Исследования бактерий требуют скрупулезной работы с многочисленным оборудованием и инструментарием. Чтобы микроорганизмы в лабораторных условиях максимально быстро размножались и могли поддерживать нормальную жизнедеятельность, используются специальные среды питательные. Их состав и биофизические условия подходят для активного роста бактериальной культуры.
Питательные среды. Микробиология и другие области применения
Колонии бактерий в лабораторных условиях выращиваются на чашках Петри, которые заполнены желеобразным или полужидким содержимым. Это и есть среды питательные, состав и свойства которых максимально приближены к естественным для качественного роста культуры.
Применяются такие среды в микробиологических исследованиях и в медицинских диагностических лабораториях. Последние ведут работу чаще всего с мазками патогенных или условно-патогенных бактерий, систематические положение которых определяются непосредственно в учреждении.
Естественные и синтетические среды
Основное правило работы с бактериями – это правильный подбор питательной среды. Она должна подходить по многочисленным критериям, среди которых содержание микро- и макроэлементов, ферментов, постоянное значение кислотности, осмотического давления и даже процент кислорода в воздухе.
Среды питательные классифицируются на две большие группы:
- Естественные среды. Готовятся такие смеси из природных компонентов. Это может быть речная вода, части растений, навоз, овощи, растительные и животные ткани, дрожжи и т. д. Такие среды характеризуются высоким содержанием природных химических веществ, многообразие которых способствует росту культуры бактерий. Несмотря на такие очевидные преимущества, естественные среды не позволяют вести специализированные исследования с конкретными штаммами бактерий.
- Синтетические среды. Они отличаются тем, что их химический состав известен в точных соотношениях всех составляющих. Такие среды готовятся для определенной культуры бактерий, метаболизм которой заранее известен исследователю. Собственно, по этой причине возможно приготовить подобную синтетическую среду для развития микроорганизмов. Применяются они для анализа жизнедеятельности бактерий. Например, можно узнать, какие вещества они выделяют в окружающую среду и сколько. На естественных средах микроорганизмы также будут расти, но отслеживать какие-то количественные изменения в составе невозможно из-за незнания изначальных пропорций веществ.
Дифференциально-диагностические среды
В работе с бактериями могут использоваться не только обычные питательные среды. Микробиология – обширная наука, и поэтому при проведении исследования иногда нужно сделать отбор микроорганизмов по какому-либо признаку. Использование дифференциально-диагностических сред в лаборатории дает возможность отобрать нужные колонии бактерий на чашке Петри по биохимическому признаку их жизнедеятельности.
В состав таких сред всегда входят следующие компоненты:
1. Питательные элементы для роста клеток.
2. Анализируемый субстрат (вещество).
3. Индикатор, который будет давать характерную окраску при протекании определенной реакции.
Примером может служить дифференциально-диагностическая среда питательная «Эндо». Она используется для отбора колоний бактерий, которые могут расщеплять лактозу. Изначально такая среда имеет розоватую окраску. Если колония микроорганизмов не способна расщеплять лактозу, она принимает обычный белый цвет. Если же бактерии могут расщеплять этот субстрат, они окрашиваются в характерный ярко-красный цвет.
Элективные среды
В диагностических лабораториях часто ведется работа с мазками, в которых содержится много различных видов бактерий. Очевидно, что для качественной работы необходимо каким-то образом отобрать нужные нам колонии из десятков посторонних. Здесь может помочь питательная среда для бактерий, состав которой идеально подобран для жизнедеятельности только одного вида микроорганизмов.
Например, такая элективная среда пригодна только для размножения кишечной палочки. Тогда из посева множества бактерий на чашке Петри мы увидим только колонии той самой кишечной палочки и никакие больше. Прежде чем приступать к работе, необходимо хорошо знать метаболизм исследуемой бактерии, чтобы удачно ее отобрать из смеси других видов.
Твердые, полужидкие и жидкие питательные среды
Бактерии могут выращиваться не только на твердых субстратах. Среды питательные отличаются между собой по агрегатному состоянию, что зависит от состава при изготовлении. Изначально все они имеют жидкую консистенцию, а при добавлении желатина или агара в определенном процентном соотношении смесь застывает.
Жидкие питательные среды обычно находятся в пробирках. Если появляется необходимость выращивать бактерии в таких условиях, добавляют раствор с пробой культуры и ждут 2-3 суток. Результат может быть различным: выпадает осадок, появляется пленка, плавают мелкие хлопья или образуется мутный раствор.
Плотная питательная среда часто используется в микробиологическом исследовании для изучения свойств колоний бактерий. Такие среды всегда прозрачные или полупрозрачные, чтобы была возможность правильно определить цвет и форму культуры микроорганизмов.
Приготовление питательных сред
Очень просто готовятся такие субстраты, как мясопептонные смеси на основе бульона, желатина или агара. Если нужно сделать твердый или полужидкий субстрат, в жидкость добавляют соответственно 2-3% или 0,2-0,3% желатина или агара. Они играют главную роль в затвердевании смеси, но никак не являются источником питательных веществ. Таким образом, и получают среды питательные, которые пригодны для роста бактериальной культуры.
