Næringsmedium
Et næringsmedium , som et kulturmedium refererer til, brukes til dyrking av mikroorganismer , celler , vev eller små planter, slik som mosen Physcomitrella patens . Det skilles mellom flytende (for eksempel buljong, næringssuppe eller næringsoppløsning ) og gelerte (“faste”) næringsmedier ( næringsmedium ).
applikasjon
Flytende kulturmedier
Væskekulturmedier brukes
- for bioteknologiske produksjonsprosesser (se bioreaktor )
- for dyrking av eukaryote celler (se cellekultur , f.eks. DMEM og RPMI-1640 ) og mikroorganismer (se mikroorganismekultur ) for forskningsformål
- for dyrking av levende vev til medisinsk bruk (f.eks. hudtransplantasjoner )
- for påvisning eller forberikelse av mikroorganismer (se anrikingskultur )
- å teste for visse metabolske aktiviteter av mikroorganismer for deres identifikasjon (se Bunte-serien (laboratorium) )
- for kvantifisering av mikroorganismer i henhold til "Most Probable Number" -metoden (se MPN-metoden ).
Faste kulturmedier (gelkulturmedier)
Som faste kulturmedier refererer til kulturmedier, som er tilstede ved tilsetning av et geleringsmiddel i form av en gel. Faste næringsmedier brukes hovedsakelig til analyseformål, fordi de også muliggjør kvantifisering av mikroorganismer : Siden mikroorganismer ikke kan distribuere fritt i mediet, danner de en synlig koloni rundt hver mikroorganisme på eller i næringsmediet når de formerer seg . Antallet av disse koloniene vil derfor ideelt sett tilsvare det opprinnelige antallet mikroorganismer. Men siden en koloni også kan dannes av flere individer som ligger tett sammen, tilsvarer ikke antall kolonier det faktiske antallet mikroorganismer, men bare antall individer og mikroorganismer fordelt i grupper i eller på næringsmediet. Disse individer og grupper av individer blir referert til som CFU ( K olonie b ildende E nit, også cfu - c olony f orming u nits).
Faste næringsmedier brukes også hvis koloniene med et karakteristisk utseende som dannes på overflaten av næringsmediumgelen skal brukes til å karakterisere og identifisere mikroorganismer.
Semisolide kulturmedier
Halvfast næringsmedium brukes hovedsakelig i prøverør som rør i høyt lag , denne såkalte "myke agaren" inneholder mindre agar enn vanlig med et fast næringsmedium. Den kan brukes til å oppdage aktiv bevegelse gjennom flageller ( motilitet ) i mikroorganismer . Det brukes også til å skape en oksygengradient for å dyrke mikroaerofile organismer, som krever en lavere konsentrasjon av oksygen enn det som er tilstede i luften.
sammensetning
Den grunnleggende sammensetningen av et næringsmedium består vanligvis av en hoveddel av vann , en brukbar energikilde for den respektive organismen (se kjemotrofi ), for eksempel organiske forbindelser eller forbindelser som inneholder svovel , samt næringsstoffene som kreves av den (organisk eller uorganisk karbon , nitrogen , svovel og fosfat - Kilder så vel som andre essensielle næringsstoffer). Næringsstoffene kalles også substrater og i næringsmediet for heterotrofer er det for det meste karbohydrater ("sukker"), proteinhydrolysater ( peptoner ) og, om nødvendig, fettsyrer . I tillegg forsyner uorganiske salter organismen med vitale ioner, som f.eks B. ammonium , kalium , natrium , fosfat, sulfat og sporstoffer .
Følgende kan også inkluderes:
- Fargestoffer eller deres forløpere (mikroskopifargestoffer, kromogene substrater)
- Geleringsmidler (størkningsmidler), slik som agar-agar eller (sjeldnere) gelatin ,
- Hemmere ( f.eks. Antibiotika ) og selektive midler for å forhindre vekst av uønskede mikroorganismer (f.eks. Kloramfenikol for gjær / muggkulturmedier )
- Indikatorer for å vise endringer, for eksempel: B. for pH-verdien , men også for å vise visse metabolske produkter eller metabolske aktiviteter
- Bufferstoffer for å stabilisere den pH-
- Vekstfaktorer ( kalt supplines ) som hormoner, vitaminer og lignende.
