюкоза | Мальтоза | Маннит | МПБ | Разжи-жение жела-тины |
Индол | NH3 | H2S |
Дата добавления: 2015-05-08 ; просмотров: 67 ; Нарушение авторских прав
Источник
РОСТ И КУЛЬТИВИРОВАНИЕ БИООБЪЕКТОВ — В. М. Самыгин — 2016
ГЛАВА 8. АНАЭРОБНОЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ
Анаэробы — организмы, использующие в качестве конечного акцептора электронов не кислород, а другие вещества. К ним относятся организмы как микро-, так и макроуровня. Анаэробные микроорганизмы — это обширная группа прокариот и некоторые простейшие. Термин «анаэробы» ввел в 1861 году Луи Пастер, изучавший маслянокислое брожение.
В отличие от аэробов культивирование анаэробных микроорганизмов более сложное, поскольку контакт микроорганизмов с молекулярным кислородом должен быть сведен к минимуму. В жидкой питательной среде облигатные аэробы и микроаэрофилы содержатся в верхней части пробирки (колбы), тогда как облигатные анаэробные бактерии во избежание контакта с кислородом располагаются в нижней части сосуда. Факультативные анаэробы собираются в основном в верхней части питательной среды, однако они могут быть найдены на всем протяжении среды, так как имеют два набора ферментных систем. Аэротолерантные анаэробы не реагируют на концентрацию кислорода и равномерно распределяются по всему объему питательной среды. На практике к анаэробным относят бактерии, которые не растут на поверхности плотной или полужидкой среды на воздухе при атмосферном давлении. Степень анаэробиоза измеряется по окислительно-восстановительному (Eh) потенциалу среды. При увеличении Eh выше -100 мВ, обусловленном присутствием растворимого кислорода, подавляется рост всех анаэробных бактерий. Для создания анаэробных условий при культивировании микроорганизмов используют физические, химические, биологические и смешанные методы.
Физические методы предусматривают откачивание воздуха, введение специальной газовой безкислородной смеси (N2 — 85 %, CO2 — 10 %, H2 — 5 %, или азот с 5 % СО2 и 10 % Н2). Эти методы основаны на создании вакуума в специальных аппаратах — микроанаэростатах. Иногда воздух в них заменяют каким-либо другим газом, например, СО2. Доступ кислорода в питательную среду можно затруднить, если культивировать анаэробы в пробирках в глубине столбика расплавленного и остуженного сахарного агара или среды Вильсона-Блера. По методу Вейона-Виньяля агар с посевным материалом набирают в стеклянные трубочки, которые запаивают с двух концов.
Химические — методы, при которых применяют химические поглотители кислорода или восстанавливающие агенты. В первом случае при культивировании исследуемого материала на плотных средах в эксикатор помещают химические вещества, например, пирогаллол и щелочь, реакция между которыми идет с поглощением кислорода. Помимо щелочного раствора пирогаллола в качестве поглотителей молекулярного кислорода в лабораторной практике используют дитионит натрия (Na2S2O4), металлическое железо, хлорид одновалентной меди и некоторые другие реактивы. При использовании восстанавливающих агентов в жидкие питательные среды добавляют различные редуцирующие вещества: аскорбиновую, тиогликолевую кислоту или тиогликолат натрия, цистеин, которые снижают окислительновосстановительный потенциал.
Биологический метод основан на одновременном культивировании анаэробов с аэробными или факультативно-анаэробными бактериями. Для этого питательную среду в чашках Петри разделяют желобком на две половины, на одну половину засевают какой-либо аэробный микроорганизм, на другой анаэроб. Края чашки заливают парафином. Вначале кислород поглощается растущими аэробами, посеянными на одной половине среды, а затем начинается рост анаэробов, посев которых сделан на другой половине. Наиболее удобна для культивирования анаэробов специальная среда Китта-Тароцци, которую перед употреблением кипятят на водяной бане для удаления из нее растворенного кислорода. Среду заливают сверху стерильным вазелиновым маслом. В зависимости от количества посевного материала видимый рост анаэробов в виде помутнения может наблюдаться уже через 48 ч с момента посева.
