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Quelle: Jonathan F. Blaize1, Elizabeth Suter1, und Christopher P. Corbo1
1 Department of Biological Sciences, Wagner College, 1 Campus Road, Staten Island NY, 10301
Die quantitative Bewertung von Prokaryoten kann angesichts ihres Überflusses, ihrer Neigung zur exponentiellen Proliferation, der Artenvielfalt innerhalb einer Population und der spezifischen physiologischen Bedürfnisse belastend sein. Diese Herausforderung verschlimmert sich in der vierphasigen Natur, in der sich Bakterien vermehren (Lag, Log, stationär und Tod). Die Fähigkeit, die Konzentration von Mikroorganismen genau abzuschätzen, ist für eine erfolgreiche Identifizierung, Isolierung, Kultivierung und Charakterisierung erforderlich (6). Daher haben Mikrobiologen seit über einem Jahrhundert serielle Verdünnungs- und verschiedene Beschichtungstechniken eingesetzt, um die bakterielle und virale Belastung in klinischen, industriellen, pharmazeutischen und akademischen Laborumgebungen zuverlässig zu quantifizieren (2,4,6). Beschreibungen dieser Methode erschienen erstmals 1883, als der deutsche Wissenschaftler und Arzt Robert Koch seine Arbeit über infektionserregende Erreger veröffentlichte (2). Kochs vorgenannte Techniken, die oft als Vater der modernen Bakteriologie bezeichnet werden, sind weltweit zum Goldstandard für die Aufzählung von Mikroorganismen geworden, die kultivierbar oder nicht mehr sind.
Serielle Verdünnung ist eine systematische Reduktion einer bekannten oder unbekannten Einheit (ein Gelöster, Organismus usw.) durch sukzessive Wiedersuspension einer Ausgangslösung (Lösung0) in feste Volumina eines flüssigen Verdünnungsmittels (Rohlinge). Diese Rohlinge bestehen in der Regel aus 0,45% Saline, obwohl die Zusammensetzung variiert werden kann (7). Während ein Experimentator ein beliebiges Volumen für jedes Verdünnungsmittel auswählen kann, ist es meistens ein Vielfaches von 10, was eine logarithmische Reduktion der Probe erleichtert. Beispielsweise enthält Lösung0 insgesamt 100 E. coli-Zellen, die in 10 ml Nährstoffbrühe suspendiert sind. Wenn 1 ml Lösung0 entfernt und zu 9 ml Saline (Verdünnungsstoff1)hinzugefügt wird, würde die neue Lösung (Lösung1) 1/10der Anfangskonzentration von E. colienthalten. In diesem Beispiel würde die neue Lösung (Lösung1) 10 E. coli-Zellen enthalten. Eine Wiederholung dieses Prozesses durch Entfernen von 1 ml Lösung1 und Hinzufügen zu weiteren 9 ml Saline (Verdünnungsmittel2) würde Lösung2ergeben, die nur eine einzelne E. coli-Zelle enthält. Da jede neue Lösung (9 ml Verdünnungsstoff + 1 ml Lösung) insgesamt 10 ml enthält, können wir schlussfolgern, dass der Verdünnungsfaktor für diese Reduktion 10 beträgt oder dass es sich um eine 10-fache serielle Verdünnung handelte (Abbildung 1). Da wir in diesem Beispiel erst mit 100 Zellen begonnen haben und wir um den Faktor 10 verdünnen, sind nur zwei Schritte erforderlich, um die absolute Mindestkonzentration von 1 Zelle zu erreichen.

