Как создать питательную среду для выращивания бактерий

Статьи

Как вырастить колонии бактерий в чашке Петри в домашних условиях

У Вас появился инвертированный биологический микроскоп Эврика 40х-320х! Вы изучили под ним воду из канавы, воду из вазы с букетом цветов… Вы посмотрели все, что можно было быстро налить в чашечку Петри. Что же теперь? Давайте попробуем провести настоящие научные исследования. От Вас потребуется терпение, время и фантазия.

Мы вырастим колонии бактерий в чашечке, которая идет в комплекте с микроскопом. Вы можете приобрести несколько чашек, чтобы выращивать несколько разных колоний одновременно. Думаю, Вы будете поражены разнообразием бактерий, которые окружают нас.

Будьте осторожны! Эти опыты рекомендуются для детей старше 8 лет и только под наблюдением взрослых! Опыты включают использование кипящей воды и хлорки. Взрослый контроль обязателен!

• Порошок агар-агар. Он продается в продуктовых магазинах в том же отделе, где ванилин, желатин, корица и другие вкусности для выпечки.

• 1 чайная ложка сахара.

• Маленькая кастрюлька или ковшик для кипящей смеси.

• Инкубатор. В качестве инкубатора мы будем использовать какое-нибудь теплое место. Зимой удобно использовать место рядом с обогревателем. А летом, когда батареи выключены, можно использовать место за холодильником.

Для начала не забываем пригласить взрослого человека присоединиться к нашему опыту. Нам очень потребуется его помощь.

1. Наливаем воду в кастрюлю (ковшик) и доводим до кипения. Растворяем сахар в этой воде.

2. Добавляем порошок агар-агар в кипящую воду и перемешиваем в течение минуты, пока он полностью растворится.

3. Охлаждаем смесь в течение нескольких минут. Во-первых, смесь должна быть еще горячей, чтобы избежать установки желе прямо в кастрюле. А во-вторых, нам необходимо предотвратить загрязнение нашей смеси бактериями из воздуха. Наши домашние условия далеки от стерильности, но мы постараемся избежать лишних загрязнений.

4. Открываем чашку Петри. И сразу просим взрослого помощника налить на ее дно горячую смесь из кастрюльки. Заранее открывать не надо, чтобы лишние бактерии не мешали нашему опыту.

5. Накрываем крышкой чашку Петри и убираем ее в холодильник примерно на 4 часа. За это время установится желе.

6. Теперь пришло время собирать бактерии и выращивать колонии на агар-агаре в чашке Петри.

Примечание: чашки Петри с застывшим агар-агаром можно хранить в холодильнике в течение 1-2 месяцев перед использованием. Нужно их перевернуть, чтобы конденсат не испортил подготовленную питательную среду.

7. Бактерии собрать не трудно, потому что они есть повсюду. Берем чистую ватную палочку и проводим ею там, где хотим найти бактерии – на грязной посуде или под ногтями на руках, или на земле, или на ручке двери, или на мобильном телефоне, или на клавиатуре. Потом аккуратно проводим этой палочкой по застывшему агар-агару в чашке Петри.

8. Закрываем чашки Петри крышками и заклеиваем скотчем. Чтобы не перепутать чашки, наклеиваем на них наклейки с надписями (откуда были собраны бактерии). Переворачиваем и убираем в инкубатор (теплое темное место). Переворачивать нужно для того, чтобы капли, которые могут образоваться на крышке от испарения, не падали на наш объект исследования. Оставляем на несколько дней.

9. Через несколько дней можно наблюдать под микроскопом, что происходит в чашке Петри. Мы увидим, как начали расти колонии. Раз в день или раз в несколько дней можно проверять, какие происходят изменения.

10. Хотя бактерии, которые мы собрали дома, вероятно, будут безвредными, предосторожность не помешает. Нам снова потребуется помощь взрослого, поскольку пластмассовую чашку Петри нужно хорошенько вымыть хлорным раствором, и только потом утилизировать. Если у Вас стеклянная чашка Петри, то ее можно использовать повторно после стерилизации. Напомните Вашему взрослому помощнику о необходимости надеть резиновые перчатки. Ни в коем случае не работайте с хлоркой самостоятельно!

