Name: preventing contamination in microbiology labs
Uploaded: 2023-04-30T06:35:10.000Z
Duration: 10 min 48 s
Channel: JoVE

K12 Standards

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

High School

Life Science

interdependent-relationships-in-ecosystems

Interdependent Relationships in Ecosystems

HS-LS2-2.

aseptic-technique-in-environmental-science

Aseptic Technique in Environmental Science

1. הכנה לעבודה אספטית
<ol><li>השגו והחלו את פריטי ה- PPE הבאים: חלוק מעבדה, כפפות לטקס או ניטריל (ללא דמעות או חורים) ומשקפי בטיחות(איור 1). לבטיחות במקרה של שימוש בלהבה פתוחה, לקשור את השיער הארוך. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10040/10040fig1.jpg"> איור 1: PPE: חלוק מעבדה, כפפות לטקס ומשקפי בטיחות.
</li>
	<li>היבט חשוב שני של טכניקה אספטית הוא עיקור ואחסון נאותים של מדיה / ריאגנטים לשימוש במעבדה. הכן מדיום מרק נוזלי(למשל,ציר סויה טריפטי) ומדיה מבוססת אגר(למשל,R2A) על ידי שקילה של הכמות הנכונה של אבקת בסיס מיובש, אשר מתווסף לכמות המתאימה של מים דה מיוננים.</li>
	<li>עבור מדיום המרק, להמיס את האבקה על צלחת חמה עם חום נמוך מוחל, ולחלק את הנוזל או בנפחים 100 מ"ל לתוך צלוחיות בורג זכוכית העליון, או בנפחים 10 מ"ל לתוך מבחנות בורג זכוכית העליון. בעזרת מוט ערבוב מגנטי, מערבבים את מדיום האגורוז על מערבל הצלחת החמה עד שהאבקה מתמוססת לחלוטין.</li>
	<li>החלת סרט אוטומטי על הגורמים המכילים, ובודד את המדיה באופן אוטומטי בהתאם להוראות היצרן (למשל,20 דקות ב- 121 °C(איורים 2 ו - 3). שים לב שצבע הפסים בקלטת ההקלבה האוטומטית צריך להשתנות מלבן (טרום-autoclave) לשחור (לאחר ההקלבה האוטומטית). למרות שינוי הצבע בדרך כלל מציין כי עיקור היה מוצלח, בדיקות עיקור באמצעות ערכות רצועת נבג ניתן לבצע כדי לאמת את תהליך autoclaving. <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/10040/10040fig2.jpg"> איור 2: הקלטת המוחלת אוטומטית על חומר. <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/10040/10040fig3.jpg"> איור 3: שים לב לשינוי הצבע של פסים בקלטת אוטומטית מלבן (טרום-אוטוקלבה) לשחור (לאחר ההקלבה האוטומטית).
</li>
	<li>מצננים את המרק הנוזלי לטמפרטורת החדר, ואז מאחסנים בטמפרטורת החדר או בקירור בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס.</li>
	<li>מצננים את מדיום האגורוז על ידי הנחת המיכל באמבט מים מוגדר ~ 50 מעלות צלזיוס. לאחר התקררות, ניתן לשפוך את המדיה למנות פטרי סטריליות. אפשר למדיום להתקרר ולחזק, ולאחר מכן להתאחד לאחסון בטמפרטורות שצוינו על-ידי היצרן.</li>
	<li>ישנם מספר סוגים של מדיה תרבותית כי לא ניתן autoclaved כמו הטמפרטורות הגבוהות להשפיל מרכיבים קריטיים. חיטוי אלה דורשים עיקור מסנן באמצעות מערכת סינון ואקום המשתמשת מסנן 0.22-μm, ואחריו אחסון בטמפרטורה המתאימה.</li>
	<li>לפני ביצוע העבודה על הספסל, לחטא את פני השטח באמצעות פתרון מתאים (למשל,אקונומיקה 500-ppm). זה מוריד את הסיכון להעברת מזהמים משטח העבודה לתרבויות ומדיה סטרילית.</li>
	<li>כדי להקים שדה סטרילי, הפעל מבער בונזן. סוג הלהבה המתאים ביותר לחיטוי לולאות חיטוי מתכת הוא להבה כחולה עזה, עם קונוס כחול מוחלט שנצפו באמצע(איור 4). <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/10040/10040fig4.jpg"> איור 4: העברת חיידקים מצלחת פטרי אחת המציגה צמיחה של איזולט בתרבית ללוח פטרי לא מחוסן אחר המכיל מדיום גדילה מבוסס אגר.
</li>
	<li>לאט לאט להעביר את הלולאה המחסנת דרך החלק החם ביותר של הלהבה (קצה החרוט הכחול). הלולאה צריכה להפוך אדומה חמה לצורך עיקור.</li>
</ol>2. העברות חיידקים: מצלחת פטרי לצלחת פטרי
<ol><li>תרחיש אחד של העברת חיידקים הוא מצלחת פטרי אחת המציגה צמיחה של איזולט בתרבית לצלחת פטרי סטרילית המכילה מדיום צמיחה מבוסס אגר.</li>
	<li>ראשית, פתחו מעט את צלחת הפטרי המכילה את תרבית החיידקים הטהורה, והקשו בעדינות על לולאת החקוס החמה והמיערת על פני השטח של אגר.</li>
	<li>יש לאחזר מושבה מבודדת אחת מפני השטח של הלוח באמצעות לולאת החנק המקוררת, ולסגור את צלחת הפטרי.</li>
	<li>בצע פס לבידוד באמצעות צלחת פטרי טרייה המכילה מדיום תרבות, עם המכסה מעט פתוח.</li>
	<li>עבור כל חלק של פס הבידוד (3 סה"כ לצלחת), לחטא את לולאת החנק רגע לפני השימוש. כמו כן, לחטא את הלולאה מיד לאחר ביצוע הרצף הסופי על מנת למנוע זיהום של משטח הספסל וכשיקול לאחרים במעבדה אשר עשויים מאוחר יותר להשתמש או לבוא במגע עם לולאות הפיקוח.</li>
