KASVUALUSTAT: HISTORIA, TOIMINTA, TYYPIT, VALMISTELU - BIOLOGIA - 2026

Elatusaineet ovat erityisen ravintovalmisteet hyödyntämistä, eristäminen ja ylläpito bakteerien ja sienten mikro-organismeja. Nämä väliaineet voivat olla kiinteitä, nestemäisiä tai puolikiinteitä.

Louis Pasteur osoitti ensimmäisenä, että keitetyillä lihapaloilla valmistetussa liemessä sitä käytettiin bakteerien lisääntymiseen suuressa määrin, jotta lieme satoi. Tässä mielessä Pasteurin lihaliemeä pidetään ensimmäisenä nestemäisenä kasvualustana.

Raaka ja valmistettu viljelyalusta (kiinteä ja nestemäinen). Lähde: Flickr

Sitten Robert Koch edistyi yhteistyökumppaneidensa Julius Richard Petrin ja Walter Hessen avulla. Ensimmäinen suunnitteli Petrimalja, jota käytetään edelleenkin; ja toinen tapahtui hänelle korvaamalla gelatiini agar-agarille kiinteiden kasvatusväliaineiden valmistamiseksi, mikä oli erittäin merkityksellistä, koska jotkut mikro-organismit hajottivat gelatiinia.

Tällä hetkellä on monia viljelyväliaineiden luokkia, joilla on eri tarkoitus, siksi ne luokitellaan toiminnan mukaan: tärkeimmistä voimme mainita ravinto-, selektiivi-, differentiaali-, kuljetus-, rikastus- ja laskentaväliaineet. pesäkkeet, ylläpito ja herkkyystestaukset.

Jotkut viljelyalustat ovat erityisiä kemiallisten reaktioiden tarkkailemiseksi, ja ovat erittäin hyödyllisiä mukana olevien mikro-organismien tunnistamiseen. Niistä voidaan mainita muun muassa Kligler-alusta, MIO, LIA, sitraatti.

Historia

Ensimmäisen kasvualustan valmisti Louis Pasteur, kun hän yritti osoittaa, että mikrobien elämä ei ollut spontaanin muodostumisen tuotetta, mutta että mikro-organismit voivat moninkertaistua ja myös, että ne tulivat ilmasta.

Hän valmisti liemen lihapaloilla ja havaitsi, että muutaman päivän kuluttua altistumisesta ilmalle, se muuttui sameaksi ja liemessä oli huomattava määrä mikro-organismeja. Samanaikaisesti toinen liemi, jossa oli aiemmin keitettyjä ja hermeettisesti suljettuja lihanpaloja, pysyi läpikuultavina päivien kuluessa.

Tämä kiinnitti monien tutkijoiden huomion ja he tajusivat, että nämä mikro-organismit ovat vastuussa lihan hajoamisesta ja aiheuttavat myös joitain sairauksia.

Tästä syystä oli välttämätöntä luoda tapa näiden mikro-organismien lisääntymiseen laboratoriossa niiden tutkimiseksi edelleen.

Tässä mielessä Robert Koch antoi arvokkaan panoksen tiettyjen laboratoriotekniikoiden, erityisesti bakteerien eristämiseen liittyvien, tekniikoiden parantamiseen, kun hän esitteli kiinteän viljelyalustan käsitteen.

Aluksi hän käytti perunaviipaleita kiinteänä väliaineena, mutta myöhemmin hän lisäsi gelatiinia lihaliemeihin paremmin tuloksin. Oli kuitenkin aikoja, jolloin hyytelö sulaisi ja muuttuisi nestemäiseksi viljelmäksi. Nykyään tiedetään, että tämä tapahtuu, koska jotkut bakteerit kykenevät hydrolysoimaan gelatiinin.

Silloin yksi hänen yhteistyökumppaneistaan ​​esitti ajatuksen käyttää agar-agaria, yhdistettä, jota hänen vaimonsa käytti paksuuntumaan makeisiaan.

Tämä alkeellinen kasvualusta on vähitellen kehittynyt, kunnes se saavuttaa nykyään tunnetut kasvualustat.