Abbildung 1: Serielle Verdünnung einer Lagerlösung. Ein 1 ml Aliquot der Stammlösung (Lösung0) wird zu Tube 1 hinzugefügt, die 9 ml mit 0,45% Salzsalze (dilent1)enthält; das Produkt dieser Mischung ist Lösung1. Wiederholen Sie dies, indem Sie 1 ml der neu erstellten Lösung1 aliquotieren und zu Tube 2 hinzufügen. Die Aliquotierung und Resuspension setzt sich auf diese Weise fort, bis die endgültige Röhre erreicht ist, wodurch die Lagerkonzentration mit jedem Schritt um den Faktor 10 verwässert wird. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Serielle Verdünnung ist die einfachste Technik zur Erzielung überschaubarer Konzentrationen eines gewünschten Organismus und wird durch Petrischalenstreifen und -streuungen ergänzt, nur zwei von vielen Beschichtungstechniken, die von Mikrobiologen verwendet werden. Dieser Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass der Experimentator reine Stämme einer einzelnen Art oder separate Stämme von einer gemischten Population ernten kann (7). Streaking wird durch die Einführung eines Organismus in ein festes Medium (in der Regel bestehend aus Agarose) erreicht, auf dem er wachsen wird, wenn die entsprechenden Nährstoffe verfügbar sind. Das sanfte Schwenken einer sterilen Impfschleife über das Medium (so dass ein subtiler Streifen bleibt) in einem starren sinusförmigen Muster verteilt den Organismus proportional zur Frequenz der Wellenform des Experimentators. Die Aufteilung der Petrischale in Drittel oder Viertel (Quadrantstreifen) und die Verringerung der Häufigkeit jedes Streifens, wenn eine neue Region der Schale eingegeben wird, wird die Anzahl der Mikroorganismen, die diese Region besetzen können, allmählich reduzieren und einzelne Kolonien anstelle einer nicht quantifizierbaren bakteriellen Rasen. Die Streubeschichtung verdünnt die Proben nicht zusätzlich; ein steriler Glasstreuer wird verwendet, um ein Aliquot von Suspensionsmedien über eine ganze Petrischale zu verteilen (Abbildung 2). Die Kolonien, die auf der Streuplatte wachsen, entstehen aus einer einzigen Zelle und jede Kolonie auf der Schale kann gezählt werden, um die Anzahl der koloniebildenden Einheiten pro Milliliter (KBE) in einer gegebenen Suspension zu schätzen, dargestellt als KBE/ml (6) (Abbildung 3) Weicher Agar und Nachbau Beschichtungen sind Variationen der oben genannten Techniken und ermöglichen die Isolierung von Bakteriophagen bzw. Mutantenscreening (1,7).

Abbildung 2: Plattenstreifen für bakterielle Aufzählung und Dehnungsisolierung. Beschriften Sie den Boden einer Petrischale mit Identifikationsinformationen (Bakterienname, Datum, Medien) und teilen Sie sie in Drittel auf. Nach der Auswahl einer geeigneten Verdünnung der Stammprobe eine sterile (Einweg- oder Flammen)-Impfschleife nehmen und das Reagenzglas untertauchen (hier, T3). Die Petrischalenabdeckung auf einer Seite leicht anheben, so dass nur die Impfschlaufe auf den Agar zugreifen kann. Gleiten Sie die Impfschleife über die Oberseite der Medien in einer Zick-Zack-Manier, um darauf zu achten, den Agar nicht zu kompromittieren. Drehen Sie die Platte um etwa 1/3rd (ca. 118°) und reduzieren Sie die Frequenz der Zick-Zack-Bewegung. Drehen Sie ein letztes Mal und reduzieren Sie die Zick-Zack-Frequenz noch einmal. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 3: Streubeschichtung. 1 g der Aerobic-Zone wurde in T1 resuspendiert und dann seriell verdünnt. Ein steriler Glas- oder Kunststoff-Einweg-Streustab wird verwendet, um Inoculum in jeder Schale zu verteilen. Dies wurde mit 1 g der anaeroben Zone wiederholt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Wie bei seriellen Verdünnungen wird eine logarithmische Skala verwendet, um die Konzentration des Organismus auszudrücken. Die Anzahl der Kolonien, die in Standard-Petrischalen mit einer Größe von 100 mm x 15 mm angebaut werden, kann manuell (oder automatisiert mit Hilfe der Computerverarbeitung) aufgezählt werden, indem isolierte Wachstumscluster identifiziert werden. Zählt, die insgesamt weniger als 30 oder mehr als 300 wert sind, sollten als zu wenig zum Zählen (TFTC) oder zu zahlreich für die Anzahl (TNTC) definiert werden. Im letzteren Fall sollte eine serielle Verdünnung durchgeführt werden, um die Konzentration zu reduzieren, bevor eine neue Petrischale wieder aufgelegt wird. Die Mittelung der Anzahl der in sich geschlossenen Kolonien, die aus drei getrennten Petrischalen identifiziert wurden, und multiplizierte den Mittelwert mit dem Verdünnungsfaktor ergibt CFU/ml; Das Zeichnen des Protokolls10 von KFU/ml gegen die Zeit wird die mittlere Erzeugungszeit des Organismus offenbaren (7).