Рост изолированных колоний анаэробов можно получить при рассеве определенного количества исследуемого материала, нанесенного на поверхность кровяно-сахарного агара в чашках Петри, которые помещают в анаэростат. Образовавшиеся колонии анаэробов выделяют, распилив пробирку в месте роста. Колонии анаэробов для получения значительного количества биомассы отсевают затем на среду Китта-Тароцци. В качестве источника углерода и энергии в питательную среду добавляют глюкозу.
При смешанных методах используют несколько вариантов. Для культивирования анаэробных бактерий могут быть использованы и другие методы, ограничивающие доступ воздуха к растущей культуре. В их числе методы выращивания в высоком слое среды; в толще плотной питательной среды; культивирование в вязких средах, в которых диффузия молекулярного кислорода в жидкость уменьшается с увеличениемее плотности; заливка засеянной среды высоким слоем стерильного вазелинового масла. При создании оптимальных условий для строгих анаэробов необходимо постоянное поддержание безкислородных условий культивирования. Это достигается за счет использования специальных сред, не содержащих растворенный кислород, поддержания на соответствующем уровне окислительно-восстановительного потенциала, а также путем забора, доставки и посева материала в анаэробных условиях.
Существует ряд методов, обеспечивающих более подходящие условия для анаэробов — предварительное кипячение питательных сред, посев в глубокий столбик агара, заливка сред вазелиновым маслом, использование герметически закрывающейся посуды с инертным газом, плотно закрывающихся эксикаторов с горящей свечой. Наиболее простым и эффективным оборудованием являются системы с газорегенерирующими пакетами, действующими по принципу вытеснения атмосферного воздуха газовыми смесями в герметически закрытых емкостях (например, HiAnaerobicTM System-10).
Биологическая библиотека — материалы для студентов, учителей, учеников и их родителей.
Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.
Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.
Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.
© 2018-2021 Все права на дизайн сайта принадлежат С.Є.А.
Источник
Методы культивирования анаэробов.
Для культивирования анаэробов необходимо понизить окислительно-восстановительный потенциал среды, создать условия анаэробиоза, т. е. пониженного содержания кислорода в среде и окружающем ее пространстве. Это достигается применением физических, химических и биологических методов.
Физические методы. Основаны на выращивании микроорганизмов в безвоздушной среде, что достигается:
1) посевом в среды, содержащие редуцирующие и легко окисляемые вещества;
2) посевом микроорганизмов в глубину плотных питательных сред;
3) механическим удалением воздуха из сосудов, в которых выращиваются анаэробные микроорганизмы;
4) заменой воздуха в сосудах каким-либо индифферентным газом.
В качестве редуцирующих веществ обычно используют кусочки (около 0,5 г) животных или растительных тканей (печень, мозг, почки, селезенка, кровь, картофель, вата). Эти ткани связывают растворенный в среде кислород и адсорбируют бактерии. Чтобы уменьшить содержание кислорода в питательной среде, ее перед посевом кипятят 10—15 мин, а затем быстро охлаждают и заливают сверху небольшим количеством стерильного вазелинового масла. Высота слоя масла в пробирке около 1 см.
В качестве легко окисляемых веществ используют глюкозу, лактозу и муравьинокислый натрий.
Лучшей жидкой питательной средой с редуцирующими веществами является среда Китта — Тароцци, которая используется с успехом для накопления анаэробов при первичном посеве из исследуемого материала и для поддержания роста выделенной чистой культуры анаэробов.