Если опыт не получился с первого раза, не отчаивайтесь. Попросите совета у учителя биологии в школе. Некоторые виды бактерий любят животную среду, и для них нужно добавить в агар-агар питательную среду, например говяжий бульон. Другие бактерии хорошо размножаются на растительно среде, для них можно добавить картофельный отвар.

Почему это происходит?

Бактерии настолько малы, что их нельзя увидеть невооруженным глазом. Но если их поместить на питательную среду и создать им комфортные условия для размножения, то каждая бактерия вырастает в колонию из тысячи бактерий. И вот колонию уже можно разглядеть в микроскоп. Вырастить бактерии может оказаться не просто. Поэтому не сдавайтесь, если ваши первые попытки потерпят неудачу. Но когда опыт будет удачным, подсчитайте количество колоний и обратите внимание на различия в цвете, форме и размере. Где Вы обнаружили больше бактерий? Попробуйте в середину растущей колонии добавить капельку дезинфицирующего средства для рук или средство для мытья унитаза. Произойдут ли изменения в росте и форме колонии?

Источник

Строим дом для бактерий

Строим дом для бактерий

Знаете ли вы, сколько бактерий обитает на ваших ладонях? А на крышке телефона? А на каком-нибудь предмете, которым вы пользуетесь каждый день и, как вам кажется, содержите в чистоте? Нет? Хотите посмотреть? Предлагаем доступный способ увидеть мир, обитающий на кончиках пальцев.

Что понадобится

1. Бульон:

• жирное мясо (50 г);
• вода (0,5 л);
• пакетик агара (это вещество выделяется из красных и бурых водорослей, продаётся в некоторых продуктовых магазинах в виде порошка).

2. Стерильные чашки Петри (5–10 шт.):

Это такая стеклянная или пластиковая лабораторная посуда, состоящая из двух плоских чашек, которые входят друг в друга. Такое строение служит для защиты от внешних загрязнений или газов, выделяемых самими колониями бактерий. Чашки Петри продаются в большинстве аптек, стоят дёшево.

3. Холодильник.

4. Термометр.

5. Ватные палочки (20 шт.).

6. Антибактериальное мыло (для проверки).

7. Маска, перчатки.

8. Раствор хлора, например жидкость «Белизна» (0,5 л).

Последовательность действий

Строим дом

1. Подготовьте среду для роста и размножения будущих бактерий: сварите мясной бульон. Лучше поварить мясо подольше, чтобы получилось наваристее.

2. Добавьте в сваренный бульон агар из расчёта 1/2 чайной ложки (1,2 г) на каждые 1/4 стакана (60 мл жидкости). Это количество подходит для одной чашки Петри.

3. Разогрейте вашу свесь в микроволновке, доведите до кипения, и дождитесь, пока весь порошок агара не растворится. После этого остудите.

4. Возьмите чашки Петри. Обратите внимание: они должны быть стерильными внутри! Если не уверены, окуните в кипяток, только аккуратнее, чтоб не ошпариться. Чтобы не занести бактерии из воздуха, лучше проделывать все операции возле горящей газовой горелки.

5. Залейте питательную смесь в нижнюю половинку тонким слоем, лишь слегка покрывающим дно, и как можно быстрее закройте ёмкость верхней чашкой. Дайте остыть.

6. Поставьте закрытые чашки Петри в холодильник. Лучше, чтобы нижняя половинка оказалась сверху. Это нужно, чтобы предотвратить разрушение среды каплями конденсата. Дождитесь, пока среда станет похожей на твёрдое желе. Готовые чашки Петри могут храниться в холодильнике около двух месяцев.

Новоселье

1. Достаньте чашки Петри из холодильника и разогрейте их до комнатной температуры. Теперь можно приступать к заселению! Тут есть множество вариантов — всё зависит от вашей фантазии. Мы решили посмотреть, какие бактерии живут на кончиках пальцев.