Sävellys

Jokaisella väliaineella on erilainen koostumus, mutta on välttämätöntä, että se sisältää erityisiä ravintoaineita halutun mikro-organismin tyypin hyvälle kehitykselle.

Se voi myös sisältää erityisiä kemiallisia aineita, jotka auttavat paljastamaan tietyn kannan metaboolisen kulun tai osoittavat tiettyjen entsyymien läsnäolon.

Toinen tärkeä tekijä on puskuriaineiden käyttö. Ne auttavat ylläpitämään väliaineen osmoottista tasapainoa sekä pH: ta.

Ne voivat myös sisältää hiilihydraatteja ja pH-indikaattoria lisätyn sokerin käymisen osoittamiseksi. Elatusaineen värinmuutos havaitaan, jos käymisellä syntyy happamaisuutta.

Jotkut elatusaineet sisältävät estäviä aineita. Käytetystä aineesta riippuen joidenkin mikro-organismien kasvu rajoittuu ja muiden suositaan.

Elatusaineiden tyypit

Viljelyalustat luokitellaan erilaisten kriteerien perusteella. Nämä ovat: sen johdonmukaisuuden, koostumuksen ja toiminnan mukaan.

- Johdonmukaisuuden mukaan

nesteet

Ne eivät sisällä agar-agaria. Bakteerien tai sienten kasvusta ilmenee alun perin läpikuultavan liemen sameus.

vankka

Ne sisältävät 1,5 - 2% agar-agaria. Jähmettyneellä seoksella on pinta, joka kestää platinakahvan hienoa liikettä rikkomatta sitä.

Puolikiinteä

Ne sisältävät noin 0,5% agar-agaria, joten se on välitila nestemäisen ja kiinteän aineen välillä. Ihanteellinen mediassa, joka näkee liikkuvuuden. Niitä suositellaan myös kantojen säilyttämiseen, koska ne ylläpitävät kosteutta paljon kauemmin.

bifaasinen

Ne ovat väliaineita, jotka on valmistettu siten, että on kiinteä faasi ja tällä nestemäinen väliaine. Käytetään laajasti veriviljelmissä.

- Sen koostumuksen mukaan

Luonnolliset kasvualustat

Ne ovat aineita, jotka otetaan suoraan luonnosta bakteerien viljelyyn, mikä tarjoaa heille ympäristön, joka on niin lähellä sitä, kuinka ne normaalisti kehittyvät ekosysteemissä. Esimerkki: maito, mehut, laimennettu veri, seerumi jne.

Synteettiset kasvualustat

Niitä käytetään nykyään eniten, ne ovat kuivattuja väliaineita, jotka hankimme kaupallisissa taloissa ja joiden tiedetään olevan kaikki niiden kemiallinen koostumus, koska ne on suunniteltu strategisesti eristettävien mikro-organismien tyypin mukaan.

Puolisynteettinen kasvualusta

Se on synteettisen väliaineen yhdistelmä, johon lisätään luonnollinen alkuaine väliaineen rikastamiseksi.

Soluviljelyalusta

Ne ovat erityisiä väliaineita virusten kasvattamiseksi, koska nämä mikro-organismit eivät pysty selviämään solujen ulkopuolella, niiden on sisällettävä kudoksia tai eläviä soluja eläimestä tai kasvista.

Esimerkki: apinan munuaissoluviljelmät tai alkion munat.

- Hyödyllisyytensä mukaan

Ravitsemus-, selektiivi-, differentiaali-, kuljetus-, rikastus-, tunnistamis-, pesäkkeiden kvantifiointi-, ylläpito- ja herkkyystestausaineet. Ne kuvataan myöhemmin.

toiminto

Kasvatusväliaineen tyypistä riippumatta kaikilla on jotain yhteistä ja se on, että ne helpottavat tai edistävät tiettyjen mikro-organismien lisääntymistä. Ero on kunkin koostumuksessa, joka on määräävä tekijä lopullisella hyödyllisyydellä, joka heillä on.