Посев микроорганизмов в глубину плотных сред производят по способу Виньяль — Вейона, который состоит в механической защите посевов анаэробов от кислорода воздуха. Берут стеклянную трубку длиной 30 см и диаметром 3—6 мм. Один конец трубки вытягивают в капилляр в виде пастеровской пипетки, а у другого конца делают перетяжку. В оставшийся широкий конец трубки вставляют ватную пробку. В пробирки с расплавленным и охлажденным до 50°С питательным агаром засевают исследуемый материал. Затем насасывают засеянный агар в стерильные трубки Виньяль — Вейона. Капиллярный конец трубки запаивают в пламени горелки и трубки помещают в термостат. Так создаются благоприятные условия для роста самых строгих анаэробов. Для выделения отдельной колонии трубку надрезают напильником, соблюдая правила асептики, на уровне колонии, ломают, а колонию захватывают стерильной петлей и переносят в пробирку с питательной средой для дальнейшего выращивания и изучения в чистом виде.
Удаление воздуха производят путем его механического откачивания из специальных приборов — анаэроста-тов, в которые помещают чашки с посевом анаэробов. Переносный анаэростат представляет собой толстостенный металлический цилиндр с хорошо притертой крышкой (с резиновой прокладкой), снабженный отводящим краном и вакуумметром. После размещения засеянных чашек или пробирок воздух из анаэростата удаляют с помощью вакуумного насоса.
Замену воздуха индифферентным газом (азотом, водородом, аргоном, углекислым газом) можно производить в тех же анаэростатах путем вытеснения его газом из баллона.
Химические методы. Основаны на поглощении кислорода воздуха в герметически закрытом сосуде (анаэро-стате, эксикаторе) такими веществами, как пирогаллол или гидросульфит натрия Na2S204.
Биологические методы. Основаны на совместном выращивании анаэробов со строгими аэробами. Для этого из застывшей агаровой пластинки по диаметру чашки вырезают стерильным скальпелем полоску агара шириной около 1 см. Получается два агаровых полудиска в одной чашке. На одну сторону агаровой пластинки засевают аэроб, например часто используют S. aureus или Serratia marcescens. На другую сторону засевают анаэроб. Края чашки заклеивают пластилином или заливают расплавленным парафином и помещают в термостат. При наличии подходящих условий в чашке начнут размножаться аэробы. После того, как весь кислород в пространстве чашки будет ими использован, начнется рост анаэробов (через 3—4 сут). В целях сокращения воздушного пространства в чашке питательную среду наливают возможно более толстым слоем.
Комбинированные методы. Основаны на сочетании физических, химических и биологических методов создания анаэробиоза.
№ 18 Типы и механизмы питания бактерий.
Типы питания. Микроорганизмы нуждаются в углеводе, азоте, сере, фосфоре, калии и других элементах. В зависимости от источников углерода для питания бактерии делятся на аутотрофы, использующие для построения своих клеток диоксид углерода С02 и другие неорганические соединения, и гетеротрофы, питающиеся за счет готовых органических соединений. Аутотрофными бактериями являются нитрифицирующие бактерии, находящиеся в почве; серобактерии, обитающие в воде с сероводородом; железобактерии, живущие в воде с закисным железом, и др.
Гетеротрофы, утилизирующие органические остатки отмерших организмов в окружающей среде, называются сапрофитами. Гетеротрофы, вызывающие заболевания у человека или животных, относят к патогенным и условно-патогенным. Среди патогенных микроорганизмов встречаются облигатные и факультативные паразиты (от греч. parasitos — нахлебник). Облигатные паразиты способны существовать только внутри клетки, например риккетсии, вирусы и некоторые простейшие.
В зависимости от окисляемого субстрата, называемого донором электронов или водорода, микроорганизмы делят на две группы. Микроорганизмы, использующие в качестве доноров водорода неорганические соединения, называют литотрофны-ми (от греч. lithos — камень), а микроорганизмы, использующие в качестве доноров водорода органические соединения, — органотрофами.
Учитывая источник энергии, среди бактерий различают фототрофы, т.е. фотосинтезирующие (например, сине-зеленые водоросли, использующие энергию света), и хемотрофы, нуждающиеся в химических источниках энергии.
