НОСІЇ КУЛЬТУРИ: ІСТОРІЯ, ФУНКЦІОНУВАННЯ, ВИДИ, ПІДГОТОВКА - БІОЛОГІЯ - 2025

У культуральної середовищі спеціальні харчові препарати для відновлення, ізоляції та підтримки бактеріальних і грибкових мікроорганізмів. Ці носії можуть бути твердими, рідкими або напівтвердими.

Луї Пастер першим показав, що в бульйоні, приготованому з варених шматочків м’яса, його використовують для розмноження бактерій у великій кількості, аж до помутніння бульйону. У цьому сенсі м'ясний бульйон Пастера вважається першим використовуваним рідким культуральним середовищем.

Сирі та підготовлені культуральні середовища (тверді та рідкі). Джерело: Flickr

Тоді Роберт Кох за допомогою своїх співробітників Джуліуса Річарда Петрі та Вальтера Гессе домігся великих успіхів. Перша розроблена чашка Петрі, яка використовується і сьогодні; а друге йому прийшло в голову замінити желатин на агар-агар для приготування твердих культурних середовищ, що було дуже актуально, оскільки желатин деградував деякі мікроорганізми.

В даний час існує багато класів культурних засобів масової інформації з різною метою, тому їх класифікують за їх функцією: серед найважливіших можна відзначити поживні, вибіркові, диференціальні, транспортні, збагачувальні та лічильні засоби масової інформації. колонії, утримання та тестування на чутливість.

Деякі носії культури є спеціальними для спостереження за хімічними реакціями, дуже корисні для ідентифікації мікроорганізмів. Серед них можна відзначити: середовище Kligler, MIO, LIA, цитрат, серед інших.

Історія

Перший культуральний носій був підготовлений Луї Пастером, коли він намагався показати, що життя мікробів не є продуктом мимовільного породження, але що мікроорганізми можуть розмножуватися, а також, що вони надходять з повітря.

Він готував бульйон з шматками м’яса і зауважив, що через кілька днів після впливу повітря він помутнів і в бульйоні помітна кількість мікроорганізмів. У той же час черговий бульйон з раніше відвареними та герметично закритими шматками м’яса залишався напівпрозорим з плином днів.

Це привернуло увагу багатьох дослідників, і вони зрозуміли, що ці мікроорганізми відповідальні за розкладання м’яса, а також викликають деякі захворювання.

З цієї причини було важливо створити спосіб розмноження цих мікроорганізмів у лабораторії для подальшого вивчення їх.

У цьому сенсі Роберт Кох зробив неоціненний внесок у вдосконалення певних лабораторних методик, особливо тих, що стосуються виділення бактерій, коли він впроваджував концепцію твердого культурального середовища.

Спочатку він використовував скибочки картоплі як тверде середовище, але пізніше додав желатин до м'ясних бульйонів з кращими результатами. Однак були випадки, коли желе розплавиться і перетвориться на рідку культуру. Сьогодні відомо, що це відбувається тому, що деякі бактерії здатні гідролізувати желатин.

Саме тоді одному з його співробітників виникла ідея використовувати агар-агар - з'єднання, яке його дружина використовувала для загущення солодощів.

Це рудиментарне середовище культури поступово стає все більш досконалим, поки не дійшло до відомих сьогодні середовищ культури.

Склад

Кожне середовище має різний склад, але важливо, щоб воно містило конкретні поживні речовини для гарного розвитку того типу мікроорганізму, який шукається.

Він також може містити конкретні хімічні речовини, які допомагають розкрити метаболічний шлях, який має певний штам, або виявляють наявність певних ферментів.

Ще одним важливим елементом є використання буферних речовин. Вони допомагають підтримувати осмотичний баланс середовища, а також pH.

Вони також можуть містити вуглеводи та показник рН, щоб показати додавання цукрового бродіння. Зміна кольору середовища буде спостерігатися, якщо відбувається закислення, що утворюється в результаті бродіння.

