Механические и биологические методы выделения чистых культур аэробных и факультативно-анаэробных бактерий

Механические методы выделения чистых культур аэробных ифакультативно-анаэробных бактерий основаны на механическом разобщении бактериальных клеток на поверхности твердых питательных сред (рис.7). Чистая культура — это популяция микроорганизмов одного вида. К механическим методам относятся:

1) метод Дригальского – это качественный метод, широко применяется для бактериологической диагностики инфекционных заболеваний;

2) метод пластинчатых разводок Коха – это количественный метод, применяется в санитарной микробиологии;

3) метод клонов – получение колоний из одной бактериальной клетки (клонирование).

Биологические методы – методы, основанные на биологических свойствах бактерий:

1)метод Щукевича. Исследумый материал засевают в конденсационную воду скошенного МПА. Данный метод культивирования применяется при подозрении на инфицирование бактериями рода Proteus (P. vulgaris). В случае роста P. vulgaris обнаруживается ползучий рост – рост по всей поверхности агара за счет выраженной подвижности (рис. 8).;

2) бактериостатический метод, основанный на различном действии некоторых химических веществ (например, 5% серная кислота быстро убивает большинство микробов, а микобактерии туберкулеза выживает в этих условиях) и антибиотиков на бактерии (например, небольшие концентрации пенициллина задерживает рост грамположительных бактерий и не влияет на грамотрицательные;

3) метод прогревания. При прогревании исследумого материала при 80°С в течение 10-15 минут вегетативные формы бактерий погибают, а споры сохраняются;

4) метод обогащения. Исследумый материал засевают на элективные питательные среды, способствующие росту определенного вида микроорганизмов. Например, культивирование стафилококков на желточно-солевом агаре.

5) культивирование в организме лабораторных животных, например, выделение чистой культуры возбудителя чумы (Y. рestis) из материала, загрязненного посторонней микрофлорой, возбудителя туляремии (Fr. tularensis). Бактериологическая диагностика туляремии имеет существенную особенность – выделить возбудителя от больного человека непосредственными высевами не удается, тат как накопление микроба в крови и тканях больных крайне незначительно, поэтому бактериологическое исследование начинают с заражения лабораторных животных, то есть с обогащения биологическим способом.

6) культивирование вирусологическими методами (заражение куриного эмбриона, тканевых культур, чувствительных животных) облигатных внутриклеточных паразитов: риккетсий, хламидий, факультативных паразитов. Например, микоплазмы – мембранные паразиты, очень требовательны к питательным средам, растут на сложных питательных средах с добавление холестерина, жирных кислот, белка, углеводов и др., растут медленно, образуют колонии, напоминающие «яичницу – глазунью», то есть более гомогенным приподнятым центром и ажурными плоскими полупросвечивающими краями (рис.9). Можно их культивировать на клеточных культурах и куриных эмбрионах.

Метод Дригальского

Цель метода: Выделение чистой культуры аэробных и факультативно-анаэробных бактерий и их идентификации.

Исследуемыми материалами могут быть мокрота, гной, испражнение и др. в зависимости от локализации возбудителя инфекционного заболевания. Метод проводится в 4 этапа, при выделении гемокультуры – 5 этапов. Выделение чистой культуры аэробных и факультативно-анаэробных бактерий изучаем на примере выделения чистой культуры кишечной палочки (E coli) из ее смеси со стафилококком.

1-й этап.Получение изолированных колоний. Колонии – это размножившиеся особи одной бактериальной клетки, выросшие на поверхности твердой питательной среды в виде изолированного скопления.

Ход работы:

а) приготовление мазков из данной смеси микробов и окраска по Граму. Под микроскопом видны грамотрицательные кишечные палочки и грамположительные стафилококки ;

б) рассев смеси на чашку с МПА шпетелем (рис.10). Мы засеваем несколько измененным методом Дригальского. Вместо 3-х чашек с МПА берем одну. На поверхность питательной среды в чашке наносят петлёй каплю исследуемого материала в 3-х точках: первые две точки – ближе к стенке чашки, а третью точку – в центре, которую растирают прокаленным и охлажденным шпателем сначала в одном направлении, затем перпендикулярно в другом направлении (рис.11). Чашку надписывают (фамилия студента, номер группы, дата) и ставят в специальный цилиндр вверх дном, чтобы образующиеся капельки паров воды, попадающие на крышу, не стекали на поверхность среды и не размазывали посева;

Рис.11.

в) инкубация посева в термостате при 37⁰ в течение 18-24 часов.

2-й этап.Выделение чистой культуры, то есть культуры, содержащей одного вида бактерий.

Ход работы:

а) макроскопическое изучение колоний по величине, форме, окраске, характеру поверхности и краев, консистенции, структуре и размеру.

Просматривают чашку (не открывая) со стороны дна в проходящем свете, держа ее на уровне глаз на расстоянии 20-30 см. Видно, что посев смеси дал рост неоднородных колоний. Колонии стафилококка выпуклые, гладкие, блестящие, с ровным краем, размером 1-4 мм в диаметре, прозрачные, золотистые или белого цвета (рис.12). Колонии кишечной палочки слабовыпуклые, полупрозрачные, сероватого цвета, с ровным краем и гладкой блестящей поверхностью, размером 2-3 мм в диаметре (рис.13).

