KULTURMEDIER: HISTORIE, FUNKTION, TYPER, FORBEREDELSE - BIOLOGI

De dyrkningsmedier er specielle næringsmidler til genvinding, isolation og vedligeholdelse af bakterielle og fungale mikroorganismer. Disse medier kan være faste, flydende eller halvfaste.

Louis Pasteur var den første, der viste, at det i en bouillon lavet med kogte kødstykker blev brugt til bakterier til at reproducere sig i stort antal, til det punkt, at buljongen blev fastgjort. I denne forstand betragtes Pasteurs kødbuljong som det første flydende kulturmedium, der anvendes.

Rå og tilberedte kulturmedier (fast og flydende). Kilde: Flickr

Derefter gjorde Robert Koch med hjælp fra hans samarbejdspartnere Julius Richard Petri og Walter Hesse store fremskridt. Den første designet Petri-skålen, der stadig bruges i dag; og det andet fandt sted for ham at erstatte gelatin med agar-agar for at fremstille faste dyrkningsmedier, hvilket var meget relevant, da gelatin blev nedbrudt af nogle mikroorganismer.

På nuværende tidspunkt er der mange klasser af kulturmedier med forskellige formål, derfor klassificeres disse efter deres funktion: blandt de vigtigste kan vi nævne de ernæringsmæssige, selektive, differentielle, transport, berigelse og tælle kulturmedier. kolonier, vedligeholdelse og til følsomhedstest.

Nogle kulturmedier er specielle til at observere kemiske reaktioner og er meget nyttige til identifikation af den involverede mikroorganisme. Blandt dem kan vi nævne: Kligler medium, MIO, LIA, citrat, blandt andre.

Historie

Det første dyrkningsmedium blev forberedt af Louis Pasteur, da han forsøgte at vise, at mikrobiel liv ikke var produktet af spontan generation, men at mikroorganismer kunne formere sig og også at de kom fra luften.

Han tilberedte en bouillon med kødstykker og observerede, at det efter et par dage efter at have været udsat for luften blev overskyet, og der var en mærkbar mængde mikroorganismer i bouillon. Samtidig forblev en anden bouillon med tidligere kogte og hermetisk forseglede kødstykker gennemsigtig, efterhånden som dagene gik.

Dette fik mange forskere opmærksomhed, og de indså, at disse mikroorganismer var ansvarlige for at nedbryde kødet og også forårsage nogle sygdomme.

Af denne grund var det vigtigt at skabe en måde at reproducere disse mikroorganismer på laboratoriet for at undersøge dem nærmere.

I denne forstand gav Robert Koch et uvurderligt bidrag til forbedring af visse laboratorieteknikker, især dem, der var relateret til bakterieisolering, da han introducerede begrebet et solidt kulturmedium.

Først brugte han kartoffelskiver som et fast medium, men senere tilføjede han gelatine til kødbuljonger med bedre resultater. Der var dog tidspunkter, hvor geléen ville smelte og blive til en flydende kultur. I dag vides det, at dette sker, fordi nogle bakterier er i stand til at hydrolysere gelatine.

Det var dengang, en af hans samarbejdspartnere kom med ideen om at bruge agar-agar, en sammensætning, som hans kone brugte til at tykkere hendes slik.

Dette rudimentære kulturmedium er gradvist blevet mere sofistikeret, indtil det når de kulturmedier, der er kendt i dag.

Sammensætning

Hvert medium har en anden sammensætning, men det er vigtigt, at det indeholder de specifikke næringsstoffer til en god udvikling af den type mikroorganisme, der søges.

Det kan også indeholde specifikke kemiske stoffer, der hjælper med at afsløre den metaboliske vej, en bestemt stamme har, eller som viser tilstedeværelsen af visse enzymer.

Et andet vigtigt element er brugen af pufferstoffer. Disse hjælper med at opretholde den osmotiske balance i mediet såvel som pH-værdien.

De kan også indeholde kulhydrater og en pH-indikator for at vise tilsat sukkerfermentering. En farveændring af mediet vil blive observeret, hvis der er forsuring genereret ved gæring.

