Биохимическая идентификация бактерий с помощью тест-систем

Другие варианты подобных тест-систем предусматривают адсорбцию дифференцирующих субстратов на бумажных или полимерных носителях. Среди них распространены системы Auxtab, Minitek, Morlok, MICRO-ID.

Подобные системы удобны в пользовании, они позволяют одновременно исследовать широкий спектр микробных признаков, всегда готовые к использованию в любых микробиологических лабораториях, они простые и надежные, требуют небольших объемов посевного материала, потому экономят лабораторную посуду, пипетки. Компьютерная обработка полученных результатов дает возможность быстро определить и оценить вид неизвестного возбудителя.

Изготовление питательных сред. В состав любых сред входят преимущественно натуральные животные или растительные продукты и компоненты – мясо, рыбная мука, яйца, молоко, кровь, дрожжевой экстракт, картофель и тому подобное. Из них готовят специальные полуфабрикаты в виде экстрактов, настоев, ферментативних и кислотных гидролизатів (мясная вода, дрожжевой экстракт, триптичнийгидролизатХоттингера, пептон и другие), которые являются основой для последующего конструирования питательных сред. Кроме этого, в питательные среды добавляют разные неорганические соли в зависимости от потребностей микробной клетки. Как правило, концентрация хлорида натрия составляет 5, 0 г/л, KH2PO4 – 0, 2-0, 5 г/л, MgSO4·7H2O, другие соли добавляются из расчета 0, 001 г/л. В необходимых случаях к составу вводят углеводы (сахара, многоатомные спирты), аминокислоты в концентрации 0, 5-1, 0 %, а также витамины (до 0, 001 мг/мл).

Для обеспечения необходимой плотности среды используют агар-агар, который получают из морских водорослей. Он является удобным и необходимым компонентом сред, поскольку не потребляется бактериями как ростовой субстрат. Образовывая в воде гель, он плавится при температуре возле 100 °С, а густеет при 40 °С. Источником желатина являются богатые на коллаген субстраты. Среди них хрящи, сухожилия, кости и тому подобное. Гель, который получают в результате использования желатина, плавится при температуре возле 32-34 °С и застывает при 28 °С. Однако многочисленные микроорганизмы способны расщеплять желатин, потому использование последнего как наполнителя среды считается нецелесообразным. Чаще всего такие среды с желатином применяются для определения протеолитических свойств бактерий.

Изготовление питательных сред является сложным динамическим процессом, который нуждается во внимании бактериолога. Этот процесс состоит из нескольких основных этапов. Сначала к дистиллированной воде согласно с прописью добавляют необходимые сухие компоненты среды, тщательным образом перемешивают, растворяя при нагревании. Обязательно устанавливают рН среды, которую определяют или с помощью іонометра, или индикаторными бумажками. При этом следует обратить внимание, что после стерилизации реакция среды падает на 0, 2. Среды, которые содержат агар, фильтруют через ватно-марлевый фильтр в горячем состоянии, жидкие среды – через бумажные фильтры. Если есть необходимость, их освітляють осаждением или с помощью белка куриного яйца или сыворотки. Среды разливают в специальные матрасы, колбы, флаконы и закрывают ватно-марлевыми пробками с бумажными колпачками. В зависимости от состава среды используют разные режимы стерилизации. Да, среды, которые содержат углеводы, желатин стерилизуют в автоклаве 15 мин при температуре 112 °С или текучей парой при температуре 100 °С дробно. Среды без углеводов можно стерилизовать в автоклаве при 115-120 °С в течение 20 мин. Если в состав сред входят неустойчивые к температуре компоненты, такие, как нативний белок, сыворотка, мочевина, то они стерилизуются или фильтрованием через бактериальные фильтры, или их добавляют готовым в стерильную среду. Контроль стерильности сред осуществляют путем витримування их в термостате в течение нескольких суток при температуре 37 °С.

Приводим примеры изготовления некоторых простых питательных сред, которые чаще всего используются в микробиологической практике и могут быть основой для изготовления более сложных.

Мясная вода. Для ее изготовления используют свежую говядину, которую предварительно очищают от жира, фасций, сухожилий и тому подобное, разрезают на мелкие куски и пропускают через мясорубку. Полученный фарш заливают водопроводной водой в соотношении 1: 2, размешивают и на сутки оставляют в прохладном месте. Полученный настой кипятят в течение 30-60 мин, периодически снимая накипь, а затем отстаивают. Отделяют жидкость от фарша, фильтруют через фильтровальную бумагу или полотно и доливают водопроводной водой к первичному объему, потом разливают в флаконы и стерилизуют при 1 атмосфере (температура 120 °С) в течение 30 мин. Стерильная мясная вода прозрачна, имеет желтоватый цвет, а на стенках флакона и на дне образуется осадок из белков, которые свертывались. Потому при последующем использовании среды его опять фильтруют. Активная реакция среды – 6, 2.

Мясо-пептонныйбульйон (МПБ). Чтобы изготовить МПБ, к мясной воде добавляют 1 % пептону и 0, 5 % хлориду натрия, устанавливают необходимое рН с помощью 20 % раствору NAOH и кипятят 30-40 мин, постоянно перемешивая. Бульйон фильтруют через бумажный или полотняный фильтры, разливают в флаконы, пробирки, проверяют активную реакцию среды и стерилизуют при 120 °С в течение 20 мин.

