Микробиологическая культура
Микробиологическая культура , или микробная культура , представляет собой метод умножения микробных организмов , позволяя им размножаться в заранее определенной культуральной среде в контролируемых лабораторных условиях. Микробные культуры являются основополагающими и основными диагностическими методами, используемыми в качестве инструментов исследования в молекулярной биологии .
Термин «культура» также может относиться к выращиванию микроорганизмов.
Микробные культуры используются для определения типа организма, его изобилия в тестируемом образце или оба. Это один из основных диагностики методов микробиологии и используется в качестве инструмента для определения причины инфекционного заболевания , позволяя агенту умножить в заранее определенной среде. Например, культура горла принимается путем соскоба на слизистой оболочке ткани в задней части горла и промахивания образца в среду, чтобы иметь возможность скрининго на вредные микроорганизмы, такие как Streptococcus pyogenes , причинный агент стрепкотокотоковой горло. [ 1 ] Кроме того, термин культура более широко используется неформально для обозначения «избирательного выращивания» конкретного вида микроорганизма в лаборатории.
Часто важно изолировать чистую культуру микроорганизмов. Чистая (или аксеническая ) культура - это популяция клеток или многоклеточных организмов, растущих в отсутствие других видов или типов. Чистая культура может происходить из одной клетки или одиночного организма, и в этом случае клетки являются генетическими клонами друг друга. Для целей гелирования микробной культуры среда агарозного геля ( агар используется ). Агар - это желатиновое вещество, полученное из морских водорослей . Дешевая замена агара - это гуаровая жвачка , которая может быть использована для выделения и поддержания термофилов .
История
[ редактировать ]Первым культурным носителем была жидкая среда, разработанная Луи Пастером в 1860 году. [ 2 ] Это использовалось в лаборатории до Роберта Коха в 1881 году. развития [ 3 ] Метод использования плоской тарелки для его твердой среды был заменен круглой коробкой Юлиуса Ричарда Петри в 1887 году. [ 2 ] С момента этих основополагающих изобретений, разнообразные средства массовой информации и методов развивались, чтобы помочь ученым расти, выявлять и очищать культуры микроорганизмов.
Типы микробных культур
[ редактировать ]
Прокариотическая культура
[ редактировать ]Культирование прокариот обычно включает бактерии, поскольку археи трудно культивировать в лабораторных условиях. [ 4 ] Чтобы получить чистую прокариотическую культуру, нужно начать культуру с одной клетки или единой колонии организма. [ 5 ] Поскольку прокариотическая колония является бесполым потомством одной клетки, все клетки генетически идентичны и приведут к чистой культуре.
Вирусная культура
[ редактировать ]Культуры вируса и фага требуют клеток -хозяев, в которых размножается вирус или фаг. Для бактериофагов культуры выращивают путем заражения бактериальных клеток. Затем фаг можно выделить из полученных бляшек в газоне бактерий на тарелке. Вирусные культуры получают из их соответствующих эукариотических клеток -хозяев. Метод полосовой пластины - это способ физически разделить микробную популяцию и выполняется путем распространения инокулята взад -вперед с инокулирующей петлей по твердой агаровой пластине. После инкубации возникнут колонии, а отдельные клетки будут выделены из биомассы . После того, как микроорганизм был изолирован в чистой культуре, необходимо сохранить его в жизнеспособном состоянии для дальнейшего изучения и использования в культурах, называемых культурами в области. Эти культуры должны быть поддержаны, так что нет потери их биологических, иммунологических и культурных признаков.
Эукариотическая клеточная культура
[ редактировать ]Культуры эукариотических клеток обеспечивают контролируемую среду для изучения эукариотических организмов . Одноклетные эукариоты, такие как дрожжи, водоросли и простейшие, могут культивироваться аналогично прокариотическим культурам. То же самое верно для многоклеточных микроскопических эукариот, таких как C. elegans .
Хотя макроскопические эукариотические организмы слишком велики для культуры в лаборатории, клетки, взятые из этих организмов, могут быть культивированы. Это позволяет исследователям изучать конкретные части и процессы макроскопического эукариота in vitro .