2. Прикоснитесь к желе поочерёдно пятью пальцами в разных местах. Делать это надо аккуратно, не повреждая поверхность. Накройте ёмкость со следами пальцев верхней чашкой (это надо делать очень быстро) и запечатайте, например, клейкой лентой. На нижней поверхности чашки маркером обведите отпечатки пальцев и подпишите.

3. Поставьте заселённые «дома» в тёплое и тёмное место. Со вторым пунктом всё вроде бы понятно, но что касается тепла — бактерии достаточно привередливы и наиболее активно растут при +37 градусах. Для того чтобы определить оптимальный режим, возьмём термометр и измерим температуру тёплых поверхностей в доме — например, за холодильником. Время роста в этом случае составит 1–2 дня. Можно выращивать бактерии и в более прохладных условиях, но тогда процесс будет идти гораздо медленнее.

4. Зафиксируйте результаты: через сутки маркером начните рисовать круги на внешней стороне дна чашки вокруг разросшихся бактерий, плесени, грибков или других «жильцов». Так вы будете ежедневно получать информацию, каким образом и с какой скоростью заселяется «жилплощадь» (возможно, появится рисунок, напоминающий срез дерева).

5. Попробуйте идентифицировать микроорганизмы, колонии которых вырослив чашках. Для этого у микробиологов есть множество способов типа выделения чистой культуры, окраски по Граму, биохимических проб. Мы сможем использовать лишь некоторые — определить цвет и форму колонии.

6. Проверьте действие антибактериального мыла. Как только в чашке Петри разовьётся жизнь, нанесите ватной палочкой каплю мыла между двух колониальных островков. Закройте чашку и оставьте её ещё на сутки в тёплом и тёмном месте. Области заселения будут разрастаться вокруг капли на некотором отдалении от неё, и чем активнее вещество, тем шире окажется «зона отчуждения».

Знакомство

Можно просто оставить отпечаток своих пальцев (тогда вам понадобится только одна чашка Петри). А можно провести эксперимент и сравнить состав «жильцов» в разных ситуациях (для этого придётся задействовать несколько чашек), например:

• после поездки в общественном транспорте;
• после долгой работы за компьютером;
• после того как руки помыты с мылом / без мыла;
• после возвращения с работы / из школы / из университета;
• после рукопожатий с соседями справа, слева и снизу, а также поездки в лифте с хозяином трёх американских бульдогов.

Для сравнения оставьте в одной из чашек отпечатки максимально чистых рук (помыть антибактериальным мылом, протереть дезинфицирующим раствором).

На ваших пальцах обитают самые разные виды микроорганизмов, и определить, что в каком месте выросло, очень сложно. Можно лишь делать предположения, например:

• разные виды стафилококков могут образовывать красящие вещества (пигменты) золотистого, белого и лимонно-жёлтого цветов;
• колонии Serratia marcescens имеют красный цвет;
• розовый микрококк — розовый;
• Pseudomonas aeruginosa — синий;
• хромобактер фиолетовый — фиолетовый;
• микобактерии туберкулёза — жёлтый или ярко-оранжевый;
• некоторые виды плесени (на всякий случай напоминаем, что плесень — это разновидность грибов, а не бактерий) образуют чёрные мохнатые колонии.

Разумеется, точно определить микробов можно только в лаборатории.

Выселение

Рано или поздно колония полностью удовлетворит ваше любопытство и по закону роста микроорганизмов начнёт погибать. А это значит, что пришла пора от неё избавиться — жёстко и беспощадно, чтобы освободить дом для новых жильцов. Ну, или решить, что быть микробиологом не ваше призвание, и избавиться от чашек Петри. На самом деле колонии, выросшие по мановению вашей руки, вряд ли опасны, однако это не освобождает вас от обязанности похоронить их по всем правилам микробиологии со всеми ритуалами и почестями.

1. Обеспечьте себя защитой: наденьте фартук, маску и резиновые перчатки.

2. Залейте чашки Петри небольшим количеством хлорного раствора и оставьте на несколько минут.

3. Вылейте содержимое, ополосните чашки, положите их в пакеты, а после — в мусорное ведро.

Предупреждение: если вы захотите самостоятельно продолжить эксперименты по выращиванию микробов, не используйте какие-либо биологические жидкости (например, слюну), иначе можно вырастить колонии, опасные для здоровья. Соблюдайте меры предосторожности и будьте аккуратны!