	<li>מניחים את הצלחות המפוספסות באינקובטור לצמיחה בן לילה.</li>
</ol>3. העברות חיידקים: מתרבות מרק לצלחת פטרי
<ol><li>תרחיש שני של העברת חיידקים הוא מתרבות מרק המציגה צמיחה, כפי שנצפו בדרך כלל על ידי עכוז, לצלחת פטרי סטרילית המכילה מדיום צמיחה.</li>
	<li>הסר את המכסה מן המבחנה (או הבקבוקון) המכיל את התרבות החיידקית הטהורה, ולהעביר את פתיחת המיכל 2-3x דרך החלק החם ביותר של הלהבה. כדי למנוע זיהום, לא להניח את הכובע על הספסל.</li>
	<li>מנמיכים בזהירות את לולאת החנק המעוקרת לתוך הצינור/הבקבוקון, ולחצו בעדינות על צד המיכל כדי להתקרר רגע לפני הכניסה לתרבות המרק.</li>
	<li>הסירו לולאה אחת של תרבות המרק(איור 5)והחליפו מיד את המכסה. <img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/10040/10040fig5.jpg"> איור 5: לולאה אחת של תרבות מרק.
</li>
	<li>בצע פס לבידוד באמצעות צלחת פטרי טרייה המכילה מדיום תרבות, עם המכסה מעט פתוח.</li>
	<li>עבור כל חלק של הרצף (3 סה"כ לצלחת), לחטא את לולאת החנק רגע לפני השימוש. כמו כן, לחטא את הלולאה מיד לאחר ביצוע הרצף הסופי על מנת למנוע זיהום של משטח הספסל וכשיקול לאחרים במעבדה אשר עשויים מאוחר יותר להשתמש לולאות חיטוי.</li>
	<li>מניחים את הצלחות המפוספסות לבידוד באינקובטור לצמיחה בן לילה.</li>
</ol>4. העברות חיידקים: מצלחת פטרי עם צמיחה לבינוני נוזלי סטרילי
<ol><li>תרחיש שלישי של העברת חיידקים הוא מצלחת פטרי המכילה פס תרבות מבודד לצינור / בקבוקון המכיל מדיום צמיחה נוזלי סטרילי.</li>
	<li>פתחו מעט את צלחת הפטרי המכילה את תרבית החיידקים הטהורים, וקררו את לולאת החנק החמה על ידי הקשה עליה בעדינות על משטח אגר.</li>
	<li>יש לאחזר מושבה מבודדת אחת מפני השטח של הלוח באמצעות לולאת החנק המקוררת, ולסגור את צלחת הפטרי.</li>
	<li>הסר את המכסה מן המבחנה (או הבקבוקון) המכיל את מדיום הצמיחה הנוזלי סטרילי, ולהעביר את פתיחת המיכל 2 עד 3 פעמים דרך החלק החם ביותר של הלהבה. כדי למנוע זיהום, אל תניח את המכסה על הספסל.
</li>
	<li>בזהירות להוריד את המושבה המופקת לתוך מדיום מרק נוזלי, בעדינות להסעיר את הלולאה על מנת לשחרר את החיידקים. החליפו מיד את המכסה.</li>
	<li>עקר להבה את לולאת החנק על מנת למנוע זיהום של משטח הספסל וכשיקול לאחרים במעבדה אשר מאוחר יותר עשויים להשתמש לולאות חיטוי.</li>
	<li>מניחים את הבקבוקון לתוך אינקובטור לצמיחה בן לילה.</li>
	<li>הסר את הבקבוקון מדגירה למחרת. בצע סדרת דילול כדי למנות את התרבות.</li>
	<li>צלחת הדילולים מהסדרה על מדיה תרבות agarose, ודגורת הצלחות בן לילה.</li>
	<li>הסר את הצלחות למחרת, ולהתבונן לכל זיהום.</li>
</ol>5. העברות חיידקים: מתרבות מרק למדיום צמיחה נוזלי סטרילי
<ol><li>תרחיש רביעי של העברת חיידקים הוא מתרבות מרק המציגה צמיחה לצינור / בקבוקון המכיל מדיום צמיחה נוזלי סטרילי.</li>
	<li>הסר את המכסה מן המבחנה (או הבקבוקון) המכיל את התרבות החיידקית הטהורה, ולהעביר את פתיחת המיכל פעמיים דרך החלק החם ביותר של הלהבה. כדי למנוע זיהום, לא להניח את הכובע על הספסל.</li>
	<li>בזהירות להוריד את לולאת החנק לתוך הצינור / בקבוקון, ולחץ בעדינות על הצד של המיכל להתקרר רק לפני הכניסה לתרבות המרק.</li>
	<li>הסר לולאה אחת של תרבות מרק, ומיד להחליף את הכובע.</li>
	<li>הסר את המכסה מן המבחנה (או הבקבוקון) המכיל את מדיום הצמיחה הנוזלי סטרילי, ולהעביר את פתיחת המיכל פעמיים דרך החלק החם ביותר של הלהבה. כדי למנוע זיהום, לא להניח את הכובע על הספסל.</li>
	<li>בזהירות להוריד את הלולאה המופקת לתוך מדיום מרק נוזלי סטרילי, בעדינות להתסיס את הלולאה על מנת לשחרר את החיידקים. החליפו מיד את המכסה.</li>
	<li>עקר את לולאת ההשמדה (איור 6) כדי למנוע זיהום של משטח הספסל וכשיקול לאחרים במעבדה שעשויים מאוחר יותר להשתמש בלולאות המחסנות. <img alt="Figure 6" src="/files/ftp_upload/10040/10040fig6.jpg"> איור 6: לולאה מחסן שהופכת ללחמה אדומה בזמן שהיא מעוקרת עם מבער בונזן.
</li>
	<li>מניחים את הבקבוקון לתוך אינקובטור לצמיחה בן לילה.</li>
	<li>הסר את הבקבוקון מדגירה למחרת. בצע סדרת דילול כדי למנות את התרבות.</li>
	<li>צלחת הדילולים מהסדרה על מדיה תרבות agarose, ודגורת הצלחות בן לילה.</li>
	<li>הסר את הצלחות למחרת, ולהתבונן לכל זיהום.</li>
</ol>