Культурные методы
[ редактировать ]| Метод | Описание | Использование и преимущества |
|---|---|---|
| Жидкие/бульонные культуры | Организмы инокулируются в колбу жидкой среды | Взросление больших объемов организма, антимикробных анализов, бактериальной дифференцировки |
| Агарские пластины | Организмы помещаются или полосаются на чашки Петри | Обеспечивает твердую поверхность для стационарного роста, компактного и складываемого |
| Основа на основе агара | По сути, миниатюрные агарные пластины в виде щупах | Диагностические цели могут использоваться в любом месте, экономически эффективно, простые в использовании |
| Селективные и дифференциальные медиа | Организмы культивируются в/на конкретных средах для выбора или дифференциации между определенными. | Помогите выявить неизвестные организмы, помочь в очистке культур |
| Стабильные культуры | Организмы инокулируют в пробирку твердого агара | Краткосрочное хранение, бактериальная дифференциация |
Жидкие культуры
[ редактировать ]Одним из методов микробиологической культуры является жидкая культура, в которой желаемые организмы суспендируются в жидкой питательной среде, такой как бульон Лурия , в вертикальной колбе. Это позволяет ученому выращивать большое количество бактерий или других микроорганизмов для различных применений вниз по течению.
Жидкие культуры идеально подходят для приготовления антимикробного анализа, в котором жидкий бульон инокулирован бактериями и позволяет расти в течение ночи («шейкер» может использоваться для механического смешивания бульона, чтобы стимулировать равномерный рост). Впоследствии аликвоты образца принимаются для проверки антимикробной активности специфического препарата или белка ( антимикробные пептиды ).
Статические жидкие культуры могут использоваться в качестве альтернативы. Эти культуры не встряхиваются, и они обеспечивают микробы с градиентом кислорода. [ 6 ]
Агарские пластины
[ редактировать ]
Микробиологические культуры можно выращивать в чашках Петри разных размеров, которые имеют тонкий слой среды роста на основе агара. Как только среда роста в блюде Петри инокулирована желаемыми бактериями, пластины инкубируются при оптимальной температуре для выращивания выбранных бактерий (например, обычно при 37 градусах Цельсия или температура тела человека , для культур от людей. или животные, или ниже для культур окружающей среды). После достижения желаемого уровня роста, агарские пластины можно хранить в ходе холодильника в течение длительного периода времени для поддержания бактерий для будущих экспериментов.
Существует множество добавок , которые могут быть добавлены в агар, прежде чем его заливают в тарелку и разрешают затвердеть. Некоторые виды бактерий могут расти только в присутствии определенных добавок. Это также можно использовать при создании инженерных штаммов бактерий, которые содержат ген антибиотиков . Когда выбранный антибиотик добавляется в агар, только бактериальные клетки, содержащие генную вставку, придавая устойчивость, смогут расти. Это позволяет исследователю выбрать только колонии, которые были успешно трансформированы.
Основа на основе агара
[ редактировать ]Миниатюризованная версия агаровых пластин, внедренные в форматах щупа, например, Dip Slide, Digital Sipstick [ 7 ] Покажите потенциал, который будет использоваться в точке медицинской помощи для диагностики . Они имеют преимущества перед агарскими пластинами, поскольку они экономически эффективны, а их операция не требует опыта или лабораторной среды, что позволяет использовать их в точке медицинской помощи.
Селективные и дифференциальные медиа
[ редактировать ]Селективные и дифференциальные среды раскрывают характеристики о культивировании микроорганизмов на них. Этот вид носителя может быть селективным, дифференциальным или как селективным, так и дифференциальным. Выращивание культуры на нескольких видах селективной и дифференциальной среды может очищать смешанные культуры и раскрыть ученым характеристики, необходимые для выявления неизвестных культур.
