СПОСОБЫ ИЗУЧЕНИЯ МИКРОБОВ
Для изучения микробов необходимы соответствующие лабораторная обстановка и оборудование. Помещение для лабораторий подбирают просторное, светлое, чистое и изолированное. Работа в лаборатории требует особой осторожности, так как приходится работать с заразным материалом. Микроскопирование. Вследствие очень малых размеров микроорганизмы изучают с помощью специальной аппаратуры — микроскопов.
Микроскоп состоит из двух частей: механической и оптической. Механическая часть микроскопа состоит из штатива, тубyca 7 (рис. 6), «револьвера» 2, предметного столика 4, микрометрического 10 и макрометрического 11 винтов. К оптической части относятся объективы 3, окуляры, зеркала 6, осветительный аппарат 5 (конденсор). Оптическая часть — наиболее важная часть микроскопа. Под предметным стеклом находятся зеркало и конденсоры. Зеркало служит для отражения (. ) направления световых лучей через конденсор в объектив. Конденсор состоит из нескольких линз, которые собирают отраженные от зеркала лучи на уровне исследуемого предмета. На нижней поверхности осветительного прибора укреплена ирис-диафрагма, с помощью которой можно уменьшать или увеличивать освещение изучаемого предмета. Объектив состоит из нескольких линз, заключенных в общую металлическую оправу, на которую наносится цифра, указывающая увеличение. Окуляр состоит из двух линз и дает увеличение изображения, которое получается (. ) от объектива. На окуляре также имеется цифра, указывающая увеличение. Общее увеличение микроскопа равно произведению увеличения объектива на увеличение окуляра.
Разрешающая способность микроскопа ограничивается длиной световой волны.
Имеются микроскопы более усовершенствованных конструкций. Так, в бинокулярных микроскопах предметы рассматриваются обоими глазами, благодаря чему получается более рельефное изображение объектов. Сконструированы ультрамикроскопы, предназначенные для рассматривания объектов, имеющих размеры менее 0,2 мк. Предметы в этих микроскопах освещают не проходящими лучами, как в обычном микроскопе, а боковыми, исходящими от сильного источника света.
Электронный микроскоп, дающий увеличение от 20 000 до 200 000 раз и более, был изобретен в 1932 году. При его помощи можно изучать такие микроорганизмы, как вирусы, имеющие размеры в несколько миллимикрон. В этих микроскопах через изучаемый предмет пропускается поток быстролетящих электронов, причем изображение получается на специальном экране.
В последние годы, кроме описанных выше, стали внедряться практику также люминесцентные фазово-контрастные микроскопы, применение которых расширило возможности изучения микроорганизмов. Так, при люминесцентной микроскопии изучаемый предмет освещается ультрафиолетовыми лучами от специального источника. При этом некоторые микробы, поглощающие энергию, могут затем давать видимое цветное (зеленое, желтое, фиолетовое) излучение. Таким образом, в отличие от обычной микроскопии в люминесцентном микроскопе рассматривают объекты в излучаемом ими свете. В фазово-контрастном микроскопе более четко изучается внутренняя структура живых клеток в процессе жизнедеятельности и функция движений. Это достигается с помощью специально устроенных фазовых (кольцевых) объективов и конденсора. Они изменяют фазу волны проходящего света, резко повышая контрастность изображения. Питательные среды. Для исследования разнообразных свойств микробов их выращивают на питательных средах. Чтобы микробы могли размножаться, такая среда должна содержать достаточное количество питательных веществ, воду, минеральные соли и источники азота и углерода. Особое внимание обращают на то, чтобы среда для выращивания микробов была стерильной, так как загрязнение питательной среды делает ее непригодной для использования.
Различают естественные и искусственные питательные среды. В качестве естественных питательных сред применяют молоко, желчь, картофель, морковь, яйца и др. .Искусственные питательные среды готовят в основном из мясных или растительных настоев, добавляя в них различные азотистые продукты, углеводы и соли.
Подопытные животные. Роль отдельных микробов в возникновении заболеваний, изучение характера инфекционного процесса, метода лечения и профилактики многих инфекционных заболеваний были выяснены благодаря широкому использованию в микробиологии метода экспериментального заражения подопытных животных.
Из лабораторных животных в микробиологической практике наиболее широко используют морских свинок, кроликов, белых мышей, белых крыс, иногда — обезьян, мелкий и крупный рогатый скот, кошек, собак и редко птиц (голубей, кур). Выбор того или другого животного для исследования зависит от двух условий: во-первых, животное должно быть восприимчиво к данной инфекции, во-вторых, в естественных условиях у него не должно быть данной инфекции. Поэтому для изучения каждой инфекции используют отдельный вид животного. Например, при изучении туберкулеза и дифтерии подопытными являются морские свинки, при изучении бешенства — кролики и др.