מלבד שימוש במבערי בונסן, סביבות עבודה אספטיות יכולות להישמר גם בתחנות עבודה מיוחדות המכונות ברדסים לזרימת למינאר, המשתמשים בזרימת אוויר מכוונת ומסננים לשמירה על סטריליות.
שימוש נכון בטכניקה אספטית חיוני למיקרוביולוגים סביבתיים בעת דגימה בשטח ובמעבדה בעת עבודה עם מדיה, ריאגנטים ובידודים בתרביתות.  טכניקה אספטית גרועה בתחום יכולה לגרום להעברת מיקרואורגניזמים מהטכנאי לדגימות סביבתיות קריטיות, כמו גם לזיהום צולב של חיידקים מדגם אחד למשנהו. אירועים כאלה הם בעלי חשיבות, למשל, במחקרים אקולוגיים מיקרו...

טכניקה אספטית במדעי הסביבה

מקור: מעבדות של ד"ר איאן פפר וד"ר צ'ארלס גרבה - אוניברסיטת אריזונה הפגנה סופרת: לואיזה איקנר
טכניקה אספטית היא מיומנות בסיסית הנהוגה בתחום המיקרוביולוגיה הסביבתית הדורשת איזון של תשומת לב ותרגול במעבדה. שימוש נכון בטכניקה זו מפחית את הסבירות לזיהום חיידקי או פטרייתי של ריאגנטים, מדיה תרבותית ודגימות סביבתיות. טכניקה אספטית חיונית גם כדי להבטיח שלמות נתונים ולשמור על טוהר ספריות התרבות שעשויות להיות מורכבות מטילוקים נדירים וקשים מאוד לתרבות. מקורות הזיהום בסביבת המעבדה כוללים מיקרואורגניזמים מוטסים (כולל אלה הנצמדים לאבק וחלקיקי מוך), חיידקים הנמצאים בסביבת העבודה של ספסל המעבדה או על כלי זכוכית או ציוד לא סטריליים, ומיקרואורגניזמים המועברים מגופו ושיערו של החוקר. השימוש בטכניקה אספטית הוא גם אמצעי בטיחות שמוריד את הפוטנציאל להעברת מיקרואורגניזמים לחוקרים, וזה חשוב במיוחד בעת עבודה עם פתוגנים.

התוצאה של ההליך מדגימה טכניקה אספטית נכונה וטכניקה אספטית גרועה. איור 7 ממחיש את הזיהום שיכול לנבוע מטכניקה אספטית גרועה בעת שפיכת לוחות אגרוז (צלחת עליונה: מדיום סטרילי; צלחות תחתונות: מדיה מזוהמת).
<img alt="Figure 7" src="/files/ftp_upload/10040/10040fig7.jpg"> איור 7: זיהום שיכול לנבוע מטכניקה אספטית גרועה בעת שפיכת צלחות אגרוז. צלחת עליונה: מדיום סטרילי; לוחיות תחתונות: מדיה מזוהמת.

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Luisa Ikner
Aseptic technique is a ...