У деяких культуральних середовищах містяться гальмівні речовини. Залежно від використовуваної речовини, зростання одних мікроорганізмів буде обмеженим, а інших - на користь.

Типи засобів масової інформації

Засоби культури класифікуються за різними критеріями. Це: відповідно до його консистенції, складу та функції.

- За його консистенцією

Рідини

Вони не містять агар-агар. Про ріст бактерій або грибів свідчить помутніння бульйону, який спочатку є напівпрозорим.

Суцільний

Вони містять від 1,5 до 2% агар-агару. Затверділа суміш має поверхню, яка чинить опір тонкому переміщенню платинової ручки, не порушуючи її.

Напівтверді

Вони містять приблизно 0,5% агар-агару, тому це проміжний стан між рідким і твердим. Ідеально підходить для засобів масової інформації, які служать для бачення моторики. Вони також рекомендуються для збереження штамів, оскільки вони зберігають вологість набагато довше.

Двозначна

Вони є носіями, які готуються таким чином, що існує тверда фаза і на цьому рідке середовище. Широко використовується для культур крові.

- За своїм складом

Природно-зростаючі ЗМІ

Вони - речовини, взяті безпосередньо з природи для культивування бактерій, надаючи їм навколишнє середовище, наближене до того, як вони нормально розвиваються в екосистемі. Наприклад, молоко, соки, розведена кров, сироватка тощо.

Синтетичні носії культури

Вони найчастіше використовуються сьогодні - це зневоднені середовища, які ми набуваємо в комерційних будинках і які відомі всім своїм хімічним складом, оскільки вони були стратегічно розроблені відповідно до типу мікроорганізму, який потрібно виділити.

Напівсинтетичні носії культури

Це поєднання синтетичного середовища, до якого додається природний елемент для збагачення середовища.

Носії культури клітин

Вони є спеціальними середовищами для вирощування вірусів, оскільки ці мікроорганізми не в змозі вижити за межами клітин, вони повинні містити тканини або живі клітини тварини або рослини.

Приклад: культури клітин нирок мавпи або ембріональні яйця.

- За його корисністю

Поживні, селективні, диференціальні, транспортні, збагачувальні, ідентифікаційні, кількісні характеристики колоній, технічне обслуговування та тестування на сприйнятливість. Вони будуть описані пізніше.

Функція

Незалежно від типу культурального середовища, всі вони мають щось спільне, і це те, що вони сприяють або сприяють розмноженню певних мікроорганізмів. Різниця полягає у складі кожного з них, що є визначальним фактором для остаточної корисності, яку вони матимуть.

Кожен із існуючих культурних носіїв стратегічно розроблений для конкретної функції, для якої він був створений, тобто всі вони мають фундамент, який регулює керівні принципи їх конкретної функції.

Слід зазначити, що культуральне середовище після посіву повинно бути піддано умовам температури та кисню, відповідним виду бактерій чи грибів, які слід виділити.

Наприклад, якщо ви хочете виділити мезофільні анаеробні бактерії, ви можете використовувати агар крові та інкубувати в анаеробних умовах (без кисню) при 37 ° С протягом 48 годин.

Тепер, якщо грибок потрібно виділити, застосовується агар Сабуро з антибіотиками. Його інкубують при аеробіозі, при кімнатній температурі протягом декількох днів, оскільки останні повільно зростають.

Поживні прості засоби масової інформації

Як вказує його назва, ці культуральні середовища містять поживні речовини, такі як джерела вітамінів, амінокислоти, азот та вуглець, серед них можна відзначити: м'ясний екстракт або дріжджовий екстракт, кукурудзяний крохмаль, підшлункова залоза, пептони, глюкоза, серед інших.

Вони також містять інші компоненти, що забезпечують навколишньому середовищу осмотичний баланс, оскільки для більшості сільськогосподарських культур потрібен pH, близький до 7,0. Такими елементами можуть бути: хлорид натрію, динатрієвий фосфат, серед інших.