Jokainen olemassa oleva viljelyväliaine on suunniteltu strategisesti sille erityiselle toiminnolle, jota varten se on luotu, eli niillä kaikilla on perusta, joka ohjaa heidän erityistoimintansa suuntaviivoja.

On huomattava, että kylvettyjen kasvualustojen on oltava alttiina eristettävien bakteerien tai sienten tyypille sopivissa lämpötiloissa ja happeissa.

Esimerkiksi, jos haluat eristää mesofiilisiä anaerobisia bakteereja, voit käyttää veriagaria ja inkuboida anaerobisissa olosuhteissa (ilman happea) 37 ° C: ssa 48 tunnin ajan.

Nyt, jos sieni on eristettävä, käytetään Sabouraud-agaria ja antibiootteja. Sitä inkuboidaan aerobioosissa huoneenlämpötilassa useita päiviä, koska jälkimmäiset kasvavat hitaasti.

Ravitseva yksinkertainen kasvualusta

Kuten nimensä osoittaa, nämä kasvatusväliaineet sisältävät ravintoaineita, kuten vitamiinien, aminohappojen, typen ja hiilen lähteitä, joukossa voimme mainita esimerkiksi: lihauutteen tai hiivauutteen, maissitärkkelyksen, haiman sulatuksen, peptonit, glukoosin, muiden joukossa.

Ne sisältävät myös muita komponentteja, jotka tarjoavat ympäristölle osmoottisen tasapainon, koska useimpien satojen pH vaatii lähellä arvoa 7,0. Nämä alkuaineet voivat olla: muun muassa natriumkloridi, dinatriumfosfaatti.

Laimennusaine on tislattua vettä ja kiinteissä väliaineissa on agar-agaria.

Näiden viljelyväliaineiden tarkoituksena on ottaa talteen bakteeri- tai sieni-mikrobioota, joka on tietyssä näytteessä. Se ei erota mikro-organismeja, koska se pystyy kasvattamaan suurta määrää bakteereja, sekä gram-positiivisia että gram-negatiivisia, samoin kuin hiiva- ja myseelisieniä.

Niitä suositellaan siemennettäessä näytteitä yleensä steriileistä paikoista. Ne eivät kuitenkaan sovellu vaativille mikro-organismeille.

Ne ovat hyödyllisiä myös kantojen ylläpitämisessä, kunhan ne eivät sisällä glukoosia.

Rikastetut kasvualustat

Jos verta tai lämmitettyä verta lisätään yksinkertaisiin ravintoalustoihin, niistä tulee rikastettuja väliaineita (vastaavasti veriagar ja suklaagar).

Nämä väliaineet ovat erittäin hyödyllisiä normaalisti steriilien näytteiden siementtämisessä, heikkojen kantojen pelastamiseksi ja ravitsemusta vaativien mikro-organismien eristämiseksi.

Selektiiviset kasvualustat

Selektiivisten viljelyalustojen lisäksi, että ne sisältävät välttämättömiä ravintoaineita tiettyjen mielenkiinnon kohteena olevien mikro-organismien kasvua varten, niihin lisätään myös estäviä aineita, kuten antibiootteja, sienilääkkeitä, väriaineita, sappisuoloja.

Inhibiittorien on tarkoitus vähentää kantojen moninaisuutta, jotka voivat kasvaa edistäen erityisen pelastettavan erityisryhmän kasvua.

Esimerkki: EC-lieme (erityinen kokonais- ja ulokoliformeille) tai Sabouraud-agar antibiooteilla (spesifinen sienille).

Erilaiset kasvualustat

Erotusalustat sisältävät ravintoelementtejä, jotka ovat välttämättömiä tietyn mikro-organismiryhmän kasvulle, ja sisältävät myös aineita, jotka tiettyjen mikro-organismien läsnäollessa metaboloituvat tai hajoavat.

Toisin sanoen ne tuottavat kemiallisia reaktioita, jotka tavalla tai toisella todistetaan kasvualustassa.