1. Einrichtung
2. Medienvorbereitung
3. Verdünnende Zubereitung
4. Kultivierung des Zielorganismus
5. Serielle Verdünnung
6. Verbreitung Plating
7. Streaking
8. Datenanalyse und Ergebnisse
Manchmal müssen wir, um Bakterien zu identifizieren und zu untersuchen, sie zunächst isolieren und aus einer Probe anreichern. Zum Beispiel werden Proben aus einer Winogradsky-Säule gemischt, was bedeutet, dass sie mehrere Arten oder Bakterienstämme enthalten, so dass die Untersuchung eines einzelnen Bakteriums oder die Aufzählung der verschiedenen vorhandenen Arten eine Herausforderung darstellen kann. Zu diesem Zweck werden in der Regel serielle Verdünnungs- und Beschichtungstechniken eingesetzt, um die bakterielle Belastung zuverlässig zu quantifizieren und einzelne Kolonien zu isolieren.
Die serielle Verdünnung ist ein Prozess, durch den die Konzentration eines Organismus, Bakterien in diesem Beispiel, systematisch durch sukzessive Resuspension in festen Mengen flüssiger Verdünnungsmittel reduziert wird. Normalerweise ist das Volumen des Verdünnungsmittels ein Vielfaches von 10, um die logarithmische Reduktion des Probenorganismus zu erleichtern. Zum Beispiel wird zunächst ein Gramm Sediment aus der Winogradsky-Zone entfernt und 10 Milliliter eines geeigneten flüssigen Mediums zugegeben. Dann wird einem anderen Rohr, das neun Milliliter Medium enthält, ein Milliliter dieser ersten Verdünnung zugesetzt. Der Prozess kann wiederholt werden, bis mehrere verschiedene Konzentrationen von Bakterien vorbereitet wurden. Serielle Verdünnung ist der Schlüssel zur Aufzählung von Bakterien in diesem Beispiel, da gemischte Proben aus einer Winogradsky-Säule eine unbekannte, oft große Anzahl von Bakterien enthalten.
Als nächstes ermöglichen die Streifenbeschichtung und die Streubeschichtung die Isolierung und Aufzählung von Bakterien innerhalb einer Probe. Streaking wird durch die Einführung einer verdünnten Probe in einen Abschnitt des festen Mediums mit Nährstoff entemiert erreicht, der in Drittel unterteilt ist. Dieses Inokulum wird dann in einem Zick-Zack-Muster über jedes Drittel der Platte verteilt. Da verschiedene Teile der Platte gestreift sind und sich nur einmal von der vorherigen Probe kreuzen, wird die Probe dünner verteilt. Dies bedeutet, dass Sie möglicherweise nur von einer Verdünnung streifen müssen, um einzelne Kolonien in den späteren Abschnitten zu erreichen. Nach der Inkubation ermöglichen die gestreiften Platten Beobachtungen der Koloniemorphologie, Informationen, die helfen können, zwischen verschiedenen Bakterienarten zu unterscheiden.