Розріджувачем є дистильована вода, а тверда середовище має агар-агар.

Метою цих культуральних середовищ є відновлення бактеріальної або грибкової мікробіоти, яка існує в даній пробі. Він не розрізняє мікроорганізми, оскільки здатний вирощувати велику кількість бактерій, як грампозитивних, так і грамнегативних, а також дріжджових та міцеліальних грибів.

Вони рекомендуються для висівання зразків із звичайно стерильних майданчиків. Однак вони не підходять для вибагливих мікроорганізмів.

Вони також корисні для утримання штамів, доки вони не містять глюкози.

Збагачена культура ЗМІ

Якщо до простого живильного середовища додається кров або нагріта кров, вони стають збагаченими середовищами (кров'яним агаром та шоколадним агаром відповідно).

Ці носії є дуже корисними для висівання нормально стерильних проб, для порятунку слабких штамів та для виділення мікроорганізмів, що вимагають харчування.

Селективні засоби масової інформації

Селективні культуральні середовища, крім вмісту необхідних поживних речовин для росту певних цікавих мікроорганізмів, також додають інгібіторні речовини, такі як антибіотики, протигрибкові засоби, барвники, жовчні солі.

Інгібуючі речовини призначені для зменшення різноманітності штамів, які можуть зростати, сприяючи зростанню особливо особливої ​​групи, яку потрібно врятувати.

Приклад: відвар ЄС (спеціальний для загальної та фекальної коліформи) або агар Сабуро з антибіотиками (специфічними для грибів).

Мережі диференціальної культури

Диференціальні середовища містять поживні елементи, необхідні для росту певної групи мікроорганізмів, а також містять речовини, які в присутності певних мікроорганізмів будуть метаболізуватися або розкладатися.

Тобто вони вироблять хімічні реакції, які так чи інакше будуть засвідчені в культуральному середовищі.

Деякі реакції підщеплюють або підкисляють середовище, і завдяки наявності показника рН ці зміни можна засвідчити через зміну кольору в середовищі та в колонії.

Тому серед великої групи бактерій, які зможуть рости в цьому середовищі, виділяться ті, які метаболізують або руйнують речовину, і ті, які цього не роблять, просто спостерігаючи за кольором колонії та середовища.

Наприклад, кров'яний агар дозволяє відрізнити бактерії, що викликають бета-гемоліз (прозорий ореол), від тих, що викликають альфа-гемоліз (зеленуватий ореол), і ті, які не виробляють гемоліз.

Вибірковий та диференційний носії

Прикладом цього є те, що відбувається в агарі MacConkey. Він вибірковий, оскільки дозволяє лише наростити грам негативні бацили; і це диференціально, оскільки бактерії, що ферментують лактозу (колонії фуксії), можна відрізнити від бактерій, що не ферментують (блідо-рожеві або безбарвні).

ЗМІ транспортної культури

Як випливає з назви, вони є засобами, які використовуються для транспортування зразків, які були взяті у більш-менш віддаленому місці, до лабораторії, яка буде обробляти пробу. Транспортне середовище зберігає зразок в найкращих умовах, щоб отримати надійні результати.

Ці культуральні середовища мають дуже особливі характеристики, оскільки їх не можна перевищувати в поживних речовинах, оскільки наявна популяція бактерій повинна залишатися життєздатною, але без збільшення їх кількості.

Зазвичай вони є напівтвердими середовищами, що дозволяють зразку залишатися зволоженим. Однак не слід робити компромісів в тому, щоб якомога швидше доставити зразок в лабораторію. Приклади транспортних засобів: Стюарт середній, Кері Блер та Аміс.

ЗМІ збагачення культури

Ці культуральні середовища є рідкими. Вони використовуються для порятунку конкретних патогенів, які в будь-який момент часу можуть бути присутніми в пробі в мінімальній кількості.