Механизмы питания. Поступление различных веществ в бактериальную клетку зависит от величины и растворимости их молекул в липидах или воде, рН среды, концентрации веществ, различных факторов проницаемости мембран и др. Клеточная стенка пропускает небольшие молекулы и ионы, задерживая макромолекулы массой более 600 Д. Основным регулятором поступления веществ в клетку является цитоплазматическая мембрана. Условно можно выделить четыре механизма проникновения питательных веществ в бактериальную клетку: это простая диффузия, облегченная диффузия, активный транспорт, транслокация групп.
Наиболее простой механизм поступления веществ в клетку — простая диффузия, при которой перемещение веществ происходит вследствие разницы их концентрации по обе стороны цитоплазматической мембраны. Вещества проходят через липид-ную часть цитоплазматической мембраны (органические молекулы, лекарственные препараты) и реже по заполненным водой каналам в цитоплазматической мембране. Пассивная диффузия осуществляется без затраты энергии.
Облегченная диффузия происходит также в результате разницы концентрации веществ по обе стороны цитоплазматической мембраны. Однако этот процесс осуществляется с помощью молекул-переносчиков, локализующихся в цитоплазматической мембране и обладающих специфичностью. Каждый переносчик транспортирует через мембрану соответствующее вещество или передает другому компоненту цитоплазматической мембраны — собственно переносчику. Белками-переносчиками могут быть пермеазы, место синтеза которых — цитоплазматическая мембрана. Облегченная диффузия протекает без затраты энергии, вещества перемещаются от более высокой концентрации к более низкой.
Активный транспорт происходит с помощью пермеаз и направлен на перенос веществ от меньшей концентрации в сторону большей, т.е. как бы против течения, поэтому данный про цесс сопровождается затратой метаболической энергии (АТФ), образующейся в результате окислительно-восстановительных реакций в клетке.
Перенос (транслокация) групп сходен с активным транспортом, отличаясь тем, что переносимая молекула видоизменяется в процессе переноса, например фосфорилируется.
Выход веществ из клетки осуществляется за счет диффузии и при участии транспортных систем.
№ 19 Основные принципы культивирования бактерий.
Универсальным инструментом для производства посевов является бактериальная петля. Кроме нее, для посева уколом применяют специальную бактериальную иглу, а для посевов на чашках Петри — металлические или стеклянные шпатели. Для посевов жидких материалов наряду с петлей используют пастеровские и градуированные пипетки. Первые предварительно изготовляют из стерильных легкоплавких стеклянных трубочек, которые вытягивают на пламени в виде капилляров. Конец капилляра сразу же запаивают для сохранения стерильности. У пастеровских и градуированных пипеток широкий конец закрывают ватой, после чего их помещают в специальные пеналы или обертывают бумагой и стерилизуют.
При пересеве бактериальной культуры берут пробирку в левую руку, а правой, обхватив ватную пробку IV и V пальцами, вынимают ее, пронося над пламенем горелки. Удерживая другими пальцами той же руки петлю, набирают ею посевной материал, после чего закрывают пробирку пробкой. Затем в пробирку со скошенным агаром вносят петлю с посевным материалом, опуская ее до конденсата в нижней части среды, и зигзагообразным движением распределяют мате риал по скошенной поверхности агара. Вынув петлю, обжигают край пробирки и закрывают ее пробкой. Петлю стерилизуют в пламени горелки и ставят в штатив. Пробирки с посевами надг писывают, указывая дату посева и характер посевного материала (номер исследования или название культуры).
Посевы «газоном» производят шпателем на питательный агар в чашке Петри. Для этого, приоткрыв левой рукой крышку, петлей или пипеткой наносят посевной материал на поверхность питательного агара. Затем проводят шпатель через пламя горелки, остужают его о внутреннюю сторону крышки и растирают материал по всей поверхности среды. После инкубации посева появляется равномерный сплошной рост бактерий.