Alternativ kann, wenn das Hauptziel ist, die Aufzählung der Bakterien in der Probenausbreitung Beschichtung verwendet werden. Bei der Streubeschichtung wird ein Aliquot einer einzelnen Probe gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des festen Mediums verteilt. In der Regel, weil wir die Bakterienzahlen in der gemischten Probe nicht kennen, wird für jede der Verdünnungen oder eine repräsentative Probe von ihnen eine Streuplatte hergestellt. Nach der Inkubation kann die Aufzählung mit diesen Streuplatten durchgeführt werden. Alle Platten mit Koloniezahlen von weniger als 30 sollten verworfen werden, da kleine Zahlen größeren Fehlern unterliegen. Ebenso sollten alle Überzahlwerte über 300 verworfen werden, da das Übervervölkern und Überlappen von Kolonien zu einer Unterschätzung der Kolonieanzahl führen kann. Wenn die Koloniezahlen jedes dieser verbleibenden Schalen aufgezeichnet und mit dem Verdünnungsfaktor multipliziert und dann durch das plattierte Volumen dividiert werden, ergibt dies die Kolonie bildenden Einheiten, oder KBE, pro Milliliter Suspension. In diesem Video erfahren Sie, wie Sie eine Probe, die ein bekanntes Bakterium enthält, und die mikrobiellen Gemeinschaften, die in verschiedenen Regionen einer Winogradsky-Säule enthalten sind, durch serielle Verdünnung, Streuung und Streifenbeschichtung qualitativ und quantitativ bewerten.
Ziehen Sie zunächst alle geeigneten persönlichen Schutzausrüstungen an, einschließlich Labormantel, Handschuhe und Schutzbrille. Als nächstes sterilisieren Sie den Arbeitsbereich mit 70% Ethanol und wischen Sie die Oberfläche ab. Als nächstes zwei 500-Milliliter-Erlenmeyer-Flaschen sammeln und eine Brühe und den anderen Agar beschriften. Zur Zubereitung der LB-Agar-Lösung etwa 6,25 Gramm LB-Agar, drei Gramm technischea gar und 250 Milliliter destilliertes Wasser in den Kolben mit der Bezeichnung Agar mischen.
Dann bereiten LB Brühe durch Kombination 2. 5 Gramm LB-Medien und 100 Milliliter destilliertes Wasser in der Mitbrühe. Nach dem Autoklavieren der Kolben, verwenden Sie einen hitzebeständigen Handschuh, um die Kolben aus dem Autoklaven zu entfernen und legen Sie sie in einem 40 bis 50 Grad Celsius Wasserbad. Sobald die Kolben 50 Grad Celsius sind, sorgfältig vorbereiten drei 100 Milliliter Aliquots der Brühe Lösung und beschriften jede Aliquot-Lösung Null. Als nächstes sammeln Sie 10 sterile Petrischalen und kennzeichnen sie mit dem Datum, dem Namen, der Art der verwendeten Medien und der Winogradsky-Säulenzone, aus der die Organismen geerntet werden. 15 Milliliter Agar aus dem Agarkolben in jede Petrischale pfeifen. Dann verwenden Sie die Pipettenspitze, um Blasen zu entfernen, ersetzen Sie die Plattendeckel, und lassen Sie sie auf der Bank oben über Nacht zu erstarren.
Am nächsten Tag die Bank mit 70% Ethanol abwischen. Als nächstes 10 20 Milliliter Reagenzgläser T1 bis T10 beschriften und in ein Rack legen. Pipette neun Milliliter von .45% Saline in jedes Rohr. Bedecken Sie nun jedes der 10 Reagenzgläser locker mit ihren Kappen und übertragen Sie sie in ein autoklavkompatibles Reagenzglasregal. Nachdem der Zyklus abgeschlossen ist, entfernen Sie die Saline-Rohlinge mit hitzebeständigen Handschuhen und lassen Sie sie abkühlen. Bewahren Sie die Rohre bei Raumtemperatur auf, bis sie etwa 22 Grad Celsius erreicht haben.
Um einen bekannten Zielorganismus, E. coli, in diesem Beispiel zu kultivieren, impfen 100 Milliliter Lösung Null mit einer einzigen Kolonie aus einer zuvor gestreiften Platte. Dann bedecken Sie die Röhre und bebrüten sie über Nacht bei 37 Grad Celsius. Um die Bereiche einer Winogradsky-Säule auszuwerten, fügen Sie etwa ein Gramm Material aus der Aerobic-Zone zu T1 hinzu und setzen Sie sich durch Wirbel wieder aus. Wiederholen Sie diesen Vorgang dann mit einem Gramm Material aus der anaeroben Zone.