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №9 (11) за сентябрь 2015 г.

Источник

Особенности подбора питательной среды для бактерий

Бактерии – живые организмы. Выращивать их хоть и трудно, но интересно. Микробиология до сих пор еще не научилась культивировать большую часть известных видов бактерий. Именно получение нужных питательных сред и создание оптимальных условий, обеспечивающих рост микроорганизмов в искусственных условиях, – одна из основных задач этой науки. Бытовой же интерес к культивированию микробов формируется из двух основных составляющих: желания научиться самостоятельно идентифицировать микроорганизмы и попытки использовать их для решения собственных утилитарных задач. Для успешной постановки эксперимента исследователю необходимо выделить чистую культуру и подобрать оптимальную питательную среду для бактерий.

Выделение чистой культуры

В природе бактерии чистыми культурами не живут. В ста случаях из ста они обитают микробными сообществами, которым присуще функциональное разделение ролей. Одни микроорганизмы дают пищу другим, третьи создают условия для существования четвертых и так далее. Такой принцип общежития, увеличивающий жизнеспособность бактерий в окружающей среде, создает определенную трудность для исследователя: необходимость выделения чистой культуры из бактериального сообщества для ее предметного изучения.

Сегодня микробиология использует следующие способы выделения чистых культур:

1. Метод Дригальского используется для выделения аэробов (кислорододышащих микроорганизмов). Проводится в несколько этапов, на каждом из которых исследуемое бактериальное сообщество разделяется на более мелкие сообщества. Изучается их рост и характер развития до выделения чистой культуры.
2. Метод Коха, при котором для выделения чистых культур используется бактериологическая петля и полурасплавленный агар-агар. Внутрь вязкого агар-агара бактериологической петлей поселяют колонию, при этом хорошенько размешивают ее по всей поверхности. После того, как агар-агар застывает, делают еще три-четыре разведения, материал для которого берется в каждой новой партии. К последнему разведению в агар-агаре содержится уже минимальное количество бактерий, пригодных для выделения. Изолированную колонию переселяют на свежую питательную среду.
3. Метод Вейнберга. Применяется для выделения анаэробных микроорганизмов. Используется с применением анаэростата. Бактерий разводят по методу Коха 6-7 раз, после каждого разведения отправляют в анаэростат. Последнюю пробирку со средой и с бактериальной колонией быстро охлаждают и заливают парафином с вазелиновым маслом, которые перекрывают доступ кислорода в пробирку. В результате колония анаэробных микроорганизмов растет под наблюдением исследователя, который всегда может изучить поселение в пробирке и определить рост колонии, а также характер ее развития.

Внешне чистая культура представляет собой однородный обособленный нарост на питательной среде для бактерий. Такие иногда можно увидеть на испорченных продуктах питания. Считается, что именно в одном таком обособленном наросте обитают бактерии, произошедшие из одной бактериальной клетки.

Микробиология за свою историю изобрела много способов для выделения чистых бактериальных культуры. Многие из них невозможно использовать в домашних условиях. И это при том, что даже для использования простых способов выделения чистых культур исследователю придется приобретать определенное количество лабораторных приспособлений. Но если простые чашки Петри, трубки Бурри и тот же анаэростат приобрести вполне по силам, то многие другие лабораторные установки требуют капитальных финансовых вложений.

Культивирование колоний микроорганизмов: принципы

После выделения чистой колонии исследователь должен определить наилучшие условия для ее культивирования.

Следует учесть, что в окружающем мире рост и развитие бактерий сильно ограничены внешними условиями. В процентном соотношении бактерии используют только 1% от своих возможностей. Пересаживая же бактериальную культуру на питательную среду для выращивания, человек должен искусственно создать оптимальные условия для развития именно этой бактерии, что даст ей возможность задействовать весь свой потенциал. В противном случае рост культуры не будет заметен и как такового выращивания не произойдет.

Одной из основных задач микробиологов является определение максимальной питательной смеси для каждого вида бактерий (особенно это важно для тех микроорганизмов, которых задействуют для промышленных производств), чтобы получить их максимальную производительность.