Источник
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В МИКРОБИОЛОГИИ
Различают следующие основные методы: микроскопический, микробиологический, экспериментальный, иммунологический.
1.Микроскопический — изучение микробов в окрашенном и неокрашенном (нативном) состоянии с помощью различных типов микроскопов. Метод позволяет определить форму, размеры, расположение, структурны элементы и отношение к окраске микробов. Иногда по характерным морфологическим особенностям можно определить вид микроба (грибов, простейших, некоторых бактерий).
2. Микробиологический — (бактериологический, культурный) — посев материала на питательные среды для выделения чистой культуры и определения ее вида (идентификации). Культурой в микробиологии называют совокупность микроорганизмов. Чистая культура — скопление микробов одною вида, выращенных на питательной среде. Штамм — чистая культура, выделенная из конкретного источника в определенное время, (например, штамм Shigella flexneri №8, выделенный от больного К. 20 сентября). Клон — генетически однородная чистая культура, полученная в результате бесполого размножения I клетки (используется при изучении микробных популяций, в генетических экспериментах).
3. Экспериментальный (биологический) — заражение микробами лабораторных животных. Метод позволяет:
— выделить чистую культуру микробов, плохо растущих на питательных средах;
— изучить болезнетворные свойства микроба;
— получать иммунобиологические препараты для специфической профилактики, диагностики и лечения.
4. Иммунологический (в диагностике инфекций) — изучение ответных специфических реакций макроорганизма на контакт с микробами.
В ответ на поступление микробных частиц (антигенов, АГ) иммунная система организма вырабатывает специфические белковые молекулы — антитела (AT), способные вступать с данным антигеном в специфическое взаимодействие с образование комплекса АГ+АТ. Метод основан па выявлении таких комплексов. Выделяют 2 разновидности метода: серологический метод и аллергический метод. Серологический метод основан на выявлении AT в крови или других жидкостях с помощью известных микробных АГ (диагностикумов). Аллергический метод основан на выявлении повышенной чувствительности (аллергии) к повторному поступлению в организм микробного аллергена (АГ). Наличие иммунного ответа (в виде AT или аллергии) свидетельствует о предшествующей встрече с этим микробом: возможно, человек переболел соответствующей инфекцией раньше, был вакцинирован или болен в настоящее время.
Часто по образованию комплекса АГ+АТ с известными AT определяют вид чистой культуры неизвестного микроба, полученной в ходе исследования микробиологическим методом (идентификация по антигенной структуре).
Источник
Способы изучения микробов кратко
1. Методы исследования микроорганизмов: микроскопические, микробиологические, биологические, серологические и иммуно-химические, молекулярно-биологические.
Методы медицинской микробиологии
· Микроскопические (препараты для прижизненного исследования м/о и фиксированные препараты).
· Микробиологические (выделение м/о в чистой культуре и изучение физиолого-биохимических особенностей).
· Серологические (выявление антигенов м/о и антител в сыворотке крови).
· Биологические (заражение лабораторных животных и изучение инфекционного процесса)
Микроскопические методы исследования м/о
С использованием светового микроскопа
(предел разрешения 0,12мкм)
· Темнопольная микроскопия (до 0,01мкм)
С использованием электронного микроскопа
(предел разрешения до 0,1нм)
Микроскопические методы исследований включают приготовление мазков и препаратов для микроскопирования. В большинстве случаев результаты микроскопических исследований носят ориентировочный характер (например, определяют отношение возбудителей к окраске), так как многие микроорганизмы лишены морфологических и тинкториальных особенностей. Тем не менее микроскопией материала можно определить некоторые морфологические признаки возбудителей (наличие ядер, жгутиков, внутриклеточных включений и т.д.), а также установить факт наличия или отсутствия микроорганизмов в присланных образцах.
Микробиологические методы исследований — «золотой стандарт» микробиологической диагностики, так как результаты микробиологических исследований позволяют точно установить факт наличия возбудителя в исследуемом материале. Идентификацию чистых культур (до вида микроорганизма) проводят с учётом морфологических, тинкториальных, культуральных, биохимических, токсигенных и антигенных свойств микроорганизма. Большинство исследований включает определение чувствительности к антимикробным препаратам у выделенного возбудителя. Для эпидемиологической оценки роли микроорганизма проводят внутривидовую идентификацию определением фаговаров, биоваров, резистентваров и т.д.