Entfernen Sie die mit E. coli geimpfte Lösung Null aus dem Inkubator und schütteln Sie sie. Dann pipette einen Milliliter der Lösung in ein T1-Reagenzglas und Wirbel zu mischen. Entfernen Sie einen Milliliter Lösung aus T1 und übertragen Sie es auf T2, Wirbel zu mischen. Wiederholen Sie diesen Vorgang durch Rohr T10. Um die aeroben und anaeroben Zonen der Winogradsky-Säule zu bewerten, entfernen Sie einen Milliliter Lösung aus jedem der zuvor vorbereiteten T1-Rohre und übertragen Sie ihn in die entsprechenden T2-Rohre. Fahren Sie dann die seriellen Verdünnungen durch die T10-Rohre fort, wie zuvor gezeigt.
Um Platte zu verteilen, Pipette 100 Mikroliter der verdünnten Probe von jedem T3-Rohr auf die entsprechende Petrischale. Verwenden Sie dann eine sterile Streustange, um die Probe vorsichtig auf die Petrischale zu verteilen und den Plattendeckel zu ersetzen. Wiederholen Sie diesen Vorgang für die Verdünnungen T6 und T9, wie zuvor gezeigt. Inkubieren Sie die Platten, die aerobe Organismen in einem 37 Grad Celsius Inkubator für 24 Stunden enthalten. Inkubieren Sie die Platten mit anaeroben Organismen in einer anaeroben Kammer, die 24 Stunden lang auf 37 Grad Celsius eingestellt ist. Am nächsten Tag entfernen Sie die Verdünnungsplatten T3, T6 und T9 aus dem Inkubator und der anaeroben Kammer und übertragen Sie sie auf die Bankspitze. Wenn Sie mit einer Platte nach der anderen arbeiten, gleiten Sie eine sterile Impfschleife in einem Zick-Zack-Muster über die Oberseite der Medien. Dann ersetzen Sie den Petrischalendeckel. Als nächstes drehen Sie die Platte um 1/3 und sterilisieren die Schleife, um die Frequenz des zuvor hergestellten Zick-Zack-Musters zu reduzieren. Wiederum, nach der Sterilisation der Schleife, drehen Sie die Platte um 1/3, reduzieren Sie die Frequenz des Zick-Zack-Musters ein letztes Mal, und ersetzen Sie den Deckel. Wiederholen Sie diese Streaking-Methode für die verbleibenden Platten, wie zuvor gezeigt. Dann legen Sie die gestreiften Platten mit aeroben Organismen über Nacht in einen 37 Grad Celsius Inkubator und die gestreiften Platten mit anaeroben Organismen in einer anaeroben Kammer, die über Nacht auf 37 Grad Celsius eingestellt ist.
Kulturen wurden aus den aeroben und anaeroben Zonen einer siebentägigen Winogradsky-Säule geerntet. Dann wurden die Kulturen seriell verdünnt, bevor sie auf LB-Agarplatten streiften und sich ausbreiteten. Streaking ergab eine gemischte Population aus jeder der bewerteten Winogradsky-Zonen, und die Streuplatten lieferten ähnliche Ergebnisse. Eine Platte, die aus einer gemischten Population gestreift ist, führt zu Bakterienkolonien in verschiedenen Formen, Größen, Texturen und Farben. Im Gegensatz dazu zeigten die gestreiften und ausgebreiteten Platten, die den bekannten Organismus E. colienthielten, eine homologe Population. Im Allgemeinen ist es am besten, KBE pro Milliliter unter Verwendung der durchschnittlichen Koloniezahl von drei Platten zu berechnen, die mit der gleichen Probe und dem gleichen Verdünnungsfaktor verteilt sind. Multiplizieren Sie die durchschnittliche Anzahl der Kolonien mit dem Verdünnungsfaktor und dividieren Sie durch den Betrag aliquoted. Schließlich können isolierte Kolonien, die aus jeder Platte ausgewählt wurden, in weiteren Anreicherungstests verwendet werden, um die Artenidentität zu bestimmen.
