Kultura mikrobiologiczna - Microbiological culture
Kultury mikrobiologiczne lub kultury mikrobiologiczne jest metodą mnożenia drobnoustrojów , pozwalając im odtworzenia w określonym podłożu hodowli , w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Kultury drobnoustrojów to fundamentalne i podstawowe metody diagnostyczne wykorzystywane jako narzędzie badawcze w biologii molekularnej .
Kultury drobnoustrojów służą do określenia rodzaju organizmu, jego obfitości w badanej próbce lub obu. Jest to jedna z podstawowych metod diagnostycznych mikrobiologii i wykorzystywana jako narzędzie do określenia przyczyny choroby zakaźnej poprzez umożliwienie namnażania się czynnika w określonym z góry podłożu. Na przykład, hodowla gardła jest pobierana poprzez zeskrobanie wyściółki tkanki w tylnej części gardła i wyciśnięcie próbki do pożywki, aby móc przeszukać szkodliwe mikroorganizmy, takie jak Streptococcus pyogenes , czynnik wywołujący paciorkowce gardła. Ponadto termin kultura jest bardziej ogólnie używany nieformalnie w odniesieniu do „selektywnej hodowli” określonego rodzaju mikroorganizmu w laboratorium.
Często konieczne jest wyizolowanie czystej kultury mikroorganizmów. Czysta (lub akseniczna ) kultura to populacja komórek lub organizmów wielokomórkowych rosnąca pod nieobecność innych gatunków lub typów. Czysta kultura może pochodzić z pojedynczej komórki lub pojedynczego organizmu, w którym to przypadku komórki są wzajemnymi klonami genetycznymi . W celu żelowania kultury drobnoustrojów stosuje się pożywkę z żelu agarozowego ( agar ). Agar to galaretowata substancja otrzymywana z wodorostów . Tanim zamiennikiem agaru jest guma guar , która może służyć do izolacji i utrzymania termofilów .
Kultura bakteryjna
Istnieje kilka rodzajów metod hodowli bakterii, które są wybierane na podstawie hodowanego czynnika i dalszego zastosowania.
Kultury rosołowe
Jedną z metod hodowli bakterii jest hodowla płynna, w której pożądane bakterie są zawieszane w płynnej pożywce, takiej jak Luria Broth , w stojącej kolbie. Pozwala to naukowcowi wyhodować duże ilości bakterii do różnych dalszych zastosowań.
Płynne kultury są idealne do przygotowania testu przeciwbakteryjnego, w którym eksperymentator zaszczepia płynny bulion bakteriami i pozwala mu rosnąć przez noc (w celu uzyskania jednolitego wzrostu można użyć wytrząsarki). Następnie pobierali porcje próbki w celu zbadania aktywności przeciwdrobnoustrojowej określonego leku lub białka ( peptydów przeciwdrobnoustrojowych ).
Alternatywnie mikrobiolog może zdecydować o zastosowaniu płynnych kultur statycznych. Kultury te nie są wstrząsane i zapewniają mikrobom gradient tlenu.
Płytki agarowe
Kultury mikrobiologiczne można hodować na szalkach Petriego o różnej wielkości, z cienką warstwą pożywki na bazie agaru. Gdy podłoże wzrostowe na szalce Petriego zostanie zaszczepione pożądanymi bakteriami, płytki są inkubowane w optymalnej temperaturze do wzrostu wybranych bakterii (na przykład zwykle 37 stopni Celsjusza lub w temperaturze ludzkiego ciała dla kultur pochodzących od ludzi lub zwierząt lub niższy w przypadku kultur środowiskowych). Po osiągnięciu pożądanego poziomu wzrostu płytki agarowe można przechowywać do góry nogami w lodówce przez dłuższy czas, aby zatrzymać bakterie do przyszłych eksperymentów.
Istnieje wiele dodatków, które można dodać do agaru przed wylaniem go na płytkę i pozostawieniem do zestalenia. Niektóre rodzaje bakterii mogą rosnąć tylko w obecności określonych dodatków. Można to również wykorzystać podczas tworzenia zmodyfikowanych szczepów bakterii, które zawierają gen oporności na antybiotyki . Po dodaniu wybranego antybiotyku do agaru, będą mogły rosnąć tylko komórki bakteryjne zawierające wstawkę genową nadającą oporność. Pozwala to badaczowi wybrać tylko te kolonie, które zostały pomyślnie transformowane.
Bagnety na bazie agaru
Zminiaturyzowana wersja płytek agarowych zaimplementowana do formatów paskowych, np. Dip Slide , Digital Dipstick wykazują potencjał do wykorzystania w punkcie opieki medycznej do celów diagnostycznych . Mają przewagę nad płytkami agarowymi, ponieważ są opłacalne, a ich działanie nie wymaga specjalistycznej wiedzy ani środowiska laboratoryjnego, co umożliwia ich stosowanie w punkcie opieki.
Kultury nożowe
Hodowle pchane są podobne do płytek agarowych, ale są tworzone przez stały agar w probówce. Bakterie są wprowadzane za pomocą igły inokulacyjnej lub końcówki pipety wbijanej w środek agaru. W miejscu nakłucia rosną bakterie. Kultury kłute są najczęściej używane do krótkotrwałego przechowywania lub transportu kultur.