Nogle kulturmedier indeholder hæmmende stoffer. Afhængig af det anvendte stof vil væksten af nogle mikroorganismer være begrænset, og den af andre vil blive foretrukket.

Typer af kulturmedier

Kulturmedier klassificeres efter forskellige kriterier. Disse er: i henhold til dens konsistens, dens sammensætning og dens funktion.

- I henhold til dens konsistens

Væsker

De indeholder ikke agar-agar. Bakteriel eller svampevækst fremgår af turbiditeten i bouillon, der oprindeligt er gennemskinnelig.

Solid

De indeholder mellem 1,5 til 2% agar-agar. Den størknede blanding har en overflade, der modstår den fine bevægelse af platinhåndtaget uden at bryde det.

Halvfast

De indeholder ca. 0,5% agar-agar, derfor er det en mellemtilstand mellem væske og fast stof. Ideel i medier, der tjener til at se motilitet. De anbefales også til bevarelse af stammer, da de opretholder fugtigheden meget længere.

bifasisk

Det er medier, der fremstilles på en sådan måde, at der er en fast fase, og på dette et flydende medium. Meget brugt til blodkulturer.

- I henhold til dens sammensætning

Naturligt voksende medier

De er stoffer, der er taget direkte fra naturen for at dyrke bakterier, hvilket giver dem et miljø så tæt på, hvordan de normalt udvikler sig i økosystemet. Eksempel, mælk, juice, fortyndet blod, serum osv.

Syntetiske kulturmedier

De er de mest anvendte i dag, de er de dehydrerede medier, som vi får i kommercielle huse, og hvis hele den kemiske sammensætning er kendt, da de er strategisk designet i henhold til den type mikroorganisme, der skal isoleres.

Semi-syntetisk kulturmedie

Det er kombinationen af et syntetisk medium, hvortil der tilføjes et naturligt element for at berige mediet.

Cellekulturmedier

De er specielle medier til dyrkning af vira, da disse mikroorganismer ikke er i stand til at overleve uden for cellerne, de skal indeholde væv eller levende celler fra et dyr eller en plante.

Eksempel: abe nyre cellekulturer eller embryonerede æg.

- I henhold til dets nytteværdi

Ernæringsmæssige, selektive, differentielle, transport, berigelse, identifikation, kolonikvantificering, vedligeholdelse og følsomhedstestmedier. De vil blive beskrevet senere.

Fungere

Uanset hvilken type kulturmedium, de har alle noget til fælles, og det er, at de letter eller fremmer reproduktionen af visse mikroorganismer. Forskellen ligger i sammensætningen af hver af dem, som er en afgørende faktor for den endelige brugbarhed, de vil have.

Hvert af de eksisterende kulturmedier er strategisk designet til den specifikke funktion, det er oprettet til, dvs. de har alle et fundament, der styrer retningslinjerne for deres specifikke funktion.

Det skal bemærkes, at kulturmediet, når det først var sået, skal underkastes temperatur- og iltbetingelser, der er passende for den type bakterier eller svamp, der skal isoleres.

For eksempel, hvis du vil isolere mesofile anaerobe bakterier, kan du bruge blodagar og inkuberes under anaerobe forhold (uden ilt) ved 37 ° C i 48 timer.

Hvis en svamp nu skal isoleres, bruges Sabouraud agar med antibiotika. Det inkuberes i aerobiose ved stuetemperatur i flere dage, da sidstnævnte er langsomt voksende.

Ernæringsmæssige enkle kulturmedier

Som navnet antyder, indeholder disse dyrkningsmedier næringsstoffer, såsom kilder til vitaminer, aminosyrer, nitrogen og kulstof, blandt dem kan vi nævne: kødekstrakt eller gærekstrakt, majsstivelse, pancreas fordøjelse, peptoner, glukose, blandt andre.

De indeholder også andre komponenter, der giver miljøet en osmotisk balance, da de fleste afgrøder kræver en pH tæt på 7,0. Disse elementer kan være: natriumchlorid, dinatriumphosphat, blandt andre.