Також корисно врятувати патогенний штам, який може бути слабким від будь-якого попереднього лікування. Наприклад: пептонова вода, відвар тіогліколяту та відвар селеніту.

Ці носії містять інгібіторні речовини, що перешкоджають зростанню мікробіоти, що супроводжують, та специфічні поживні речовини, що сприяють розвитку мікроорганізму, що цікавить.

Носії культури для ідентифікації

Ці носії містять речовини, які можуть хімічно метаболізуватися певними бактеріями, виробляючи хімічні реакції, які показують наявність специфічних ферментів або метаболічних шляхів.

Тому вони використовуються як біохімічні тести, які допомагають розпізнати рід і вид певної групи штамів. Наприклад: середовище Клиглера показує, чи здатний мікроорганізм ферментувати глюкозу та лактозу, якщо він виробляє сірководень та газ.

Це середовище містить розкриваючі речовини, які дозволяють спостерігати реакцію, такі як показник рН та іони заліза.

Цей простий тест може диференціювати дві великі групи бактеріальних мікроорганізмів, таких як бактерії, що належать до сімейства Enterobacteriaceae, від так званих не ферментуючих бактерій.

Носії для підрахунку колоній

Це прості, неселективні носії, які служать для кількісного визначення мікробної популяції, наприклад, стандартне середовище підрахунку. Тип мікроорганізму, який буде рости в цьому середовищі, буде залежати від встановлених температурних та кисневих умов.

Культурні носії для тесту на сприйнятливість

Стандартизованим середовищем для цієї мети є агар Мюллера Хінтона, це середовище ідеально підходить для оцінки поведінки різних антибіотиків щодо ізольованого патогенного мікроорганізму.

Він особливо корисний при небажаних бактеріях, тоді як при вибагливих бактеріях його можна використовувати лише в тому випадку, якщо він доповнений кров’ю.

Культурні носії для обслуговування

Метою цих засобів є відтворення мікроорганізму, а також збереження життєздатності бактерій або гриба якомога довше, а також збереження його фізіологічних функцій.

Важливою характеристикою є те, що цей тип середовища не повинен містити глюкози, оскільки, хоча це елемент, який забезпечує швидке зростання, його бродіння також виробляє кислоти, що скорочують життєдіяльність мікроорганізму.

Деякі лабораторії повинні підтримувати певні мікроорганізми життєздатними для подальшого використання в дослідницьких дослідженнях, внутрішньому контролі або в навчальних цілях.

Підготовка

В даний час існує багато комерційних брендів, які поширюють різні медіа культури. Носій випускається в ліофілізованому або зневодненому вигляді, міститься в герметичних банках і захищений від світла.

Кожен носій поставляється з етикеткою із зазначенням назви середовища, його компонентів, кількості партії та кількості ваги, щоб підготувати літр культурального середовища.

Дистильована вода використовується як розчинник. Зважену кількість розчиняють в одному літрі дистильованої води до гомогенізації суміші. Більшість носіїв автоклавують при тиску 15 фунтів при температурі 121 ° C протягом 15 хвилин.

Рідкі носії автоклаву вже розподіляються у відповідних робочих пробірках, тоді як тверді носії автоклавуються в колбах Ерленмайєра.

Останнім витримують, поки вони не досягнуть температури 55 ° C і подають у чашки Петрі всередині ламінарної витяжки або біля конфорки Бунзена. Їх залишають затвердіти і зберігають в холодильнику догори дном.

Існують також тверді культуральні носії, які розподіляються в трубочках, що дозволяє їм затвердіти або в шпильках (прямо), або в дзьобі флейти (похило).

Перш ніж використовувати будь-яке підготовлене культуральне середовище - тверде чи рідке, його слід загартувати перед посівом зразка.