М’ясо-пептоннийагар (МПА). К мясо-пептонного бульйону добавляют мелко нарезанный агар-агар (2-2, 5 %). Полученную смесь кипятят к растворению агар-агара, фильтруют, устанавливают рН и разливают в флаконы. Стерилизацию проводят в течение 20 мин при температуре 120 °С.

Среды с кровью, сывороткой или асцитическойжидкостью. Поскольку эти среды не могут долго сохраняться, их готовят непосредственно перед применением. Для этого к растопленному и охлажденному до 45-50 °С МПА додают стерильно 5-10 % свежей или дефибринированной крови барана, кролика или другого животного. Флаконы с агаром тщательным образом перемешивают и разливают в чашки Петри, следя за отсутствия пены.

Идентично готовят сывороточный (5-10 % сыворотки крови) или асцитичныйагар (25 % асцитичной жидкости).

Триптичнийперевар за Хоттингером. Бульйон из него более экономический чем другие мясо-пептонные среды, поскольку позволяет из одной порции мяса получить в несколько раз больше бульйона. В этой среде содержится большое количество аминокислот, следовательно, повышается его буферність, и за счет этого стабильнее является значение активной реакции среды.

Для изготовления перевара берут один килограмм мяса без сухожилий и жира, порезанный на мелкие куски размером до 1-2 см, окунают в кастрюлю с двойным объемом воды, которая кипит, и кипятят 15-20 мин, пока мясо не станет серым, что свидетельствует о коагуляции белков. Его вынимают из жидкости и пропускают через мясорубку. В жидкости, которая осталась, устанавливают рН 8, 0, опускают туда фарш и охлаждают до 40 °С. Потом добавляют 10 % (к объему жидкости) свежей поджелудочной железы, предварительно очищенной от соединительной ткани, жиру и дважды пропускают через мясорубку. Вместо железы используют сухой препарат панкреатина (0, 5 %). Полученную смесь тщательным образом взбалтывают и доводят рН до 7, 8-8, 0. Через 30 мин проверяют рН. Если активная реакция среды не изменяется в кислую сторону, это свидетельствует о недоброкачественности фермента. Когда рН среды стабилизируется, смесь переливают в большие бутыли, заполняя их на 1/3. Добавляют до 3 % хлороформу, закрывают посуду резиновими пробками и интенсивно взбалтывают для перемешивания жидкостей. Избыток паров хлороформа выпускают. Через 1-2 год опять проверяют рН среды, устанавливая его на 7, 4-7, 6. Полученную смесь оставляют при комнатной температуре сроком до 16 дней. В течение первых 3-4 дней ежедневно проверяют и корректируют рН среды, а также взбалтывают флаконы не меньше, чем 3 разы в сутки. Позже эту процедуру можно не проводить и взбалтывать среду следует не так часто. За 1‑ 2 дня до окончания цикла переваривания взбалтывания среды прекращают.

О завершенном качественном переваривании свидетельствуют просветления жидкости, которая приобретает соломенно-желтый цвет, а также образование на дне пылевидного осадка. Жидкость легко фильтруется, ее проверяют на наличие триптофана с помощью пробы с бромной водой (до 3-4 мл фильтрата добавляют 3-4 капли бромной воды). При наличии триптофана (до 2, 0-3, 0 г/л) цвет среды изменяется на розово-фиолетовый. Определяют общий азот, который в норме достигает 11, 0-12, 0 г/л, и аминный азот (до 7, 0-9, 0 г/л).

Гидролизат фильтруют через бумажный или полотняный фильтр, разливают в бутыли и автоклавують при 120 °С в течение 30 мин. В таком виде он может сохраняться длительное время.

Его используют для получения бульйонаХоттингера. С этой целью до 100-200 мл гидролизат у добавляют 800-900 мл дистиллированной воды, 0, 5 % хлориду натрия и 0, 2 % однозамещенного фосфорнокислого натрия. Доводят рН до 7, 4‑ 7, 6, разливают в флаконы и стерилизуют 20 мин при 120 °С.

Мясо-пептоннийагар на основе гидролизат уХоттингера готовят за рецептурой обычного МПА.

Сегодня, как правило, бактериологи пытаются пользоваться стандартными сухими питательными средами, которые выпускает бактериологическая промышленность. Такие среды позволяют существенно улучшить результаты микробиологических исследований и стандартизировать их.

Для культивирования бактерий широко применяют безбелковые среды, в которых хорошо растут много органотрофних, в том числе патогенных видов бактерий. В эти среды входят много компонентов.

Культивирование в синтетических средах с использованием метода меченых атомов дает возможность детальнее дифференцировать бактерии за характером их биосинтеза.

Для дифференциации прототрофних и ауксотрофних бактерий широко используют селективные среды. Прототрофы растут на минимальной среде, которая содержит только соли и углеводы, поскольку они сами могут синтезировать нужные им для развития метаболиты, тогда как ауксотрофы нуждаются в среде, которая содержит определенные аминокислоты, витамины и другие вещества.

На густых питательных средах бактерии образуют разные по форме и величине колонии — видимые скопления микроорганизмов одного вида, которые формируются в результате размножения из одной или нескольких клеток. Колонии бывают плоскими, выпуклыми, куполообразными, вдавленными, их поверхность — гладкой (S-фор-ми), шершавой (R-формы), исчерченной, бугорчатой, края — ровными, зазубренными, волокнистыми, бахромчатыми. Форма колоний также разнообразна: круглая, розеткообразная, звездчатая, деревовидная. По величине (диаметру) колонии разделяются на большие (4— 5 мм, средние (2—4 мм), мелкие (1—2 мм) и карликовые (меньше 1 мм).