Fortyndingsmidlet er destilleret vand, og det faste medium har agar-agar.

Formålet med disse dyrkningsmedier er at udvinde den bakterie- eller svampemikrobiota, der findes i en given prøve. Det skelner ikke mellem mikroorganismer, da det er i stand til at dyrke et stort antal bakterier, både gram-positive og gram-negative, samt gær- og myceliesvampe.

De anbefales til podning af prøver fra normalt sterile steder. De er imidlertid ikke egnede til krævende mikroorganismer.

De er også nyttige til vedligeholdelse af stammer, så længe de ikke indeholder glukose.

Berigede kulturmedier

Hvis der tilsættes blod eller opvarmet blod til de enkle næringsmedier, bliver de berigede medier (henholdsvis blodagar og chokoladeagar).

Disse medier er meget nyttige til podning af normalt sterile prøver, til redning af svage stammer og til isolering af ernæringsmæssigt krævende mikroorganismer.

Selektive kulturmedier

Selektive dyrkningsmedier ud over at indeholde essentielle næringsstoffer til vækst af visse mikroorganismer af interesse tilsættes også hæmmende stoffer, såsom antibiotika, antifungale stoffer, farvestoffer, galdesalte, blandt andre.

De inhiberende stoffer er beregnet til at reducere forskellige stammer, der kan vokse, og favoriserer væksten af en særlig speciel gruppe, der skal reddes.

Eksempel: EC-bouillon (specielt til totale og fækale coliformer) eller Sabouraud-agar med antibiotika (specifikt for svampe).

Forskelle kulturmedier

Differentialmedier indeholder ernæringselementer, der er nødvendige for væksten af en bestemt gruppe af mikroorganismer og indeholder også stoffer, der i nærværelse af visse mikroorganismer vil blive metaboliseret eller nedbrudt.

Det vil sige, at de vil producere kemiske reaktioner, der på en eller anden måde kan bevises i kulturmediet.

Nogle reaktioner alkaliserer eller syrner mediet, og takket være tilstedeværelsen af en pH-indikator kan disse ændringer bevises gennem et farveskift i mediet og i kolonien.

Derfor, mellem en stor gruppe af bakterier, der vil være i stand til at vokse i dette medium, vil de, der metaboliserer eller nedbrydes stoffet, og dem, der ikke, simpelthen ved at observere farven på kolonien og mediet, skelnes.

For eksempel giver blodagar en mulighed for at skelne bakterier, der forårsager beta-hemolyse (klar halo) fra dem, der forårsager alfa-hemolyse (grønlig halo) og dem, der ikke producerer hemolyse.

Selektive og differentielle medier

Et eksempel på dette er, hvad der sker i MacConkey-agar. Det er selektivt, da det kun tillader vækst af Gram-negative baciller. og det er forskelligt, da laktosegærende bakterier (fuchsia-kolonier) kan skelnes fra ikke-fermenterende bakterier (lyserosa eller farveløs).

Transportkulturmedier

Som navnet antyder, er de midler, der bruges til at transportere prøver, der er taget et mere eller mindre fjernt sted til laboratoriet, der vil behandle prøven. Transportmediet holder prøven under de bedste betingelser, så der opnås pålidelige resultater.

Disse kulturmedier har meget specielle karakteristika, da de ikke kan overskrides i næringsstoffer, da den eksisterende bakteriepopulation er forpligtet til at forblive levedygtig, men uden at stige i antal.

De er generelt halvfaste medier, så prøven kan forblive hydreret. Der bør dog ikke gøres noget kompromis med at få prøven til laboratoriet så hurtigt som muligt. Eksempler på transportmidler: Stuart medium, Cary Blair og Amies.

Berigelse kulturmedier

Disse kulturmedier er flydende. De bruges til at redde specifikke patogener, der til enhver tid kan være til stede i en prøve i minimal mængde.

Det er også nyttigt at redde en patogen stamme, der kan være svag fra enhver tidligere behandlet behandling. Eks: peptonvand, thioglycollatbuljong og selenitbuljong.