Биологические методы исследований направлены на определение наличия токсинов возбудителя в исследуемом материале и на обнаружение возбудителя (особенно при незначительном исходном содержании в исследуемом образце). Методы включают заражение лабораторных животных исследуемым материалом с последующим выделением чистой культуры патогена либо установлением факта присутствия микробного токсина и его природы. Моделирование экспериментальных инфекций у чувствительных животных — важный инструмент изучения патогенеза заболевания и характера взаимодействий внутри системы микроорганизм-макроорганизм. Для проведения биологических проб используют только здоровых животных определённых массы тела и возраста. Инфекционный материал вводят внутрь, в дыхательные пути, внутрибрюшинно, внутривенно, внутримышечно, внутрикожно и подкожно, в переднюю камеру глаза, через трепанационное отверстие черепа, субокципитально (в большую цистерну головного мозга). У животных прижизненно забирают кровь, экссудат из брюшины, после гибели — кровь, кусочки различных органов, СМЖ, экссудат из различных полостей.
Серологические методы исследований выявления специфических AT и Аг возбудителя — важный инструмент в диагностике инфекционных заболеваний. Особую ценность они имеют в тех случаях, когда выделить возбудитель не представляется возможным. При этом необходимо выявить повышение титров AT, в связи с чем исследуют парные образцы сыворотки, взятые в интервале 10-20 сут (иногда этот интервал может быть более длительным). AT обычно появляются в крови на 1-2-ю неделю заболевания и циркулируют в организме относительно долго, что позволяет использовать их выявление для ретроспективных эпидемиологических исследований. Определение классов Ig чётко характеризует этапы инфекционного процесса, а также может служить косвенным прогностическим критерием. Особое значение имеют методы выявления микробных Аг. В значимых количествах они появляются уже на самых ранних сроках, что делает их идентификацию важным инструментом экспресс-диагностики инфекционных заболеваний, а количественное их определение в динамике инфекционного процесса служит критерием эффективности проводимой антимикробной терапии.
Иммунохимические методы анализа, основанные на специфическом связывании определяемого соединения соответствующими антителами, вошли в аналитическую практику и широко используются в различных областях медицины. Как правило, к антителу прикрепляется метка, которая обнаруживает себя при образовании комплекса «антиген — антитело». В качестве метки может использоваться фермент, осуществляющий цветную реакцию (иммуноферментный анализ), или флюоресцентный краситель (иммунофлюоресценция).
Антигеном — веществом, против которого могут быть получены антитела, могут являться белки, полисахариды, реже — нуклеиновые кислоты, т. е. довольно крупные молекулы или клетки, на поверхности которых такие молекулы имеются. Таким образом, иммунохимические методы выявляют не возбудителя заболевания, а молекулы, сопутствующие ему, следовательно, они являются непрямыми методами анализа.
Молекулярно-биологические методы диагностики основаны на идентификации ДНК и РНК, специфичных для данного вида микробов, и включают гибридизацию на основе ДНК-зондов и диагностику на основе ПЦР.
Источник
Методы исследований в микробиологии
Методы исследований в микробиологии
Введение
В настоящее время проведение микробиологических исследований является важной и актуальной деятельностью в биологии и медицине, так как они позволяют с высокой степенью точности и достоверности подтвердить или опровергнуть факт присутствия в организме (или другом исследуемом объекте) возбудителей инфекционных заболеваний. Классические микробиологические методы исследования решают задачи выделения чистой культуры возбудителя с его последующей идентификацией по биохимическим, антигенным и другим признакам [1]. Основу микробиологической диагностики инфекционных заболеваний составляют микроскопические, микробиологические, биологические, серологические и аллергологические методы [3]. Благодаря микробиологическим методам исследования можно установить возбудителей тех или иных инфекционных заболеваний и подобрать правильный метод лечения этого заболевания.
Цель: Описать основные микробиологические методы исследований, применяемых в биологии и медицине.
Задачи:
— охарактеризовать основные методы исследований в микробиологии по литературным источникам;
— ознакомить учащихся с основными микробиологическими методами исследований в кратком изложении.
Микроскопический метод
Микроскопические методы исследования – это способы изучения очень мелких, неразличимых невооруженным глазом объектов с помощью микроскопов. Широко применяются в бактериологических, гистологических, цитологических и других исследованиях.