טכניקה אספטית היא מיומנות בסיסית במיקרוביולוגיה, ויש לה יישומים מכריעים במחקר סביבתי. אם תרביות מיקרוביולוגיות מזוהמות, הזמן, העבודה והעלויות הכספיות שיידרשו ממעבדה כדי "לנקות" או להחליף את התרביות, במיוחד מבודדים נדירים מסביבות ייחודיות, עלולות להיות גבוהות מאוד ובלתי אפשריות, וחלק מהדגימות עשויות להיות בלתי ניתנות להחלפה. שימוש נכון בטכניקות אספטיות מפחית את הסבירות לזיהום חיידקי ופטרייתי של ריאגנטים, אמצעי תרבית ודגימות סביבתיות, וגם מונע זיהום צולב בין דגימות. זהו גם אמצעי בטיחות שמפחית את ההעברה הפוטנציאלית של חיידקים לנסיין, וזה חשוב במיוחד בעבודה עם פתוגנים. סרטון זה יציג את עקרונות האספסיס; מספר טכניקות חשובות לשמירה על ריאגנטים ותרביות סטריליות; ולבסוף, כמה מהשימושים שלהם במדעי הסביבה. המטרה של שימוש בטכניקות אספטיות היא ליצור ולתחזק סביבת עבודה סטרילית, ציוד וריאגנטים, כדי למזער זיהום של דגימות ביולוגיות. מקורות זיהום נפוצים כוללים מיקרואורגניזמים הנישאים באוויר, חיידקים הנמצאים על ספסל המעבדה או הציוד, ואלה מהשיער, הגוף והבגדים של החוקר. שני סוגים של חומרים הם מרכזיים להסרה או למניעה של זיהום במעבדה: כימיקלים לחיטוי וחום. פתרונות כגון 70% אתנול ואקונומיקה מדוללת משמשים לעתים קרובות לחיטוי ציוד, משטחי עבודה וכפפות של נסיינים לפני שהם עוסקים בעבודה אספטית. במקביל, חיידקים על או בתוך כלים, כלי זכוכית ומדיה נוזלית יכולים להיהרג בחום בחיטוי, שהוא תא המעקר תוכן באמצעות חשיפה לאדים בלחץ בטמפרטורה גבוהה. בנוסף, כלים כגון מוטות זכוכית המשמשים לציפוי מפוזר ולולאות חיסון מתכת ניתנים לעיקור בחום באמצעות מקור להבה, כגון מבער בונסן. השימוש במקור להבה הוא גם אחת הדרכים הנפוצות ביותר להקמת סביבת עבודה אספטית. החום מהלהבה גורם להסעת אוויר, יוצר זרם מעלה המרים את כל המזהמים הנישאים באוויר מסביבת המבער, ויוצר "שדה סטרילי" בו ניתן לבצע עבודות ניסוי אספטיות. כעת, לאחר שהבנתם את העקרונות מאחורי טכניקות אספטיות ומדוע הן חשובות, בואו נעבור על פרוטוקול ליצירת סביבת עבודה אספטית, יצירת מצע גידול סטרילי והעברה אספטית של חיידקים בין תנאי תרבות שונים. לפני תחילת העבודה האספטית, חשוב שהנסיין ילבש ציוד מגן אישי מתאים, או PPE. המטרה היא גם למנוע מהנסיין לזהם את הדגימות ותרביות המעבדה, וגם למנוע העברה של חיידקים פתוגניים פוטנציאליים לחוקר. פריטי PPE כוללים מעיל מעבדה, כפפות ומשקפי מגן. השלב הבא הוא לעקר ולאחסן כראוי את מצע הגידול שישמש לתרבית הדגימות המיקרוביאליות. ראשית, שקלו את הכמות הנכונה של רכיבי מדיום מוצקים, והוסיפו אותם לנפח המתאים של ממס נוזלי שצוין על ידי היצרן, כגון מים נטולי יונים, במיכל הניתן לחיטוי הוסף מוט ערבוב מגנטי, הנח את המיכל על מערבל פלטה חמה, והמיס את רכיבי המדיום המוצק בחום נמוך ותוך ערבוב. סגור את המכולות הבינוניות. אם משתמשים בכלי זכוכית עם מכסה הברגה, הקפידו לא להדק את המכסה לחלוטין, מכיוון שהאוויר בתוך הכלים יתרחב עקב חימום במהלך החיטוי וצריך לברוח. ללא מילוט, הגז עלול לגרום לכלי השיט להיקרע. שים חתיכת סרט חיטוי על הכלים, ובצע חיטוי של המדיה בהתאם להוראות היצרן, כגון 20 דקות ב-121 מעלות צלזיוס. לאחר החיטוי, ודא שהפסים על סרטי החיטוי השחירו, מה שמצביע על הטמפרטורה המתאימה. למצעי גידול נוזליים, הניחו להם להתקרר לטמפרטורת החדר, ואחסנו אותם בטמפרטורת החדר או בקירור לפי הצורך. עבור מצעי גידול מוצקים מבוססי אגר, תנו להם להתקרר לכ-50? C, ואז יוצקים לצלחות פטרי סטריליות. הניחו לאגר להתקרר ולהתמצק לפני האחסון בטמפרטורה המתאימה. עבור מדיה שלא ניתן לבצע חיטוי עקב נוכחותם של רכיבים רגישים לחום, יש לעקר את המסנן באמצעות מסנן 0.22 מ'. טכניקת ליבה בעבודה מיקרוביולוגית היא העברה אספטית של תרביות חיידקים בין מצעי גידול שונים, מוצקים ונוזליים כאחד. לפני שמתחילים, נקו את משטח ספסל המעבדה עם חומר חיטוי. זה מוריד את הסיכון לזיהום תרביות