Disse medier har hæmmende stoffer, der forhindrer væksten af den ledsagende mikrobiota, og specifikke næringsstoffer, der favoriserer udviklingen af mikroorganismen af interesse.

Kulturmedier til identifikationsformål

Disse medier indeholder stoffer, der kan kemisk metaboliseres af visse bakterier, hvilket producerer kemiske reaktioner, der viser tilstedeværelsen af specifikke enzymer eller metaboliske veje.

Derfor bruges de som biokemiske test, der hjælper med genkendelsen af slægten og arten af en bestemt gruppe stammer. Eksempel: Kligler-mediet viser, om mikroorganismen er i stand til at fermentere glukose og lactose, hvis den producerer hydrogensulfid og gas.

Dette medium indeholder afslørende stoffer, der gør det muligt at observere reaktionen, såsom pH-indikatoren, og jernioner.

Denne enkle test kan differentiere to store grupper af bakterielle mikroorganismer, såsom bakterierne, der tilhører Enterobacteriaceae-familien fra de såkaldte ikke-gærende bakterier.

Medier til tælling af kolonier

Dette er enkle, ikke-selektive medier, der tjener til kvantificering af en mikrobiel population, såsom standardtællingsmediet. Den type mikroorganisme, der vil vokse i dette medium, afhænger af de temperatur- og iltforhold, der er etableret.

Kulturmedier til følsomhedstest

Det standardiserede medium til dette formål er Müeller Hinton-agar, dette medium er ideelt til vurdering af adfærd fra forskellige antibiotika mod en isoleret patogen mikroorganisme.

Det er især nyttigt til krævende bakterier, mens det i hurtige bakterier kun kan bruges, hvis det suppleres med blod.

Kulturmedier til vedligeholdelse

Formålet med disse midler er at gengive mikroorganismen og også at opretholde levedygtigheden af bakterier eller svampe så længe som muligt og også at bevare dens fysiologiske funktioner.

Et vigtigt kendetegn er, at denne type medium ikke bør indeholde glukose, fordi selv om det er et element, der giver hurtig vækst, producerer dets fermentering også syrer, der reducerer mikroorganismens levetid.

Nogle laboratorier er nødt til at holde visse mikroorganismer levedygtige til senere brug i forskningsundersøgelser, intern kontrol eller til uddannelsesmæssige formål.

Forberedelse

I øjeblikket er der mange kommercielle mærker, der distribuerer de forskellige kulturmedier. Mediet kommer i frysetørret eller dehydreret form, indeholdt i lufttætte krukker og beskyttet mod lys.

Hvert medium leveres med en etiket, der angiver navnet på mediet, dets komponenter, partinummer og hvor meget man skal veje for at forberede en liter kulturmedium.

Destilleret vand anvendes som fortyndingsmiddel. Den vejede mængde opløses i en liter destilleret vand, indtil blandingen er homogeniseret. De fleste medier autoklaveres ved et tryk på 15 pund, 121 ° C temperatur, i 15 minutter.

Flydende medier autoklaveres allerede i deres respektive arbejdsrør, mens faste medier autoklaveres i Erlenmeyer-kolber.

Sidstnævnte får lov til at stå, indtil de når en temperatur på 55 ° C og serveres i Petri-skålene inde i en laminær strømningshætte eller i nærheden af Bunsen-brænderen. De overlades til at størkne og opbevares i køleskabet på hovedet.

Der er også faste kulturmedier, der er fordelt i rør, så de kan størkne enten i stutterier (lige) eller i fløjtsnæb (skråtstillet).

Inden der anvendes et forberedt kulturmedium, uanset om det er fast eller flydende, skal det hærdes, inden prøven sås.

Betydning

Kulturmedier er uden tvivl et meget værdifuldt arbejdsredskab for mikrobiologer, da de gør det muligt at genvinde det infektiøse middel, der på et bestemt tidspunkt kan have indflydelse på et individ eller forurene en mad, et miljø eller en overflade.