Kolekcje kulturowe
Kolekcje kultur drobnoustrojów koncentrują się na pozyskiwaniu, uwierzytelnianiu, produkcji, konserwacji, katalogowaniu i dystrybucji żywych kultur standardowych mikroorganizmów referencyjnych , linii komórkowych i innych materiałów do badań systematyki drobnoustrojów . Kolekcja kultur to także repozytoria szczepów typowych .
Akronim kolekcji | Nazwa | Lokalizacja |
---|---|---|
ATCC | Kolekcja American Type Culture | Manassas w stanie Wirginia |
BCCM | Belgijskie skoordynowane kolekcje mikroorganizmów | Zdecentralizowana komórka koordynacyjna w Brukseli , Belgia |
CCUG | Kolekcja Kultury Uniwersytetu w Göteborgu | Göteborg, Szwecja |
CECT | Colección Española de Cultivos Tipo | Walencja, Hiszpania |
CIP | Collection d'Institut Pasteur | Paryż , Francja |
DSMZ | Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen | Braunschweig , Niemcy |
ICMP | Międzynarodowa kolekcja mikroorganizmów z roślin | Auckland , Nowa Zelandia |
JCM | Japońska kolekcja mikroorganizmów | Tsukuba, Ibaraki , Japonia |
NCTC | Narodowa kolekcja kultur typu | Public Health England , Londyn , Wielka Brytania |
NCIMB | Krajowa kolekcja bakterii przemysłowych, spożywczych i morskich | Aberdeen w Szkocji |
Kultura na płytkach stałych mikroorganizmów ciepłolubnych
W przypadku stałych kultur płytkowych mikroorganizmów ciepłolubnych, takich jak Bacillus acidocaldarius, Bacillus stearothermophilus, Thermus aquaticus i Thermus thermophilus itp. , Rosnących w temperaturach od 50 do 70 stopni C, udowodniono, że guma żelanowa o niskiej zawartości acylu jest preferowanym środkiem żelującym w porównaniu z agarem liczenie lub izolacja lub obie powyższe bakterie ciepłolubne.
Hodowla wirusów i fagów
Hodowle wirusów lub fagów wymagają komórek gospodarza, w których namnaża się wirus lub fag. W przypadku bakteriofagów hodowle są hodowane przez infekowanie komórek bakteryjnych. Faga można następnie wyizolować z powstałych łysinek na trawniku bakterii na płytce. Hodowle wirusów uzyskuje się z odpowiednich eukariotycznych komórek gospodarza. Metoda posiewu posiewowego jest sposobem fizycznego oddzielenia populacji drobnoustrojów i jest wykonywana poprzez rozprowadzenie inokulatu tam iz powrotem za pomocą pętli do inokulacji na stałej płytce agarowej. Po inkubacji pojawią się kolonie i pojedyncze komórki zostaną wyizolowane z biomasy. Po wyizolowaniu mikroorganizmu w czystej kulturze konieczne jest zachowanie go w stanie żywotnym do dalszych badań i wykorzystania. Kultury podstawowe muszą być utrzymywane w taki sposób, aby nie nastąpiła utrata ich biologicznych, immunologicznych i kulturowych cech.
Hodowla komórek eukariotycznych
Izolacja czystych kultur
W przypadku jednokomórkowych eukariontów, takich jak drożdże, izolacja czystych kultur wykorzystuje te same techniki, co w przypadku kultur bakteryjnych. Czyste kultury organizmów wielokomórkowych są często łatwiejsze do wyodrębnienia poprzez po prostu wybranie pojedynczego osobnika do zainicjowania kultury. Jest to przydatna technika na przykład do czystej kultury grzybów , glonów wielokomórkowych i małych metazoa .
Opracowanie technik czystej kultury ma kluczowe znaczenie dla obserwacji danego okazu. Najpowszechniejszą metodą izolacji pojedynczych komórek i wytworzenia czystej kultury jest przygotowanie płytki posiewowej. Metoda posiewu posiewowego jest sposobem fizycznego oddzielenia populacji drobnoustrojów i jest wykonywana poprzez rozprowadzenie inokulatu tam iz powrotem za pomocą pętli do inokulacji na stałej płytce agarowej . Po inkubacji pojawią się kolonie i pojedyncze komórki zostaną wyizolowane z biomasy. Po wyizolowaniu mikroorganizmu w czystej kulturze konieczne jest zachowanie go w stanie żywotnym do dalszych badań i wykorzystania. Kultury podstawowe muszą być utrzymywane w taki sposób, aby nie nastąpiła utrata ich biologicznych, immunologicznych i kulturowych cech.
Zobacz też
- Jednostka tworząca kolonie
- Kultura krwi
- Mikrobiologiczna ciemna materia
- Kultury mikrobiologiczne
- Kultury przesiewowe
- Kultura plwociny
- Kultura synchroniczna
- Gumę gellanową
Bibliografia
Linki zewnętrzne
- EFFCA - European Food and Feed Cultutes Association. Informacje o produkcji i zastosowaniach kultur drobnoustrojów, a także o aspektach prawnych.