Um Bakterien zu identifizieren und zu untersuchen, müssen wir sie manchmal zuerst aus einer Probe isolieren und anreichern. Zum Beispiel sind Proben, die aus einer Winogradsky-Säule gewonnen werden, gemischt, was bedeutet, dass sie mehrere Arten oder Stämme von Bakterien enthalten, so dass die Untersuchung eines einzelnen Bakteriums oder die Aufzählung der verschiedenen vorhandenen Arten eine Herausforderung sein kann. Zu diesem Zweck werden in der Regel serielle Verdünnungs- und Plattierungstechniken eingesetzt, um die Bakterienlast zuverlässig zu quantifizieren und einzelne Kolonien zu isolieren.
Die serielle Verdünnung ist ein Prozess, bei dem die Konzentration eines Organismus, in diesem Beispiel Bakterien, durch sukzessive Resuspension in festen Volumina des flüssigen Verdünnungsmittels systematisch reduziert wird. Normalerweise ist das Volumen des Verdünnungsmittels ein Vielfaches von 10, um die logarithmische Reduktion des Probenorganismus zu erleichtern. Zum Beispiel wird zunächst ein Gramm Sediment aus der interessierenden Winogradsky-Zone entnommen und 10 Millilitern eines geeigneten flüssigen Mediums zugesetzt. Dann wird ein Milliliter dieser ersten Verdünnung in ein anderes Röhrchen mit neun Millilitern Medium gegeben. Der Vorgang kann so lange wiederholt werden, bis mehrere verschiedene Konzentrationen von Bakterien hergestellt wurden. Die serielle Verdünnung ist in diesem Beispiel der Schlüssel zur Zählung von Bakterien, da gemischte Proben aus einer Winogradsky-Säule eine unbekannte, oft große Anzahl von Bakterien enthalten.
Als nächstes ermöglichen die Streifenbeschichtung und die Spread-Beschichtung die Isolierung bzw. Zählung von Bakterien innerhalb einer Probe. Das Schlieren wird erreicht, indem eine verdünnte Probe in einen Abschnitt des festen Mediums eingebracht wird, der mit Nährstoffen versetzt und in Drittel geteilt wird. Dieses Inokulum wird dann in einem Zick-Zack-Muster über jedes Drittel der Platte verteilt. Da verschiedene Abschnitte der Platte gestreift sind und sich nur einmal von der vorherigen Probe kreuzen, wird die Probe dünner verteilt. Das bedeutet, dass Sie möglicherweise nur von einer Verdünnung streichen müssen, um in den späteren Abschnitten einzelne Völker zu erhalten. Nach der Inkubation ermöglichen die gestreiften Platten Beobachtungen der Morphologie der Kolonie, Informationen, die bei der Unterscheidung zwischen verschiedenen Bakterienarten helfen können.
Alternativ, wenn das Hauptziel die Aufzählung der Bakterien in der Probe ist, kann eine Plattierung verwendet werden. Bei der Aufstrichplattierung wird ein Aliquot einer einzelnen Probe gleichmäßig über die gesamte Oberfläche eines festen Mediums verteilt. Da wir die Bakterienzahlen in der gemischten Probe nicht kennen, wird in der Regel für jede der Verdünnungen oder eine repräsentative Probe davon eine Spreizplatte erstellt. Nach der Inkubation kann die Aufzählung mit diesen Spread-Platten durchgeführt werden. Alle Platten mit einer Koloniezahl von weniger als 30 sollten verworfen werden, da kleine Zählungen einem größeren Fehler unterliegen. Ebenso sollten alle Zählungen über 300 verworfen werden, da die Überfüllung und Überlappung der Kolonien zu einer Unterschätzung der Koloniezahl führen kann. Wenn die Koloniezahlen jeder dieser verbleibenden Schalen aufgezeichnet und mit dem Verdünnungsfaktor multipliziert und dann durch das plattierte Volumen dividiert werden, ergibt sich die koloniebildende Einheit oder KBE pro Milliliter Suspension. In diesem Video erfahren Sie, wie Sie eine Probe, die ein bekanntes Bakterium enthält, und die mikrobiellen Gemeinschaften, die in verschiedenen Regionen einer Winogradsky-Säule enthalten sind, durch serielle Verdünnung, Spread-Plating und Streak-Plating qualitativ und quantitativ auswerten.