Jotkut reaktiot alkaloivat tai hapottavat väliainetta ja pH-indikaattorin läsnäolon ansiosta nämä muutokset voidaan todistaa värin muutoksella väliaineessa ja pesäkkeessä.

Siksi suuressa joukossa bakteereja, jotka kykenevät kasvamaan tässä väliaineessa, erotetaan bakteerit, jotka metaboloivat tai hajoavat ainetta, ja ne, jotka eivät, pelkästään seuraamalla pesäkkeen ja väliaineen väriä.

Esimerkiksi veriagarin avulla voidaan erottaa bakteerit, jotka aiheuttavat beeta-hemolyysiä (kirkas halo), bakteereista, jotka aiheuttavat alfa-hemolyysiä (vihertävä halo), ja bakteereihin, jotka eivät tuota hemolyysiä.

Valikoiva ja differentiaalinen media

Esimerkki tästä on se, mitä tapahtuu MacConkey-agarissa. Se on selektiivinen, koska se sallii vain gram-negatiivisten bacillien kasvun; ja se on differentiaalinen, koska laktoosia fermentoivat bakteerit (fuksiapesäkkeet) voidaan erottaa käymättömistä bakteereista (vaaleanpunainen tai väritön).

Kuljetusviljelyvälineet

Kuten nimensä perusteella voidaan päätellä, niitä käytetään kuljettamaan näytteitä, jotka on otettu enemmän tai vähemmän kauempana, näytteen käsittelevään laboratorioon. Kuljetusväliaine pitää näytteen parhaissa olosuhteissa, jotta saadaan luotettavia tuloksia.

Näillä elatusaineilla on hyvin erityisiä ominaisuuksia, koska niitä ei voida ylittää ravintoaineissa, koska läsnä olevan bakteeripopulaation on pysyttävä elinkykyisenä, mutta lisäämättä määrää.

Ne ovat yleensä puolikiinteitä väliaineita, joiden avulla näyte voi pysyä hydratoituneena. Näytteen saapumisesta laboratorioon ei kuitenkaan tulisi tehdä kompromisseja mahdollisimman pian. Esimerkkejä kuljetusvälineistä: Stuart medium, Cary Blair ja Amies.

Rikastamisalusta

Nämä elatusaineet ovat nestemäisiä. Niitä käytetään pelastamaan erityisiä patogeenejä, joita voi milloin tahansa olla näytteessä minimaalisena määränä.

On myös hyödyllistä pelastaa patogeeninen kanta, joka voi olla heikko, kaikesta aiemmasta saadusta hoidosta. Esimerkki: peptonivesi, tioglykollaattilieme ja seleniittilieme.

Näissä väliaineissa on estäviä aineita, jotka estävät mukana olevan mikrobioton kasvua, ja spesifisiä ravintoaineita, jotka edistävät mielenkiinnon kohteena olevan mikro-organismin kehitystä.

Elatusaineet tunnistamista varten

Nämä väliaineet sisältävät aineita, jotka tietyt bakteerit voivat metaboloida kemiallisesti, aiheuttaen kemiallisia reaktioita, jotka osoittavat tiettyjen entsyymien tai aineenvaihduntareittien läsnäolon.

Siksi niitä käytetään biokemiallisina testeinä, jotka auttavat tunnistamaan tietyn kantaryhmän suvut ja lajit. Esimerkki: Kligler-väliaine näyttää, pystyykö mikro-organismi fermentoimaan glukoosia ja laktoosia, jos se tuottaa rikkivetyä ja kaasua.

Tämä väliaine sisältää paljastavia aineita, jotka mahdollistavat reaktion tarkkailun, kuten pH-indikaattori ja rauta-ionit.

Tämä yksinkertainen testi voi erottaa kaksi suurta ryhmää bakteerimikro-organismeja, kuten Enterobacteriaceae-perheeseen kuuluvat bakteerit ns. Käymättömistä bakteereista.

Väliaine pesäkkeiden laskemiseksi

Nämä ovat yksinkertaisia, ei-selektiivisiä väliaineita, jotka toimivat mikrobipopulaation kvantifioinnissa, kuten tavallinen laskentaväliaine. Tyyppi mikro-organismista, joka kasvaa tässä väliaineessa, riippuu lämpötilasta ja happea säätelevistä olosuhteista.

