IZOLACE MIKROORGANISMŮ: TECHNIKY A VÝZNAM - BIOLOGIE

Izolace mikroorganismů zahrnuje soubor technik používaných pro extrakci a oddělení druhů mikrobů zájmu z jejich přirozeného prostředí pro in vitro stanoviště. Tyto techniky jsou sadou mnoha základních a nezbytných nástrojů pro mikrobiologické studie.

Většina z mikroorganismů, které jsou známé a které byly definovány vědou, jsou ty, které bylo možné izolovat a uchovávat v nádobách, které částečně simulují vnitřní podmínky míst, kde žijí.

Typický obrázek kolonií bakteriálních mikroorganismů izolovaných na pevném médiu uvnitř Petriho misky (obrázek od nadya_il na www.pixabay.com)

Snad jedním z prvních mužů, kteří praktikovali izolaci mikroorganismů, byl Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723), který sbíral a izoloval vzorky mikrobů z velkého počtu míst a ekosystémů, aby je pozorně pozoroval pod stovkami mikroskopů, které navrhl..

Teprve v dobách vědců Louis Pasteur a Robert Koch se však v průběhu 19. století začaly provádět přísné postupy, které sloužily k izolaci specifických mikroorganismů, a to vše za účelem podrobného studia..

Na rozdíl od Leeuwenhoeku se tito vědci zaměřili na izolaci definovaných druhů od ostatních druhů mikrobů v životním prostředí. Kromě toho se zajímali o to, aby je udržovali naživu co nejdéle mimo jejich přirozené prostředí.

Dnes byly vyvinuty přesné techniky pro izolaci a růst mnoha různých mikroorganismů získaných z téměř jakéhokoli prostředí v biosféře.

Techniky izolace mikroorganismů

Všechny izolace mikroorganismů začínají sběrem vzorku ve volné přírodě, kde jsou nalezené mikroorganismy, které jsou předmětem zájmu. Těmito místy mohou být rány v živočišných nebo rostlinných tkáních, půdách nebo substrátech, louže, moře, povrchy, jako je kůže atd.

Vzorek se odebere dotykem nebo podepřením nádoby, která má médium s příslušnými požadavky na růst mikroorganismů na povrchu, od kterého je žádoucí izolovat. V tomto kontejneru získáte tzv. „Kulturu“ mikrobů.

Obecně je první plodinou získanou z přírodních stanovišť nepochybně „smíšená plodina“, to znamená, že je složena z velkého počtu různých druhů mikrobů.

Většina druhů mikroorganismů však může být v laboratoři izolována od sebe navzájem, přičemž se snaží získat kultury mikroorganismů, kde rostou pouze druhy, o které se jedná, nebo jinými slovy „čisté kultury“.

Proces, který se v podstatě provádí za účelem získání „čistých kultur“, je v podstatě tzv. „Izolací mikroorganismů“.

Existuje celá řada technik pro izolaci mikroorganismů a existují dokonce i specifické pro určitý typ mikroorganismů. V jiných případech je možné získat čistou kulturu pouze odebráním vzorku z přírodního prostředí.

Mezi nejpoužívanější izolační techniky k oddělení zájmového druhu vyskytujícího se ve smíšených kultivačních médiích patří:

Škrábance nebo šmouhy

Možná je to nejpoužívanější metoda izolace mikroorganismů. Tato technika spočívá v přípravě sterilního pevného média se všemi výživnými sloučeninami nezbytnými pro růst mikroorganismu ve skleněné nádobě, jako je Petriho miska.

Za použití jemného nástroje, obecně označeného, se dotkne mikroorganismus, který má být izolován ve smíšené kultuře, a pak se ve sterilním pevném médiu začne špička nástroje, s níž byl mikroorganismus dotknut, začít klouzat ze strany na stranu skrz celý poznávací značka.

To se provádí intenzivně tam a zpět přes povrch pevného nebo agarizovaného média, jako by to byl cik-cak. Obvykle se provádí, dokud není pokryta asi třetina průměru agaru na desce.

Fúze s médiem nebo povlakem

Pro tuto metodu se ředění média, ve kterém nashromážděné mikroby žijí, provádí do bodu, kdy zbývá jen několik stovek buněk pro každý mililitr média, kde byly zředěny.

Z tohoto ředění se odebere několik mililitrů a smísí se s médiem, které bude přidáno do nádoby, než ztuhne. Když se vytvoří směs mezi agarizovaným médiem a kapalným médiem, ve kterém jsou mikroorganismy, zůstávají ponořeny v médiu a jsou viditelné pouze do doby, než se proliferují jako kolonie.