Селективные СМИ
[ редактировать ]Селективные СМИ используются для различения организмов, позволяя выращивать определенный вид организма, ингибируя рост других. Например, эозиновый метиленовый синий (EMB) может использоваться для выбора грамположительных бактерий, большинство из которых затрудняют рост на EMB, и выбирать грамотрицательные бактерии, рост которого не ингибируется на EMB. [ 8 ]
Дифференциальные СМИ
[ редактировать ]Ученые используют дифференциальные среды при культивировании микроорганизмов, чтобы выявить определенные биохимические характеристики о организмах. Эти выявленные признаки можно сравнить с атрибутами известных микроорганизмов, чтобы выявить неизвестные культуры. Примером этого является MacConkey Agar (MAC), который выявляет бактерии для производства лактозы через индикатор pH, который изменяет цвет, когда кислоты вырабатываются в результате ферментации. [ 9 ]
Многоцелевые панели
[ редактировать ]На многопользовых панелях бактерии, выделенные из ранее выращенной колонии Полем Панель будет инкубировать в машине, которая впоследствии анализирует каждый хорошо с помощью метода на основе света, такого как колориметрия, турбидиметрия или флуорометрия. [ 10 ] Комбинированные результаты будут автоматически по сравнению с базой данных известных результатов для различных видов бактерий, чтобы поставить диагноз того, какие виды бактерий присутствуют на нынешней панели. Одновременно он выполняет тестирование восприимчивости к антибиотикам .
-
Многоцелевая микробная панель. Небольшое количество тестируемых бактерий помещается в каждую лунку, каждый из которых имеет ингредиенты для отдельного теста. -
Микробные панели, загруженные в прибор, используемый для автоматического тестирования чувствительности к антибиотикам каждой скважины. -
Лабораторный работник рассматривает результаты, отображаемые на экране автоматического анализатора.
Стабильные культуры
[ редактировать ]
Культуры Stab аналогичны тарелкам агара, но образуются сплошным агаром в пробирке. Бактерии вводятся с помощью иглы для инокуляции или наконечника пипетки, зарезанного в центр агара. Бактерии растут в проколотой области. [ 11 ] Культуры Stab чаще всего используются для краткосрочного хранения или отгрузки культур. Кроме того, культуры статей могут выявить характеристики культивируемых микроорганизмов, таких как потребности в подвижности или кислороде.
Культура сплошной пластины термофильных микроорганизмов
[ редактировать ]Для культур сплошной пластины термофильных микроорганизмов, таких как Bacillus acidocaldarius, Bacillus stearothermophilus, Thermus Aquaticus и Thermus Thermophilus и т. Д. Выращивание при температурах от 50 до 70 градусов C, низкий уровень ацила, проясненная геллан Подсчет или изоляция или оба из вышеуказанных термофильных бактерий. [ 12 ]
Коллекции клеточной культуры
[ редактировать ]Коллекции микробной культуры фокусируются на сборе, аутентификации, производстве, сохранении, каталогизации и распределении жизнеспособных культур стандартных эталонных микроорганизмов , клеточных линий и других материалов для исследований в области микробной систематики . [ 13 ] [ 14 ] Коллекция культуры также является репозиториями типовых штаммов .
| Коллекционная аббревиатура | Имя | Расположение |
|---|---|---|
| ATCC | Американская коллекция культуры типа | Манассас , Вирджиния |
| BCCM | Бельгийские координированные коллекции микроорганизмов | Децентрализованная координационная ячейка в Брюсселе , Бельгия |
| Ccug | Университет Гетеборга культуры | Гетеборг, Швеция |
| Сект | Испанская коллекция сельскохозяйственных культур | Валенсия, Испания |
| Прозрачный | Коллекция Пастера Института | Париж , Франция |
| DSMZ | Немецкая коллекция микроорганизмов и клеточных культур | Брауншвейг , Германия |
| ICMP | Международная коллекция микроорганизмов из растений | Окленд , Новая Зеландия |
| JCM | Японская коллекция микроорганизмов | Цукуба, Ибараки , Япония |
| NCTC | Национальная коллекция типовых культур | Общественное здравоохранение Англия , Лондон , Великобритания |
| Ncimb | Национальная коллекция промышленных, пищевых и морских бактерий | Абердин , Шотландия |
| NCPPB | Национальная коллекция патогенных бактерий растений | Йорк, Англия |
Смотрите также
[ редактировать ]- Кровавая культура
- Changestat
- Колония-формирующая единица
- Геллан -резинка
- Микробная темная материя
- Микробные пищевые культуры
- Скрининг культуры
- Мокрота культура
- Синхронная культура
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Healthwise, Incorporated (2010-06-28). "Горловая культура" . Webmd . Архивировано из оригинала 2013-03-17 . Получено 2013-03-10 .