Колонии можно просмотреть с помощью лупы или под микроскопом (при малом увеличении) при этом лучше видна разница в структуре колоний;

б) микроскопическое исследование колоний.

Выбирают изолированные колонии того и другого микроба, из части каждой колонии делают мазки, окрашивают их по Граму и микроскопируют. Убеждаются, что золотистого цвета колонии содержат стафилококки - кокки располагаются скоплениями, грамположительны (рис.14), а серого цвета колонии - кишечные палочки, беспорядочно расположенные, грамотрицательные (рис.15);

в) остатки колоний кишечной палочки и стафилококков пересевают в пробирки с косым агаром. К пробиркам прикрепляют этикетку с указанием даты посева, группы, фамилии студента;

г) инкубация посевов в термостате при 37⁰ в течение 18-24 часов.

3-й этап. Идентификация выделенной чистой культуры.

Ход работы:

а) макроскопическое определение роста культуры на скошенном МПА. Стафилококк на скошенном агаре растет в виде прозрачного налета золотистого или белого цвета, кишечная палочка - в виде сочного, блестящего, полупрозрачного налёта серого цвета;

б) проверка чистоты культуры. Готовят мазок, окрашивают его по Граму и просматривают под микроскопом (не менее 10 полей зрения). Во всех полях зрения чистая культура должна быть однородной морфологически и тинкториально;

в) идентификация выделенной чистой культуры бактерий проводится по биохимическим, антигенным свойствам, фагочувствительности, токсигенности (вирулентности) и по генетической структуре.

Идентификация E.coli по биохимическим признакам:

а) идентификация по сахаролитической активности E.coli проводится по изменению короткого «пестрого» ряда, который включает в себя среды Гисса (МПБ, 0,5% углеводов: лактозы, сахарозы, глюкозы, мальтозы, маннита и индикатр Андреде-кислый фуксин; в каждую пробирку помещают « поплавок» - стеклянные трубочки, запаянные с одного конца для улавливания газа; покраснение среды является показателем образования кислоты при ферментации углеводов). Исследуемую культуру засевают на среды «пестрого» ряда и инкубируют при 37⁰ в теч. 18-24 часов. E.coli ферментирует всех углеводов короткого «пестрого» ряда до кислоты и газа, за исключением сахарозы (рис.16) и в отличие от других представителей семейства Enterobacteriaceae, например, возбудителей брюшного тифа и паратифов А и В: S. typhi, S.P.A и S.P.B. S. typhi ферментирует всех углеводов короткого «пестрого» ряда до кислоты за исключением сахарозы и лактозы (рис.17), паратифозные палочки - тех же углеводов, но с образованием кислоты и газа.

б) идентификация по протеолитической активности.

Разложение микробами белка сопровождается образованием индола, сероводорода, аммиака.

Реакция на сероводород.Исследуемую культуру засевают в МПБ, под пробкой укрепляют полоску бумаги, пропитанной ацетатом свинца. Почернение бумаги после инкубации при 37⁰ в течение 2-3 суток свидетельствует о наличии сероводорода. E.coli не образует сероводород в отличие от возбудителей брюшного тифа и паратифа В.

Проба на индол: Способ Эрлиха: в пробирку с культурой бактерий прибавляют 2-3 мл эфира, содержимое энергично перемешивают и добавляют несколько капель реактива Эрлиха (спиртовой раствор парадиметиламидобензальдегида с хлороводородной кислотой). В присутствии индола наблюдается розовое окрашивание; при осторожном наслаивании образуется розовое кольцо.

Идентификация стафилококков по биохимическим признакам:

а) определениекаталазной активности

На предметное стекло наносят каплю 1-3% раствора пероксида водорода и вносят в нее петлю с бактериальной культурой. Каталаза разлагает пероксид водорода на кислород и воду. Выделение пузырьков O₂ свидетельствует о наличии у данного вида бактерий фермента каталазы. Каталазной активностью обладают стафилококки в отличие от стрептокков;

б) определение плазмокоагулазной активности.Плазмокоагулаза – фермент S.aureus сворачивающий фибрин за счет активации предшествующего в плазме крови протромбина, тем самым, защищая бактерии от клеточных и гуморальных факторов иммунитета.

В пробирку с цитратной плазмой вносят исследуемую культуру, помещают в термостат при (37 +/- 1) °С и через 1, 2, 3, 18 и 24 ч проверяют наличие свертывания плазмы. Реакция считается положительной независимо от степени свертывания плазмы. S.аureus обладает плазмокоагулазной активностью в отличие от других стафилококков.

4-й этап.Учет результатов идентификации и оформление заключения о виде.

Например, выделена чистая культура E.coli (S. аureus), идентификация проведена по морфологическим, тинкториальным, культуральным, биохимическим, антигенным свойствам, токсигенности (вирулентности), фагочувствительности и по генетической структуре.