או מדיה סטרילית. העברת תרביות חיידקים עושה בדרך כלל שימוש בכלי הנקרא לולאת חיסון, שצריך לעקר לפני השימוש על ידי חימום בלהבה. הפעל מקור להבה. העבירו לאט את לולאת החיסון דרך קצה הלהבה. הלולאה תהפוך לאדום לוהט. כדי להעביר מושבת חיידקים מצלחת אגר מוצקה, פתח מעט את צלחת הפטרי והקש בעדינות על לולאת החיסון החמה על חלק ריק של משטח האגר כדי למנוע הרג חום של החיידקים. מגרדים מושבה בודדת עם לולאת החיסון, וסוגרים את הצלחת. כדי להעביר חיידקים ממצע גידול נוזלי, הסר את המכסה ממיכל התרבות. כדי לסייע במניעת זיהום, הימנע מהנחת הפקק על הספסל. העבירו את פי המיכל 2-3 פעמים דרך החלק החם ביותר של הלהבה. לאחר מכן, גע בזהירות בלולאת החיסון החמה והמעוקרת בחלק הפנימי של המיכל ותן לו להתקרר לפני הכנסתו לתרבית המרק. הסר לולאה אחת של התרבית, וסגור מיד את המכסה. להעברת החיידקים המתקבלים למצע גידול סטרילי, הסר את המכסה ממיכל עם המרק הסטרילי והעביר את פתח המיכל דרך הלהבה 2-3 פעמים. לאחר מכן, הורד בזהירות את לולאת החיסון לתוך המדיום, וערבב בעדינות כדי לשחרר את החיידקים. סגור מיד את המכסה. יש לעקר את לולאת החיסון לאחר השימוש. אם מעבירים חיידקים לצלחת אגר סטרילית, פתחו את המכסה של צלחת פטרי טרייה עם אגר לא מחוסן. פס את לולאת החיסון עם תרבית החיידקים הלוך ושוב על פני מגזר אחד של האגר. עקרו את הלולאה וקררו אותה על ידי נגיעה בחלק ריק של האגר, ואז צרו פס נוסף על האגר בזווית קהה לפס הראשון, הקפידו לחצות את הרצף הראשון ב-1-2 החבטות הראשונות אך הימנעו מלגעת ברצף הראשון בתנועות הבאות. חזור על העיקור והפסים פעמיים נוספות. סגור את צלחת הפטרי, ועקר את לולאת החיסון. לאחר החיסון, יש לדגור את המרק או צלחת האגר בטמפרטורת הגידול האידיאלית עבור המיקרואורגניזם הנתון כדי להשיג תרבית בת קיימא. על מדיום מוצק, מדשאה או גדיל רציף של חיידקים יהיו גלויים על אגר המכוסה בשני הפסים הראשונים, אך יש להשיג מושבות בודדות בפס האחרון. טכניקות אספטיות גרועות יגרמו לצמיחה של עובש ומזהמים אחרים על הצלחת. טכניקות אספטיות חשובות בניסויים רבים הכוללים דגימות מיקרוביאליות מהסביבה. במחקר זה, החוקרים בודדו בקטריופאג'ים, שהם נגיפים מדביקי חיידקים, מחיידק האדמה הנפוץ Arthrobacter. תרביות Arthrobacter גודלו לראשונה בתנאים אספטיים. לאחר מכן נשטפו דגימות אדמה וסוננו במאגר פאג'ים, ותמיסת הפאג'ים עורבבה עם תרבית החיידקים וציפתה על צלחות אגר. דשא חיידקי היה נוצר על הצלחת, אבל היו קרחות, או "פלאק", במקומות שבהם הנגיף הדביק והרג את החיידקים. לאחר מכן ניתן היה לטהר את הפאג'ים מהלוחות הללו למחקר נוסף. מלבד השימוש במבערי Bunsen, ניתן לשמור על סביבות עבודה אספטיות גם בתחנות עבודה מיוחדות הידועות בשם קולטי אדים למינאריים, המשתמשות בזרימת אוויר מכוונת ובמסננים כדי לשמור על סטריליות. כאן, מדענים עבדו במכסה זרימה כדי לבודד חיידקים ווירוסים פתוגניים פוטנציאליים מדגימות מים. מבודדים אלה גודלו לאחר מכן יחד עם אמבות. מכיוון שאמבות בדרך כלל אוכלות חיידקים או "פגוציטוז", כל חיידק שהיה מסוגל להתנגד לעיכול אמבלי ולהישאר באורגניזמים האלה יכול גם להישאר בר קיימא בתאים אנושיים ולגרום למחלות. לבסוף, התנאים הסטריליים מאפשרים מחקר מפורט של מנגנונים אקולוגיים כמו היווצרות גושי שורש בצמחי קטניות - איברים מלאי חיידקים ש"מקבעים" חנקן אטמוספרי לאמוניה, המשמשת את הצמח לגידול. החוקרים כאן יצרו "מיקרוקוסמוס" לחקר תהליך הגושים באמצעות לוחות פטרי מחורצים עם מצע גידול צמחים, הניחו שתילים לתוכם וחיסנו את השתילים בחיידקי ריזוביאל יוצרי גושים. הסביבה האספטית של מכסה המנוע מונעת זיהום של התרבויות בחיידקים או פטריות אחרות. זה עתה צפיתם בסרטון של JoVE על טכניקות אספטיות במדעי הסביבה. כעת עליך להבין מדוע תנאי עבודה אספטיים חשובים; כיצד לבצע ניסויים מיקרוביולוגיים באופן אספטי; וכמה יישומים של טכניקות אספטיות למחקר סביבתי. כמו תמיד, תודה שצפית!