Elatusaineet herkkyystestejä varten

Tätä tarkoitusta varten standardoitu väliaine on Müeller Hinton-agar, tämä väliaine on ihanteellinen erilaisten antibioottien käyttäytymisen arvioimiseksi eristettyä patogeenistä mikro-organismia vastaan.

Se on erityisen hyödyllinen vaatimattomissa bakteereissa, kun taas vaativissa bakteereissa sitä voidaan käyttää vain, jos sitä täydennetään verellä.

Elatusaineet ylläpitoa varten

Näiden keinojen tarkoituksena on lisääntyä mikro-organismi ja myös ylläpitää bakteerien tai sienten elinkykyä mahdollisimman pitkään ja myös säilyttää niiden fysiologiset toiminnot.

Tärkeä ominaisuus on, että tämäntyyppinen väliaine ei saisi sisältää glukoosia, koska vaikka se on alkuaine, joka tarjoaa nopean kasvun, sen käyminen tuottaa myös happoja, jotka vähentävät mikro-organismin elämää.

Joidenkin laboratorioiden on pidettävä tietyt mikro-organismit käyttökelpoisina myöhempää käyttöä varten tutkimuksissa, sisäisissä kontrolleissa tai koulutuksellisiin tarkoituksiin.

Valmistautuminen

Tällä hetkellä on olemassa monia kaupallisia merkkejä, jotka jakelevat erilaisia ​​viljelyvälineitä. Alusta on pakastekuivattua tai kuivattua, ilmatiiviissä purkeissa ja suojattu valolta.

Jokaisessa elatusaineessa on etiketti, jossa ilmoitetaan elatusaineen nimi, sen komponentit, erän numero ja kuinka paljon punnitaan litran elatusaineen valmistamiseksi.

Tislattua vettä käytetään laimentimena. Punnittu määrä liuotetaan yhteen litraan tislattua vettä, kunnes seos homogenoituu. Suurin osa elatusaineista autoklaavoidaan 15 kilon paineessa, 121 ° C lämpötilassa 15 minuutin ajan.

Nestemäiset väliaineet autoklaavoidaan jo jakautuneina vastaaviin työputkiinsä, kun taas kiinteät väliaineet autoklaavoidaan Erlenmeyer-pulloihin.

Viimeksi mainittujen annetaan seistä, kunnes ne saavuttavat 55 ° C: n lämpötilan, ja ne tarjoillaan Petri-maljoissa laminaarivirtauksen sisällä tai lähellä Bunsen-poltinta. Ne jätetään kiinteytymään ja säilytetään jääkaapissa ylösalaisin.

On myös kiinteitä viljelyväliaineita, jotka jakautuvat putkiin, jolloin ne voivat jähmettyä joko tapissa (suora) tai huilun nokassa (kalteva).

Ennen minkään valmistetun, kiinteän tai nestemäisen elatusaineen käyttöä, se on karkaistava ennen näytteen kylvöä.

Merkitys

Kasvatusväliaineet ovat epäilemättä erittäin arvokas työkalu mikrobiologeille, koska niiden avulla on mahdollista ottaa talteen tartunnantekijä, joka voi tietyllä hetkellä vaikuttaa yksilöihin tai saastuttaa ruokaa, ympäristöä tai pintaa.

Tässä mielessä voidaan sanoa, että mikrobiologialla on erilaisia ​​aloja, muun muassa kliininen, teollisuus-, ympäristö-, elintarvikemikrobiologia ja kaikissa niissä käytetään viljelyväliaineita.

Kummassakin tapauksessa käytetyn väliaineen tyyppi voi tietysti vaihdella tarpeiden ja käsitellyn näytteen tyypin mukaan. Mikro-organismiryhmä haki myös vaikutteita.