Ziehen Sie zunächst eine geeignete persönliche Schutzausrüstung an, z. B. einen Laborkittel, Handschuhe und eine Schutzbrille. Als nächstes sterilisieren Sie den Arbeitsbereich mit 70% Ethanol und wischen Sie die Oberfläche ab. Als nächstes werden zwei 500-Milliliter-Erlenmeyerkolben gesammelt und eine Brühe und der andere Agar beschriftet. Zur Herstellung der LB-Agar-Lösung mischen Sie etwa 6,25 Gramm LB-Agar, drei Gramm technischen Agar und 250 Milliliter destilliertes Wasser in dem mit dem Kolben beschrifteten Agar.
Bereiten Sie dann LB-Brühe zu, indem Sie 2 kombinieren. 5 g LB-Medium und 100 Milliliter destilliertes Wasser in den mit Kolben beschrifteten Brühe. Nehmen Sie die Kolben nach dem Autoklavieren mit einem hitzebeständigen Handschuh aus dem Autoklaven und legen Sie sie in ein 40 bis 50 Grad Celsius heißes Wasserbad. Sobald die Kolben 50 Grad Celsius heiß sind, bereiten Sie vorsichtig drei 100-Milliliter-Aliquots der Brühelösung vor und beschriften Sie jede Aliquotlösung mit Null. Sammeln Sie als Nächstes 10 sterile Petrischalen und beschriften Sie sie mit dem Datum, dem Namen, der Art des verwendeten Mediums und der Winogradsky-Säulenzone, aus der die Organismen geerntet werden. Pipettieren Sie 15 Milliliter Agar aus dem Agarkolben in jede Petrischale. Verwenden Sie dann die Pipettenspitze, um alle Blasen zu entfernen, setzen Sie die Plattendeckel wieder auf und lassen Sie sie über Nacht auf der Tischplatte festigen.
Wischen Sie am nächsten Tag die Arbeitsplatte mit 70% Ethanol ab. Beschriften Sie anschließend 10 20-Milliliter-Reagenzgläser T1 bis T10 und legen Sie sie in ein Rack. Pipettieren Sie neun Milliliter 0,45% Kochsalzlösung in jedes Röhrchen. Decken Sie nun jedes der 10 Reagenzgläser locker mit ihren Kappen ab und geben Sie sie in ein autoklaventaugliches Reagenzglasgestell. Entfernen Sie nach Beendigung des Zyklus die Kochsalzrohlinge mit hitzebeständigen Handschuhen und lassen Sie sie abkühlen. Lagern Sie die Röhrchen bei Raumtemperatur, bis sie ca. 22 Grad Celsius erreicht haben.
Um einen bekannten Zielorganismus, in diesem Beispiel E. coli, zu kultivieren, inokulieren Sie 100 Milliliter Lösung Null mit einer einzigen Kolonie aus einer zuvor gestreiften Platte. Decken Sie dann das Röhrchen ab und inkubieren Sie es über Nacht bei 37 Grad Celsius. Um die Regionen einer Winogradsky-Säule zu bewerten, fügen Sie etwa ein Gramm Material aus der aeroben Zone zu T1 hinzu und resuspendieren Sie es durch Vortexing. Wiederholen Sie dann diesen Vorgang mit einem Gramm Material aus der anaeroben Zone.