Education

JoVE Science Education

Environmental Sciences

מדעי הסביבה

Environmental Microbiology

מיקרוביולוגיה סביבתית

preventing contamination in microbiology labs

Aseptic technique helps prevent contamination in environmental microbiology labs. It is a careful lab skill that takes practice and attention. When used correctly, it lowers the chance that bacteria or fungi will contaminate reagents, culture media, or environmental samples.

This technique also protects data quality. Keeping samples and cultures clean helps preserve the purity of culture libraries, including rare isolates that are difficult to grow. In this way, aseptic technique supports reliable results in environmental science labs.

Contamination can come from several places in the lab. Airborne microorganisms can ride on dust and lint particles. Microbes can also be present on the lab bench, on unsterilized glassware or equipment, and on the body or hair of the researcher.

Aseptic technique is also a safety measure. It reduces the chance that microorganisms will be passed to researchers, which matters even more when working with pathogens.

Preventing Contamination in Microbiology Labs

preventing-contamination-in-microbiology-labs

determination of moisture content in soil

determination-of-moisture-content-in-soil

Soil Pore Space and Water Content

Soil pore space holds water and air. Soil moisture content is the amount of water present in soil. This water sits in the spaces between soil aggregates and inside the aggregates themselves. These spaces are called inter-aggregate pore space and intra-aggregate pore space. In normal soil, pore space is usually filled by air, water, or both. If the pores contain only air, the soil is completely dry. If the pores are filled with water, the soil is saturated.

aseptic technique in environmental science

Aseptic technique helps prevent contamination in environmental microbiology labs. It is a careful lab skill that takes practice and attention. When used correctly, it lowers the chance that bacteria or fungi will contaminate reagents, culture media, or environmental samples. This technique also protects data quality. Keeping samples and cultures clean helps preserve the purity of culture libraries, including rare isolates that are difficult to grow. In this way, aseptic technique supports...

gram staining of bacteria from environmental sources

gram-staining-of-bacteria-from-environmental-sources

Visualizing Environmental Bacteria with Gram Stain

Gram staining helps scientists visualize bacteria collected from environmental sources. It is a fast, practical method for sorting culturable bacterial populations of interest. For environmental microbiologists, this can be useful whether the sample comes from a known isolate in the lab or from soil or water collected in the field. Environmental microbiology includes many kinds of research, from bench-scale work to field sampling. Soil and water samples often contain unknown bacterial...

visualizing soil microorganisms via the contact slide assay and microscopy

visualizing-soil-microorganisms-via-contact-slide-assay

Soil Life, Microbes, and the Rhizosphere

Soil is the thin layer at Earth’s surface that supports life. It contains both abiotic factors, which are nonliving parts, and biotic factors, which are living or once-living parts. The abiotic portion includes inorganic particles of different sizes and shapes that help determine soil texture. The biotic portion of soil includes plant residues, roots, organic matter, and microorganisms. Soil is especially rich in microbes. One gram of soil can contain large numbers of bacteria, actinomycetes,...

filamentous fungi

Fungi in Soil and Nutrient Cycling

Fungi are heterotrophic eukaryotic organisms that play an important role in soil. With the exception of yeasts, they are aerobic, which means they use oxygen. They are abundant in surface soils and help break down organic matter and some organic contaminants. These organisms also support nutrient cycling in the environment. White rot fungi, such as Phanerochaete chrysosporium, are a well-known example. They can degrade aromatics, which are ring-shaped organic compounds found in many materials.

community dna extraction from bacterial colonies

community-dna-extraction-from-bacterial-colonies

Soil Microbe Study Using Community DNA

Community DNA from soil helps scientists study microbial communities without relying only on culture tests. Traditional methods use dilution and plating on selective or differential media, or they use direct count assays. Direct counts show the total number of bacteria present, but they do not show how many populations are in the community or how diverse those populations are. Plate counts can measure total culturable bacteria or selected culturable groups. That makes them useful for comparing...

detecting environmental microorganisms with the polymerase chain reaction and gel electrophoresis

detecting-environmental-microorganisms-with-polymerase-chain-reaction

PCR for Tracking Microbes in Soil and Water

PCR is used to track microorganisms in soil, water, and air samples by detecting their DNA. The technique copies a specific DNA segment, which helps identify target microbes at the species, strain, and serovar or pathovar level. It can also help describe whole microbial communities in a sample. Culture-based methods are still used to detect microorganisms in environmental samples. These methods grow microbes on special media in the lab. They are useful, but they can miss microbes that are...