№ 20 Искусственные питательные среды, их классификация. Требования, предъявляемые к питательным средам.
Питательной средой в микробиологии называют среды, содержащие различные соединения сложного или простого состава, которые применяются для размножения бактерий или других микроорганизмов в лабораторных или промышленных условиях.
Питательные среды готовят из продуктов животного или растительного происхождения. Большое значение имеет наличие в питательной среде ростовых факторов, которые катализируют метаболические процессы микробной клетки (витамины группы В, никотиновая кислота и др.).
Искусственные среды готовят по определенным рецептам из различных настоев или отваров животного или растительного происхождения с добавлением неорганических солей, углеводов и азотистых веществ.
В бактериологической практике чаще всего используют сухие питательные среды, которые получают на основе достижений современной биотехнологии. Для их приготовления используют экономически рентабельное непищевое сырье: утратившие срок годности кровезаменители (гидролизин—кислотный гидролизат крови животных, аминопептид — ферментативный гидролизат крови; продукты биотехнологии (кормовые дрожжи, кормовой лизин, виноградная мука, белколизин). Сухие питательные среды могут храниться в течение длительного времени, удобны при транспортировке и имеют относительно стандартный состав.
По консистенции питательные среды могут быть жидкими, полужидкими, плотными. Плотные среды готовят путем добавления к жидкой среде 1,5—2% агара, полужидкие — 0,3— 0,7 % агара. Агар представляет собой продукт переработки особого вида морских водорослей, он плавится при температуре 80—86 °С, затвердевает при температуре около 40 °С и в застывшем состоянии придает среде плотность. В некоторых случаях для получения плотных питательных сред используют желатин (10—15%). Ряд естественных питательных сред (свернутая сыворотка крови, свернутый яичный белок) сами по себе являются плотными.
По целевому назначению среды подразделяют на основные, элективные и дифференциально-диагностические.
К основным относятся среды, применяемые для выращивания многих бактерий. Это триптические гидролизаты мясных, рыбных продуктов, крови животных или казеина, из которых готовят жидкую среду — питательный бульон и плотную — питательный агар. Такие среды служат основой для приготовления сложных питательных сред — сахарных, кровяных и др., удовлетворяющих пищевые потребности патогенных бактерий.
Элективные питательные среды предназначены для избирательного выделения и накопления микроорганизмов определенного вида (или определенной группы) из материалов, содержащих разнообразную постороннюю микрофлору. При создании элективных питательных сред исходят из биологических особенностей, которые отличают данные микроорганизмы от большинства других. Например, избирательный рост стафилококков наблюдается при повышенной концентрации хлорида натрия, холерного вибриона — в щелочной среде и т. д.
Дифференциально-диагностические питательные среды применяются для разграничения отдельных видов (или групп) микроорганизмов. Принцип построения этих сред основан на том, что разные виды бактерий различаются между собой по биохимической активности вследствие неодинакового набора ферментов.
Особую группу составляют синтетические и полусинтетические питательные среды. В состав синтетических сред входят химически чистые вещества: аминокислоты, минеральные соли, углеводы, витамины. В полусинтетические среды дополнительно включают пептон, дрожжевой экстракт и другие питательные вещества. Эти среды чаще всего применяют в научно-исследовательской работе и в микробиологической промышленности при получении антибиотиков, вакцин и других препаратов.
В последние годы в целях экономии питательных сред и ускоренной идентификации некоторых микроорганизмов (энтеробактерии, стафилококки, стрептококки и др.) применяются так называемые микротест-системы (МТС). Они представляют собой полистироловые пластины с лунками, в которых содержатся стерильные дифференциально-диагностические среды. Стерилизацию МТС проводят УФ-облучением. Микротест-системы особенно удобны при массовых бактериологических исследованиях в практических лабораториях.
Источник