Микроскопические методы исследований включают в себя приготовление мазков и препаратов для микроскопирования. В большинстве случаев результаты микроскопических исследований носят ориентировочный характер (например, определяют отношение возбудителей к окраске), так как многие микроорганизмы лишены явных морфологических (т.е. структурных) внешних и внутренних особенностей. Тем не менее микроскопией материала можно определить некоторые морфологические признаки возбудителей (например, наличие ядер, жгутиков, внутриклеточных включений и т.д.), а также установить сам факт наличия или отсутствия микроорганизмов в исследуемых образцах.
Существуют световая, фазово-контрастная, темнопольная (ультрамикроскопия), люминесцентная, поляризационная, ультрафиолетовая и электронная микроскопия [2].
Микробиологический метод
Микробиологические методы исследований — «золотой стандарт» микробиологической диагностики, так как результаты микробиологических исследований позволяют точно установить факт наличия возбудителя в исследуемом материале. Идентификацию чистых культур (до вида микроорганизма) проводят с учётом морфологических, культуральных, биохимических, антигенных свойств микроорганизма. Большинство исследований включает также определение чувствительности к антимикробным препаратам (например, к антибиотикам) у выделенного возбудителя. Для эпидемиологической оценки роли микроорганизма проводят внутривидовую идентификацию определением фаговаров, биоваров и т.д.
Биологический метод
Биологические методы исследований направлены на определение наличия токсинов возбудителя в исследуемом материале и на обнаружение самого возбудителя (особенно при его незначительном исходном содержании в исследуемом образце). Методы включают в себя заражение лабораторных животных исследуемым материалом с последующим выделением чистой культуры патогена либо установлением факта присутствия микробного токсина и его природы.
Моделирование экспериментальных инфекций у чувствительных животных — важный инструмент изучения патогенеза заболевания и характера взаимодействий внутри системы микроорганизм-макроорганизм. Для проведения биологических проб используют только здоровых животных определённой массы тела и возраста. Инфекционный материал вводят внутрь, в дыхательные пути, внутривенно, внутримышечно, подкожно, в переднюю камеру глаза, через трепанационное отверстие черепа, субокципитально (в большую цистерну головного мозга). У животных прижизненно забирают кровь, экссудат (скопившуюся жидкость) из брюшной полости, после гибели — кровь, кусочки различных органов, экссудаты из различных полостей [3].
Серологический метод
Серологические методы исследований для выявления специфических антител и антигенов возбудителя — важный инструмент в диагностике инфекционных заболеваний. Особую ценность они имеют в тех случаях, когда выделить возбудителя не представляется возможным. При этом необходимо выявить повышение титров антител (т.е. их концентрации), в связи с чем исследуют парные образцы сыворотки, взятые в интервале 10-20 суток (иногда этот интервал может быть более длительным). Aнтитела обычно появляются в крови на 1-2-ю неделю заболевания и циркулируют в организме относительно долго, что позволяет использовать их выявление для эпидемиологических исследований.
Особое значение имеют методы выявления микробных антигенов, порождающих антитела. В значимых количествах они появляются уже на самых ранних сроках, что делает их идентификацию важным инструментом экспресс-диагностики инфекционных заболеваний, а количественное их определение в динамике инфекционного процесса служит критерием эффективности проводимой антимикробной терапии.
Аллергологический метод
Антигены многих возбудителей обладают сенсибилизирующим действием, т.е. способны вызывать аллергические реакции. Это используют для диагностики инфекционных заболеваний, а также при проведении эпидемиологических исследований. Наибольшее распространение нашли кожно-аллергические пробы, включающие внутрикожное введение Аг (аллергена). Кожные пробы нашли применение в диагностике таких заболеваний как сап, мелиоидоз, бруцеллёз. Наиболее известна проба Манту, используемая как для диагностики туберкулёза, так и для оценки невосприимчивости организма к возбудителю [4].
Заключение
В данной работе были кратко описаны основные методы исследований в микробиологии (микробиологические методы исследований):
1. Микроскопический метод.
2. Микробиологический метод.
3. Биологический метод.
4. Серологический метод.
5. Аллергологический метод.
С помощью методов, применяемых в микробиологии, люди научились выявлять и определять различного рода возбудителей тех или иных инфекционных заболеваний. Правильно выбранный метод способствует в дальнейшем правильному лечению заболеваний.
В настоящее время наиболее широко используются микроскопический, микробиологический и биологический методы исследования, потому что именно благодаря этим методам можно выявить причину возникновения и проявления инфекционных болезней у живых организмов и дать верную характеристику возбудителям этих болезней.
Источник