rna analysis of environmental samples using rt-pcr

rna-analysis-of-environmental-samples-using-rt-pcr

RT-PCR for Detecting RNA in Samples

RT-PCR is used to detect RNA in environmental samples by first converting RNA into DNA. It follows the same temperature-cycling steps as conventional PCR, but it begins with ribonucleic acid (RNA) instead of deoxyribonucleic acid (DNA). The RNA is turned into complementary DNA, or cDNA, so DNA-based tools can be used to study it. This method is important for finding RNA-based organisms in soil, water, and agricultural samples. Many viruses in the environment use RNA as their genetic material.

quantifying environmental microorganisms and viruses using qpcr

quantifying-environmental-microorganisms-and-viruses-using-qpcr

qPCR for Detecting Waterborne Viruses

Quantitative polymerase chain reaction (qPCR), also called real-time PCR, is a molecular method used to measure microorganisms in environmental samples. It helps researchers estimate how much microbial material is present, including disease-causing pathogens. This makes qPCR useful in environmental microbiology when samples need accurate counts. Before qPCR, scientists mainly relied on culture-based methods to quantify microbes. Those methods can be difficult to use with environmental samples.

water quality analysis via indicator organisms

water-quality-analysis-via-indicator-organisms

Indicator Organisms for Safe Water Testing

Water quality analysis can use indicator organisms to check for contamination in a fast and practical way. It helps monitor pollutants, nutrients, pathogens, and other substances that can affect water as a resource. When water is affected by human activity, its integrity can change. Fecal contamination is especially important because it can introduce microbial pathogens. These pathogens can threaten plant, animal, and human health and lead to disease or illness. As water demand increases and...

isolation of fecal bacteria from water samples by filtration

isolation-of-fecal-bacteria-from-water-samples-by-filtration

Coliform Testing in Water Safety Monitoring

Coliform testing helps monitor water safety in agricultural, recreational, and domestic settings. It is used because contaminated water can spread waterborne disease to people and animals. The microorganisms linked to these outbreaks include parasites, bacteria, and viruses. They are shed in high numbers in the feces of infected hosts. Infection can then spread by the fecal-oral route when a person ingests contaminated water. Testing every possible pathogen in water is not practical or...

detection of bacteriophages in environmental samples

detection-of-bacteriophages-in-environmental-samples

Bacteriophages and Coliphages in Wastewater

Bacteriophages are viruses that infect bacteria, and coliphages are the ones that infect coliform bacteria. These viruses can be found wherever coliform bacteria are present. The page focuses on how these phages relate to environmental samples, especially domestic wastewater. Viruses are a special group of biological entities that can infect both eukaryotic and prokaryotic organisms. They are obligate parasites, which means they must use a host cell to make more virus particles. They have no...

culturing and enumerating bacteria from soil samples

culturing-and-enumerating-bacteria-from-soil-samples

Soil Bacteria and Actinomycete Plating

Soil bacteria can be counted and grown using dilution and plating methods. Surface soils contain inorganic and organic particles that form secondary aggregates. The spaces between these aggregates hold air and water. That mix creates a good habitat for bacteria, and soil often contains more than 1 million bacteria per gram. Bacteria are the simplest microorganisms and are known as prokaryotes. A special group within this group is the actinomycetes. Actinomycetes are bacteria with a filamentous...

bacterial growth curve analysis and its environmental applications

bacterial-growth-curve-analysis-and-its-environmental-applications

Tracking Bacterial Growth in Pure Culture

Bacterial growth in pure culture shows how one species increases under controlled laboratory conditions. Pure culture means that only one type of bacterium is being studied. Because bacteria grow quickly, their cell numbers can rise sharply in a short time. Scientists measure how the bacterial population changes over time to create a growth curve. This curve helps show the rate of growth for the isolate being tested. It is a useful way to study bacteria in the lab instead of mixing many...

algae enumeration via culturable methodology

algae-enumeration-via-culturable-methodology

Counting Algae in Soil and Water Samples

Algae can be counted in soil and water samples using a culture-based most probable number (MPN) method. These microorganisms share one key trait: they contain photosynthetic pigments. The method helps measure algae that may grow in swimming pools, surface waters, and soils. Algae can create problems in lakes and reservoirs when blooms release toxins. They are also important in biofuel research because some species are being explored as energy sources. Blue-green algae are actually bacteria...

environmental microbiology

This collection provides an introduction to microbial communities in the environment and their roles in ecosystems; and also explores common methods used to study environmental microbiology. 

Learn how aseptic technique helps prevent contamination in environmental microbiology labs, protect culture purity, and improve safety when working with microbes.

Preventing Contamination in Microbiology Labs | JoVE K12

Natural Selection and Evolution

HS-LS4-5.

Overview

Principles of Aseptic Technique

Preparation for Aseptic Work

Aseptic Transfer of Bacteria Between Liquid Media and Petri Plates

Applications

Summary

What is Central Tendency?

Descriptive statistics describe or summarize relevant characteristics of a sample and aid in the analysis of data of interest. When analyzing large ...

Arithmetic Mean

The arithmetic mean is the most commonly used measure of the central tendency of a data set. It is defined as the sum of all the elements constituting the ...

Geometric Mean

The mean is a measure of the central tendency of a data set. In some data sets, the data is inherently multiplicative, and the arithmetic mean is not ...

Harmonic Mean

The arithmetic mean is usually skewed towards the larger values in the data set. Therefore, to avoid this inherent bias towards smaller values, the ...