Když se vyvíjí jako kolonie, je snazší je oddělit od zbytku mikroorganismů jinými metodami, jako je například poškrábání.

Sériová ředění

Tato metoda spočívá v přípravě sériových ředění média, ve kterém jsou mikroorganismy nalezeny. Příkladem jsou ředění, která jsou připravena k čištění bakterií Lactococcus lactis nebo Lactobacillus acidophilus, bakterií zodpovědných za výrobu sýrů a jogurtů.

Přibližně 1 ml se odebere z tuby obsahující kyselé mléko nebo předem fermentovaný jogurt a tento mililitr se naočkuje do sterilního mléka bez mikroorganismů. Později se odebere přibližně mililitr uvedeného mléka a proces se opakuje.

Toto se opakuje přibližně třikrát nebo čtyřikrát za sebou, takže je velmi pravděpodobné, že se získá Lactococcus lactis nebo Lactobacillus acidophilus v médiu izolovaném od kontaminantů, které mohou představovat jiné mikroby.

Podrobná fotografie místa a typické materiály pro izolaci mikroorganismů (Obrázek Sintija Valucka na www.pixabay.com)

Postup obohacení

Tato metodika je dosažena pěstováním mikroorganismů v kultivačním médiu s podmínkami, které stimulují nebo usnadňují růst sledovaného druhu, a v mnoha případech za podmínek, které inhibují růst jiných kontaminujících mikroorganismů.

Bakterie rodu Salmonella rostou v kultivačním médiu obohaceném selenitem, protože tyto mikroorganismy transformují selenit na selen, aby jej metabolizovaly. Selenit v médiu ztěžuje asimilaci živin pro jiné mikroorganismy než salmonely.

Unikátní nebo exkluzivní technika

Toto je možná nejobtížnější a nejméně účinná technika izolace mikrobů. To zahrnuje umístění kapky média (vzorku), kde jsou mikroorganismy umístěny na sterilní krycí sklíčko, a pak umístění na mikroskopické jeviště.

Později se při pozorování odstraní jedna buňka pomocí sterilní mikropipety. Kapka se umístí na další sterilní krycí sklíčko, které se inkubuje při vhodné teplotě pro mikroorganismus. Nakonec se pod mikroskopem znovu pozoruje růst.

Pokud se z jednotlivých buněk odebraných při opětovném pozorování vyvinuly nové buňky, přidají se do sterilního kultivačního média, aby se získala zcela izolovaná čistá kultura.

Zakázkové techniky

Na planetě Zemi je nespočet různých mikrobů, které jsou rozptýleny téměř ve všech známých ekosystémech. Některé mikroorganismy jsou známé jako Extremofily a vyžadují jedinečné podmínky pro jejich vývoj a růst.

Tyto extrémní podmínky jsou výhodné i nevýhodné pro izolaci, protože ačkoli umožňují pouze růst těchto mikroorganismů, může být obtížné znovu vytvořit in vitro.

Důležitost

Izolace mikroorganismů představuje jeden z nejdůležitějších pokroků v oblasti vědy a medicíny. To umožnilo lidstvu studovat a vyvinout účinnou léčbu proti různým mikrobiálním patogenům.

V současné době je jisté, že mikroorganismy tvoří nezbytnou součást všech ekosystémů, takže dosažení izolace některých z nich s relativním významem pro člověka umožňuje vědcům je intenzivně studovat, aby bylo možné porozumět hloubce jeho role v každém ekosystému.

Reference

De Kruif, P. (1996). Lovci mikrobů. Houghton Mifflin Harcourt.
López, MJ, Nichols, NN, Dien, BS, Moreno, J., & Bothast, RJ (2004). Izolace mikroorganismů pro biologickou detoxikaci lignocelulózových hydrolyzátů. Applied Microbiology and Biotechnology, 64 (1), 125-131.
Spigno, G., Tramelli, L., Galli, R., Pagella, C., & De Faveri, DM (2005). Biofiltrace dichlormethanových par: izolace mikroorganismů.
Tresner, HD, a Hayes, JA (1970). Vylepšená metodika izolace půdních mikroorganismů. Appl. Environ. Microbiol. 19 (1), 186-187.
Willey, JM, Sherwood, L. a Woolverton, CJ (2009). Prescottovy principy mikrobiologie. Boston (MA): McGraw-Hill Higher Education.

IZOLACE MIKROORGANISMŮ: TECHNIKY A VÝZNAM - BIOLOGIE - 2025