Важливість

Культурні носії, безперечно, є дуже цінним інструментом роботи мікробіологів, оскільки вони дають можливість відновити збудника інфекції, який в певний момент може впливати на людину або забруднювати їжу, навколишнє середовище чи поверхню.

У цьому сенсі можна сказати, що мікробіологія має різні сфери, серед них - клінічна, промислова, екологічна, харчова мікробіологія, серед іншого, і культуральні середовища використовуються у всіх них.

Звичайно, тип середовища, що використовується в кожному конкретному випадку, може змінюватися залежно від потреб та типу оброблюваної вибірки. Група мікроорганізмів шукала також впливів.

Виділення хвороботворного мікроорганізму або причини будь-якого забруднення є надзвичайно важливим для того, щоб мати можливість здійснити ефективне лікування або прийняти процедури, які допомагають усунути відповідний забруднювач.

У випадку клінічної мікробіології важливо не тільки виділити мікроорганізм та ідентифікувати його (знати рід та види), але й антибіограму також потрібно виконати.

Це дослідження, яке також використовує культуральне середовище, дозволить нам сказати, який антимікробний препарат чутливий, а який стійкий або, коротше кажучи, який може бути використаний як лікування, а який не може.

Отже, культурних середовищ взагалі не може бракувати в лабораторії мікробіології, незалежно від сфери.

Нарешті, можна сказати, що носії культури дали можливість дослідити різні аспекти як бактерій, так і грибів.

Контроль якості засобів масової інформації

Підготовка та використання культурних засобів масової інформації не слід робити з легкістю. У кожній лабораторії має бути відділ, який застосовує протоколи контролю якості до засобів масової інформації, щоразу, коли готуються нові партії, і таким чином забезпечується їх належна підготовка, стерильність та функціональність.

Для оцінки їх стерильності один або два середовища беруть навмання з кожної партії та інкубують при 37 ° С протягом декількох днів (зростання не повинно бути). Для перевірки їх функціонування використовуються належно культивовані та життєздатні референтні штами ATCC (American Type Culture Collection).

Утилізація культурних середовищ

Після використання культуральних середовищ його слід утилізувати таким чином, щоб він не забруднював навколишнє середовище.

Для цього матеріал стерилізують в автоклаві перед тим, як його відкинути. Згодом матеріал виймають зі скляного посуду. Останній потім миють, сушать, стерилізують і зберігають для подальшого використання. У разі використання одноразових тарілок їх стерилізують та пізніше викидають у спеціальні пакети.

Список літератури

1. Мікробіологія Боррего у марках VIII. Роберт Кох: Тріумф наполегливості (I). Новини SEM 2018, 117 (1): 1-18 Університет Малаги. Доступно за адресою: jornades.uab.cat/
2. Волсі С. Генезис та еволюція постулатів Коха та їх зв’язок із фітопатологією. Огляд Коломба. 2008 р .; 26 (1): 107-115. Доступно за адресою: scielo.org.co/
3. Озеро Бургует Ненсі, замок Авраама Люрда. Контроль якості засобів масової інформації, що використовуються при моніторингу навколишнього середовища класифікованих виробничих площ. Rev Cubana Hig Epidemiol 2013; 51 (2): 155-160. Доступно на: scielo.
4. Bonilla M, Pajares S, Vigueras J, Sigala J, Le Borgne S. Дидактичний посібник з основних мікробіологічних практик. Столичний автономний університет. Відділ природничих та технічних наук. Підрозділ Куахімальпа. 2016. Доступний за адресою: cua.uam.mx/
5. Карбаджал А. Носій культури клітин: огляд. Лабораторія Світ лабораторій. Медичний центр Університету Піттсбурга, США. 2013 доступний у: es /
6. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Мікробіологічна діагностика. 5-е видання. Редакція Panamericana SA Аргентина.
7. Forbes B, Sahm D, Weissfeld A. (2009). Мікробіологічна діагностика Бейлі та Скотта. 12 ред. Редакція Panamericana SA Аргентина.