В микробиологии есть ряд требований к питательным средам, на которых допускается возможность культивирования чистых бактериальных колоний:

• среда должна содержать факторы, обеспечивающие рост данной культуры (витамины, аминокислоты);
• допустимый для данной среды фактор рН;
• давление среды не должно быть выше или ниже давления внутри клетки (изотоничность);
• стерильность;
• прозрачность среды, чтобы у исследователя была возможность наблюдать рост и развитие культур.

Принципы культивирования молочнокислых бактерий

К проблеме выращивания молочнокислых бактерий человек имеет определенное отношение с тех давних времен, когда начал употреблять в пищу кисломолочные продукты. Но эти неконтролируемые способы получения в домашних условиях продуктов кисломолочного брожения имеют весьма опосредованное отношение к научно обоснованным способам культивирования представителей рода Лактобацилл.

Цель выращивания штаммов (чистых культур) бактерий рода Лактобацилл – не только промышленное производство молочных продуктов, но и получение наиболее эффективны штаммов пробиотиков и выявление среди бактериальных сообществ молочнокислых бактерий с условно-патогенной и патогенной природой.

Один из самых распространенных способов выращивания молочнокислых представителей рода Лактобациллы – использование в качестве питательной среды для культивирования гидролизатов молочных белков (частично разрушенных пептидов). Именно в таком частично расщепленном виде представители рода Лактобациллы наилучшим образом усваивают необходимые им питательные вещества.

В быту гидролизаты чаще всего можно найти в питательных молочных смесях для вскармливания грудных детей либо в обезжиренном сухом молоке. Чтобы рост колоний молочнокислых бактерий происходил активнее, в питательную среду добавляются протеолитические ферменты (ферменты, способствующие расщеплению связей между аминокислотами в белках).

Благодаря добавлению таких ферментов, для колонии молочнокислых бактерий, которая выращивается, отпадает необходимость самостоятельно продуцировать ферменты, расщепляющие молочные белки. Вся энергия бактерий тратится на рост, размножение и увеличение биомассы, что зачастую является основной целью культивирования молочнокислых бактерий.

Цена одного килограмма питательной среды – около 50 долларов США. Однако само оборудование для выращивания этих микроорганизмов очень недешево.

Культивирование анаэробных представителей рода Энтерококков

Для анаэробных представителей рода Энтерококков необходимо соблюдение специфических требований по выделению и выращиванию этих микробов в лабораторных условиях. Специфика связана с тем, что необходимо контролировать режим доступа света и тепла, которые обеспечивают рост колонии. Хоть микроорганизмы, относящиеся к виду кишечной палочки (Эшерихия Коли), и являются факультативными анаэробами, то есть могут жить в присутствии кислорода, метаболизм этих организмов происходит только в анаэробных условиях, в отсутствие кислорода.

Выращивание этих анаэробных микроорганизмов опасно в домашних условиях.

Питательная среда для выращивания представителей рода Энтеробактерии – кишечной палочки – агар-агар с добавлением:

• сорбита,
• сульфита натрия,
• хлорида натрия.

Такая среда была сконструирована для представителей рода Энтеробактерии – кишечной палочки, после установления ее способности ферментировать (перерабатывать) сорбитол.

Посев с представителями рода Энтеробактерии обязательно нужно держать в темных местах, без доступа света, в термостате при температуре 30°С. К увеличению роста колонии этих анаэробных организмов приводит добавление в питательную среду глюкозы.

Выращивание представителей рода Энтеробактерии – кишечной палочки осуществляется с целью выработки анатоксина кишечной палочки (вещества, препятствующего токсикации организма вследствие отравления продуктами жизнедеятельности кишечной палочки).

Оптимальные питательные среды для микробиологических исследовательских лабораторий находятся в свободной продаже. Цена питательной смеси для выделения и культивирования анаэробных бактерий не слишком высока. Но одной питательной среды мало. Ни одна лаборатория не обойдется без целого ряда специального оборудования, цена на которое очень высокая, и достать его довольно сложно.

Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.

Источник