For å produsere et næringsmedium blandes næringsstoffene og tilsetningsstoffene sammen i henhold til en oppskrift og oppløses i destillert eller demineralisert vann (om nødvendig med oppvarming med varm, flytende damp). Dette etterfølges av sterilisering (vanligvis ved oppvarming i en autoklav ). Termolabile tilsetningsstoffer som vil bli ødelagt av varmesterilisering, steriliseres mekanisk - for det meste ved steril filtrering med et membranfilter (sterilt filter) - og blir først tilsatt næringsmediet etter at det er varmesterilisert og avkjølt.
Faste kulturmedier inneholder minst 1% agar-agar, avhengig av oppskrift, konsentrasjonen varierer mellom 10 og 20 g agar / l dyrkningsmedium ( gram per liter ). For en såkalt “soft agar” er 1–4 g / l vanlig. Av historiske grunner blir vandige løsninger av komplekse, organiske substrater referert til som buljong , da de første næringsmediene av denne typen fremdeles ble produsert basert på suppeoppskrifter. Slike flytende medier har samme sammensetning som faste næringsmedier, bortsett fra at de ikke inneholder agar eller noe annet geleringsmiddel.
Klassifisering
Kulturmedier kan klassifiseres etter forskjellige aspekter:
I henhold til bruksområde
| beskrivelse | Solid medium | Flytende medium |
|---|---|---|
| inneholder | mest agar som geleringsmiddel | ingen geleringsmiddel |
| applikasjon | Når det gjelder faste medier, er fokuset på isolering og analyse av de respektive mikroorganismer, og det er derfor de også blir referert til som isolasjonsmedier. Ved kvantifisering av mikroorganismer brukes faste medier til å bestemme antall kolonier . | Flytende medier brukes som anrikningsmedium. De brukes også når større mengder av en kultur er påkrevd. Ved kvantifisering av mikroorganismer brukes flytende medier i titermetoden . |
I henhold til ingredienser
.jpg)
| beskrivelse | syntetisk medium | komplekst medium |
|---|---|---|
| Forklaring | De inneholder definerte konsentrasjoner av kjemisk nøyaktig definerte ingredienser. | Dette inneholder (også) komplekse, organiske komponenter som ikke er kjemisk nøyaktig bestemt. |
| inneholder f.eks. B. | D - glukose , ammoniumklorid (NH 4 Cl), magnesiumsulfat (MgSO 4 ), dikalium-hydrogenfosfat (K 2 HPO 4 ) | Pepton , kaseinhydrolysat, gjærekstrakt , kjøttekstrakt , blod |
| applikasjon | Syntetiske medier brukes spesielt til å velge bestemte typer mikroorganismer. Men de brukes også når identiske startbetingelser er viktige for gjentatte eksperimenter. | Komplekse medier (også kalt komplette medier) er mest brukt og tillater vekst av nesten alle heterotrofiske mikroorganismer. |
I henhold til ernæringsmessige behov
| beskrivelse | Minimal medium | Fullt medium |
|---|---|---|
| Forklaring | Den inneholder de absolutt nødvendige næringsstoffene for veksten av den aktuelle mikroorganismen ("livsnivå"), disse er kjemisk definert. | Den inneholder også vekstfremmende stoffer og supplerer. |
| inneholder f.eks. B. | D- glukose som karbonkilde, ammoniumioner som nitrogenkilde, sulfationer som svovelkilde | Pepton eller flere aminosyrer som en nitrogenkilde, svovelholdige aminosyrer som en svovelkilde |
| applikasjon | Sammensetningen av et minimalt medium må bestemmes empirisk eller være kjent, så det brukes til å velge og beskrive en viss mikroorganisme. | På grunn av de vekstfremmende komponentene den inneholder, er et komplett medium egnet for dyrking av mange mikroorganismer. Et komplekst medium er også et komplett medium. |
I henhold til arbeidsmengden
| beskrivelse | Klar blanding | Ferdig medium |
|---|---|---|
| Forklaring | Når det gjelder næringsmedier som brukes ofte, blir de faste komponentene inkludert geleringsmidlet satt sammen industrielt for å sikre at sammensetningen alltid forblir den samme. Slike ferdige blandinger er tilgjengelige som pulver, granuler , tabletter eller lyofilisat . | Når det gjelder det ferdige mediet, har mediet allerede blitt produsert industrielt og fylt i petriskåler eller rør. |
| applikasjon | Om nødvendig må disse ferdige blandingene bare oppløses i oppvarmet vann og steriliseres . | Det ferdige mediet kan brukes direkte uten videre forberedelse. |
I henhold til målet med etterforskningen
Medier brukes også til å velge mikroorganismer på grunnlag av visse egenskaper. Det er to tilnærminger til dette:
Selektive medier
Selektive medier tillater bare vekst av visse mikroorganismer som har spesielle egenskaper for å formere seg i dette mediet. Et eksempel er medier som er forsterket med antibiotika . I dem, kan bare de mikroorganismer som vokser, i strid med den brukte antibiotika resistente Are.