Nehmen Sie das Röhrchen mit der mit E. coli geimpften Lösung Null aus dem Inkubator und schütteln Sie es. Pipettieren Sie dann einen Milliliter der Lösung in ein T1-Reagenzglas und wirbeln Sie sie zum Mischen. Entfernen Sie einen Milliliter Lösung aus T1 und überführen Sie ihn in T2, wobei Sie ihn zum Mischen vortexen. Wiederholen Sie diesen Vorgang durch das Rohr T10. Um die aeroben und anaeroben Zonen der Winogradsky-Säule zu bewerten, entnehmen Sie jeweils einen Milliliter Lösung aus jedem der zuvor vorbereiteten T1-Röhrchen und überführen Sie sie in die entsprechenden T2-Röhrchen. Setzen Sie dann die seriellen Verdünnungen durch die T10-Röhrchen fort, wie zuvor gezeigt.
Zum Verteilen der Platte pipettieren Sie 100 Mikroliter der verdünnten Probe aus jedem T3-Röhrchen auf die entsprechende Petrischale. Verwenden Sie dann einen sterilen Spreizstab, um die Probe vorsichtig auf die Petrischale zu verteilen, und setzen Sie den Plattendeckel wieder auf. Wiederholen Sie diesen Vorgang für die Verdünnungen T6 und T9, wie zuvor gezeigt. Inkubieren Sie die Platten mit aeroben Organismen in einem 37 Grad Celsius heißen Inkubator für 24 Stunden. Inkubieren Sie die Platten mit anaeroben Organismen in einer anaeroben Kammer bei 37 Grad Celsius für 24 Stunden. Am nächsten Tag nehmen Sie die Verdünnungsplatten T3, T6 und T9 aus dem Inkubator und der Anaerobkammer und bringen sie auf die Tischplatte. Arbeiten Sie mit einer Platte nach der anderen und gleiten Sie mit einer sterilen Impfschlaufe in einem Zick-Zack-Muster über die Oberseite des Mediums. Setze dann den Deckel der Petrischale wieder auf. Drehen Sie anschließend die Platte um 1/3 und sterilisieren Sie die Schlaufe, um die Häufigkeit des zuvor erstellten Zick-Zack-Musters zu reduzieren. Drehen Sie die Platte nach dem Sterilisieren der Schlaufe erneut um 1/3, reduzieren Sie die Häufigkeit des Zick-Zack-Musters ein letztes Mal und setzen Sie den Deckel wieder auf. Wiederholen Sie diese Streifenmethode für die restlichen Platten, wie zuvor gezeigt. Legen Sie dann die gestreiften Platten mit aeroben Organismen über Nacht in einen 37 Grad Celsius heißen Inkubator und die gestreiften Platten mit anaeroben Organismen über Nacht in eine anaerobe Kammer, die auf 37 Grad Celsius eingestellt ist.
Die Kulturen wurden aus den aeroben und anaeroben Zonen einer siebentägigen Winogradsky-Säule geerntet. Dann wurden die Kulturen seriell verdünnt, bevor sie auf LB-Agarplatten schlieren und sich ausbreiten. Die Streifenbildung ergab eine gemischte Population aus jeder der untersuchten Winogradsky-Zonen, und die Spreizplatten lieferten ähnliche Ergebnisse. Eine Platte, die aus einer gemischten Population stammt, führt zu Bakterienkolonien in unterschiedlichen Formen, Größen, Texturen und Farben. Im Gegensatz dazu zeigten die Streifen- und Spreizplatten, die den bekannten Organismus E. coli enthielten, eine homologe Population. Im Allgemeinen ist es am besten, die KBE pro Milliliter anhand der durchschnittlichen Koloniezahl von drei Platten zu berechnen, die mit der gleichen Probe und dem gleichen Verdünnungsfaktor verteilt sind. Multiplizieren Sie die durchschnittliche Anzahl der Kolonien mit dem Verdünnungsfaktor und dividieren Sie durch die aliquotierte Menge. Schließlich können isolierte Kolonien, die aus jeder Platte ausgewählt wurden, in weiteren Anreicherungsassays verwendet werden, um die Artidentität zu bestimmen.
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