I denne forstand kan det siges, at mikrobiologi har forskellige områder, blandt dem er kliniske, industrielle, miljømæssige, fødevaremikrobiologi, blandt andre, og kulturmedier anvendes i dem alle.

Naturligvis kan typen af medium, der anvendes i hvert tilfælde, variere afhængigt af behovene og typen af forarbejdet prøve. Gruppen af mikroorganisme, der søgte, påvirkede også.

Isolering af den patogene eller kontaminerende-forårsagende mikroorganisme er vigtig for at være i stand til at implementere en effektiv behandling eller vedtage procedurer, der hjælper med at eliminere den pågældende forurenende stof.

I tilfælde af klinisk mikrobiologi er det ikke kun vigtigt at isolere mikroorganismen og identificere den (kender slægten og arten), men antiogrammet skal også udføres.

Denne undersøgelse, der også bruger et kulturmedium, giver os mulighed for at sige, hvilket antimikrobielt middel er følsomt, og hvilket er resistent eller kort sagt, hvilket kan bruges som en behandling, og som ikke kan.

Derfor kan kulturmedier generelt ikke mangle i et mikrobiologisk laboratorium uanset området.

Endelig kan det siges, at kulturmediet har gjort det muligt at undersøge forskellige aspekter af både bakterier og svampe.

Kvalitetskontrol af kulturmedier

Forberedelse og anvendelse af kulturmedier bør ikke ske let. I hvert laboratorium skal der være en afdeling, der anvender protokoller for kvalitetskontrol på medierne, hver gang der udarbejdes nye batches og således sikrer, at de er ordentligt forberedte, sterile og funktionelle.

For at vurdere deres sterilitet tages et eller to medier tilfældigt fra hver batch og inkuberes ved 37 ° C i flere dage (der skulle ikke være nogen vækst). Der bruges behørigt dyrkede og levedygtige ATCC (American Type Culture Collection) -stammer til at verificere deres funktion.

Bortskaffelse af kulturmedier

Efter brug af kulturmediet skal det bortskaffes på en sådan måde, at det ikke forurener miljøet.

Til dette steriliseres materialet i en autoklav, inden det kasseres. Derefter fjernes materialet fra glasvaren. Sidstnævnte vaskes, tørres, steriliseres og opbevares til senere anvendelse. I tilfælde af anvendelse af engangsplader steriliseres disse og kasseres senere i specielle poser.

Referencer

Borrego mikrobiologi i frimærker VIII. Robert Koch: Udholdenhedens triumf (I). Nyheder SEM 2018, 117 (1): 1-18 University of Malaga. Fås på: jornades.uab.cat/
Volcy C. Genesis og evolution af Kochs postulater og deres forhold til fytopatologi. En colombisk anmeldelse. 2008; 26 (1): 107-115. Tilgængelig på: scielo.org.co/
Burguet Lake Nancy, Abraham Lourdes Castle. Kvalitetskontrol af kulturmedier anvendt i miljøovervågning af klassificerede produktionsområder. Rev Cubana Hig Epidemiol 2013; 51 (2): 155-160. Fås i: scielo.
Bonilla M, Pajares S, Vigueras J, Sigala J, Le Borgne S. Didaktisk materialemanual til grundlæggende mikrobiologipraksis. Metropolitan autonome universitet. Afdeling for naturvidenskab og teknik. Cuajimalpa enhed. 2016. Tilgængelig på: cua.uam.mx/
Carbajal A. Cellekulturmedier: en anmeldelse. Labome Laboratoriernes verden. University of Pittsburgh Medical Center, USA. 2013 tilgængelig i: es /
Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Mikrobiologisk diagnose. 5. udg. Redaktionel Panamericana SA Argentina.
Forbes B, Sahm D, Weissfeld A. (2009). Bailey & Scott mikrobiologisk diagnose. 12 udg. Redaktionel Panamericana SA Argentina.

KULTURMEDIER: HISTORIE, FUNKTION, TYPER, FORBEREDELSE - BIOLOGI - 2025