Differensielle medier
Differensielle medier (også kalt differensieringsmedier eller indikator kulturmedier) tillater vekst av flere mikroorganismer som brukes. Imidlertid er de sammensatt på en slik måte at de resulterende koloniene til de forskjellige mikroorganismer i utseende er forskjellige fra hverandre, slik at de kan differensieres. For eksempel kan bakteriestammer som er i stand til hemolyse på blodagar skille seg fra andre ved ryddingssonen rundt koloniene.
Differensialmedier inneholder ofte fargestoffer eller pH-indikatorer som kan brukes til å gjøre visse metabolske aktiviteter av mikroorganismer synlige. Eksempler på dette er nedbrytningen av et karbohydrat av mikroorganismer med syredannelse, pH-verdien senkes ( sur ), eller nedbrytningen av urea eller sitrat av bakterier; dette skaper alkaliske nedbrytingsprodukter og øker pH-verdien. Endringen i pH-verdien er indikert ved en fargeendring ved hjelp av en passende pH-indikator; dette fører til misfarging av mediet eller koloniene.
Et kjent medium som kombinerer begge disse prinsippene er MacConkey-agar . Den inneholder gallsalter og krystallfiolett og forhindrer dermed veksten av gram-positive bakterier og fungerer dermed som et selektivt medium. For sin effekt som et differensialmedium er laktose og nøytralrødt inkludert, slik at laktosefermenterende bakterier kan identifiseres ved hjelp av en fargeendring av pH-indikatoren nøytralrød. Et annet ofte brukt kulturmedium som fungerer både som et selektivt medium og som et differensialmedium er XLD-agar .
Replikering
Replica Plating (tysk til om Replikationsausplattierung ) betegner overføring av alle koloniene fra et fast næringsmedium til et annet fast medium for å oppnå arrangementet av de enkelte koloniene til hverandre. For dette formåletstrekkesen steril fløyelsduk overet Lederberg-stempel , som først overføres til en plate gjengrodd med kolonier og deretter på en ikke-gjengrodd tallerken ved forsiktig å trykke den på. Avtrykket lager en kopi av koloniene på det faste næringsmediet, som dyrkes for at koloniene skal vokse. Haugfibrene i fløyelen hindrer koloniene i å smøre. Før du brukte fløyel, ble kolonier overført med sterile tannpirker (ifølge E. Tatum) eller med sterilt filterpapir (ifølge N. Visconti).
Individuelle bevis
- ↑ Birgit Hadeler, Sirkka Scholz, Ralf Reski (1995) Gelrit og agar påvirker forskjellig en moses cytokininfølsomhet . Journal of Plant Physiology 146, 369-371.
- ↑ a b c d e f Eckhard Bast: Mikrobiologiske metoder: En introduksjon til grunnleggende arbeidsteknikker . 2. utgave. Spectrum Akademischer Verlag GmbH, Heidelberg / Berlin 2001, ISBN 978-3-8274-1072-6 .
- ↑ a b c Roland Süßmuth, Jürgen Eberspächer, Rainer Haag, Wolfgang Springer: Biokjemisk-mikrobiologisk internship . 1. utgave. Thieme Verlag, Stuttgart / New York 1987, ISBN 3-13-685901-4 , s. 12-15 .
- ↑ J. Lederberg , EM Lederberg: Replikering og indirekte utvalg av bakterielle mutanter. I: J Bacteriol. (1952), bind 63 (3), s. 399-406. PMID 14927572 ; PMC 169282 (fulltekst).
weblenker
- Media Index for BAM (liste over kulturmedier i den bakteriologiske analytiske håndboken). På: US Food and Drug Administration (FDA) nettsted . 16. mars 2013, åpnet 2. april 2013 .