Patogeenisen mikro-organismin tai minkä tahansa kontaminaation syyn eristäminen on välttämätöntä, jotta voidaan toteuttaa tehokas käsittely tai toteuttaa menettelyjä, jotka auttavat poistamaan kyseisen epäpuhtauden.

Kliinisessä mikrobiologiassa ei ole tärkeää vain eristää mikro-organismi ja tunnistaa se (tuntea suku ja laji), vaan myös suorittaa antibiogrammi.

Tämä tutkimus, jossa käytetään myös viljelyväliainetta, antaa meille mahdollisuuden sanoa, mikä antimikrobinen aine on herkkä ja mikä resistentti tai lyhyesti sanottuna sitä, mitä voidaan käyttää hoitona ja mitä ei.

Siksi viljelyväliaineista ei yleensä voi puuttua mikrobiologialaboratoriosta, alueesta riippumatta.

Lopuksi voidaan sanoa, että viljelyalustat ovat mahdollistaneet tutkia sekä bakteerien että sienten erilaisia ​​näkökohtia.

Viljelyväliaineiden laadunvalvonta

Elatusaineiden valmistelu ja käyttö ei saisi tapahtua kevyesti. Jokaisessa laboratoriossa on oltava osasto, joka soveltaa väliaineille laadunvalvontakäytäntöjä joka kerta, kun uudet erät valmistetaan, ja varmistaa siten, että ne ovat asianmukaisesti valmistettuja, steriilejä ja toimivia.

Niiden steriiliyden arvioimiseksi otetaan yksi tai kaksi väliainetta satunnaisesti jokaisesta erästä ja inkuboidaan 37 ° C: ssa useita päiviä (kasvua ei pitäisi olla). Asianmukaisesti viljeltyjä ja elinkelpoisia ATCC (American Type Culture Collection) -rekisterikantoja käytetään niiden toiminnan tarkistamiseen.

Elatusaineiden hävittäminen

Viljelyväliaineen käytön jälkeen se on hävitettävä siten, että se ei saastuta ympäristöä.

Tätä varten materiaali steriloidaan autoklaavissa ennen sen hävittämistä. Tämän jälkeen materiaali poistetaan lasitavaroista. Jälkimmäinen pestään, kuivataan, steriloidaan ja varastoidaan myöhempää käyttöä varten. Jos käytetään kertakäyttöisiä levyjä, ne steriloidaan ja hävitetään myöhemmin erityispusseihin.

Viitteet

1. Borrego-mikrobiologia leimoissa VIII. Robert Koch: Sinnikkyyden voitto (I). Uutiset SEM 2018, 117 (1): 1-18 Málagan yliopisto. Saatavana osoitteessa: jornades.uab.cat/
2. Volcy C. Kochin postulaattien synty ja kehitys sekä niiden suhde fytopatologiaan. Kolumbian arvostelu. 2008; 26 (1): 107 - 115. Saatavana osoitteessa: scielo.org.co/
3. Burguet Nancy -järvi, Abraham Lourdesin linna. Luokiteltujen tuotantoalueiden ympäristön seurannassa käytettyjen kasvualustojen laadunvalvonta. Rev Cubana Hig Epidemiol 2013; 51 (2): 155 - 160. Saatavana: scielo.
4. Bonilla M, Pajares S, Vigueras J, Sigala J, Le Borgne S. Mikrobiologian peruskäytäntöjen didaktinen materiaalikäsikirja. Metropolitan autonominen yliopisto. Luonnontieteiden ja tekniikan osasto. Cuajimalpa-yksikkö. 2016.Saatavilla osoitteessa: cua.uam.mx/
5. Carbajal A. Soluviljelyalusta: katsaus. Labome Laboratorioiden maailma. Pittsburghin yliopiston lääketieteellinen keskus, Yhdysvallat. 2013 saatavilla seuraavalla kielellä: es /
6. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Mikrobiologinen diagnoosi. 5. toim. Toimituksellinen Panamericana SA Argentina.
7. Forbes B, Sahm D, Weissfeld A. (2009). Bailey & Scott: n mikrobiologinen diagnoosi. 12 toim. Toimituksellinen Panamericana SA Argentina.