- ^ Jump up to: а беременный Bonnet, M.; Lagier, JC; Раульт, Д.; Khelaifia, S. (март 2020 г.). «Бактериальная культура с помощью селективных и не селективных состояний: эволюция культуральной среды в клинической микробиологии» . Новые микробы и новые инфекции . 34 doi : 10.1016/j.nmni.2019.100622 . PMC 6961714 . PMID 31956419 .
- ^ Басу, Шриджони; Бозе, Чандра; Ojha, Nupur; Дас, Набаджит; Дас, Джагари; Приятель, Мринмой; Хурана, Сукант (30 апреля 2015 г.). «Эволюция бактериальных и грибковых средств массовой информации» . Биоинформация . 11 (4): 182-184. Doi : 10.6026/97320630011182 . PMC 4479053 . PMID 26124557 .
- ^ Рафик, Мухаммед; Хасан, Нур; Рехман, Малиха; Хаят, Мухаммед; Надим, Гуллашт; Хасан, Фарва; Икбал, Навид; Али, Хазрат; Зада, Сахиб; Кан, Ингчян; Саджад, Васм; Джамал, Мухсин (2023-12-07). «Проблемы и подходы культурной археи » Биология 12 (12): 1499. doi : 10.3390/ biology1 ISSN 2079-7 10740628PMC 38132325PMID
- ^ Фрёлих, Юрген; Кениг, Гельмут (1 декабря 2000 г.). «Новые методы выделения отдельных прокариотических клеток» . Обзоры микробиологии FEMS . 24 (5): 567–572. doi : 10.1016/s0168-6445 (00) 00045-0 -через Oxford Academic.
- ^ Старый, округ Колумбия; Duguid, JP (1970). «Селективный исход бактерий в статической жидкой среде» . Журнал бактериологии . 103 (2). Американское общество по микробиологии: 447–456. doi : 10.1128/jb.103.2.447-456.1970 . PMC 248102 . PMID 4914569 .
- ^ Исери, Эмре; Биггель, Майкл; Гуссенс, Герман; Луны, Питер; van der Wijngaart, Wouter (2020). «Цифровой щуп: миниатюрное обнаружение бактерий и цифровое определение количественного определения для оказания медицинской помощи» . Лаборатория на чипе . 20 (23): 4349–4356. doi : 10.1039/d0lc00793e . ISSN 1473-0197 . PMID 33169747 .
- ^ «6.3c: выборочные и дифференциальные носители» . Биология либретекса . 2017-05-11 . Получено 2024-03-03 .
- ^ Юнг, Бенджамин; Хойлат, Жиль Дж. (2024), "MacConkey Mediue" , Statpearls , Island Treasure (FL): Statpearls Publishing, PMID 32491326 , получен 2024-03-03
- ^ Макферсон, РА; Пинкус, М.Р. (2017). Клинический диагноз и лечение Генри лабораторными методами (23 Ed.). Elsevier Health Sciences. ISBN 978-0-323-41315-2 .
- ^ «AddGene: Понимайте тарелку из культуры Addgene Stab» . www.addgene.org . Архивировано из оригинала 8 апреля 2018 года . Получено 21 марта 2018 года .
- ^ Лин, Чи Чунг и Казида, Ле (1984) Гелрит в качестве гелевого агента в средах для роста термофильных микроорганизмов. Прикладная и экологическая микробиология 47, 427-429.
- ^ Jump up to: а беременный Мэдиган, Майкл Т. (2012). Брок биология микроорганизмов (13 -е изд.). Сан -Франциско: Бенджамин Каммингс. ISBN 9780321649638 .
- ^ Jump up to: а беременный Урубуру Ф. (2003). «История и услуги коллекций культуры» (PDF) . Международная микробиология . 6 (2): 101–103. doi : 10.1007/s10123-003-0115-2 . HDL : 10550/12955 . PMID 12811589 . S2CID 19711069 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- EFFCA - Европейская ассоциация культовых культур пищевых продуктов и кормов. Информация о производстве и использовании микробных культур, а также законодательные аспекты.
| Базы данных управления авторитетом : национальный |
|---|