Trimmed Mean

While measuring the mean of a data set, care needs to be taken when associating the mean to its central tendency. The same goes for the arithmetic mean, ...

Weighted Mean

While taking the arithmetic, geometric, or harmonic mean of a sample data set, equal importance is assigned to all the data points. However, all the ...

Root Mean Square

If in an experiment, data values have a probability of being both positive and negative, neither the arithmetic mean, the geometric mean, nor the harmonic ...

What is a Mode?

The mode is one of the commonly used measures of a central tendency. It is defined as the most frequent value in a data set.
There can be more than one ...

Median

Besides mean, the median is a widely used measure of central tendency. Typically, median is defined as the central or middle value of a data set, measured ...

Multiple Bar Graph

As the name suggests, a multiple bar graph is the same as a bar graph but has multiple bars to depict relationships between different data values. One can ...

Pareto Chart

A Pareto chart is a bar graph or a combination of both line and bar graphs. The bar lengths represent the individual values or the frequency, while the ...

Pie Chart

A pie chart (or a pie graph) is a circular graphical chart or a pictorial representation of categorical data. It is divided into slices of pie each ...

Community Diversity

Populations do not live in isolation; thus, every population interacts with others in certain ways. These interactions give rise to a network of ...

What is Biodiversity?

Biodiversity describes the variety of living things at multiple organizational levels: genetic, species and ecosystem diversity. Species diversity ...

Measuring Biodiversity

Diverse ecosystems are important for the health of the planet and our survival as humans; it is therefore incredibly important for us to understand and ...

Quadrats and Transects Preparation
ExpandStart by tying a knot at the beginning, end and every 5 feet of six 20-foot pieces of rope.
Then, identify three ...

Quadrats and Transects
ExpandIn this activity, you will be using quadrats along transect lines to take biodiversity measurements of the plant species in ...

What are Populations and Communities?

Populations are groups of individuals of the same species that inhabit a shared environment. Communities include multiple co-existing, interacting ...

What is an Ecosystem?

Overview

An ecosystem is the interaction between all abiotic and biotic factors in an environment and can be classified as terrestrial or aquatic. ...

Population Growth

Population Models
An ecological population is a group of individuals of a single species living in an area at the same time. To persist, a population must ...

Species Distribution and Biogeography

Species Distribution

Biogeography is the study of species distribution across geographic space and the processes that shape these distributions. This ...

Threats to Biodiversity

There have been five major extinction events throughout geological history, resulting in the elimination of biodiversity, followed by a rebound of species ...

What is Conservation Biology?

Conservation biology is a scientific field that focuses on the preservation of biodiversity in order to protect ecosystems while meeting the needs of the ...

Algae Enumeration via Culturable Methodology

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Bradley Schmitz
Algae are a highly ...

an-introduction-to-the-chick-gallus-gallus-domesticus

An Introduction to the Chick: Gallus gallus domesticus

The chicken embryo (Gallus gallus domesticus) is an extremely valuable model organism for research in developmental biology, in part because most of their ...

an-introduction-to-the-laboratory-mouse-mus-musculus

An Introduction to the Laboratory Mouse: Mus musculus

Mice (Mus musculus) are an important research tool for modeling human disease progression and development in the lab. Despite differences in their size ...

an-introduction-to-the-zebrafish-danio-rerio

An Introduction to the Zebrafish: Danio rerio

Zebrafish (Danio rerio) are small freshwater fish that are used as model organisms for biomedical research. The many strengths of these fish include their ...

determination-of-nox-in-automobile-exhaust-using-uv-vis-spectroscopy

Determination Of NOx in Automobile Exhaust Using UV-VIS Spectroscopy

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
In the troposphere, ozone is naturally formed when sunlight splits nitrogen ...

analysis-of-earthworm-populations-in-soil

Analysis of Earthworm Populations in Soil

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Using mustard, Lumbricus terrestris earthworm populations can be sampled ...

Dissolved Oxygen in Surface Water

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Dissolved oxygen (DO) measurements calculate the amount of gaseous oxygen ...

Drosophila Maintenance

Drosophila melanogaster, commonly known as fruit flies, are a frequently used model organism for life science research. Although starting a collection of ...

Bacterial Growth Curve Analysis and its Environmental Applications

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Luisa Ikner
Bacteria are among the most ...

drosophila-melanogaster-embryo-and-larva-harvesting-and-preparation

Drosophila melanogaster Embryo and Larva Harvesting and Preparation

Drosophila melanogaster embryos and larvae are easy to manipulate and develop rapidly by mechanisms that are analogous to other organisms, including ...

Bacterial Transformation: Electroporation

The term &#x201C;transformation&#x201D; refers cellular ingestion of foreign DNA.  In nature, transformation can occur in certain types of bacteria.  In ...

Filamentous Fungi

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Bradley Schmitz
Fungi are heterotrophic ...

bacterial-transformation-the-heat-shock-method

Bacterial Transformation: The Heat Shock Method

Transformation is the process that occurs when a cell ingests foreign DNA from its surroundings. Transformation can occur in nature in certain types of ...

Introduction to the Spectrophotometer

The spectrophotometer is a routinely used instrument in scientific research.  Spectrophotometry is the quantitative measurement of how much a chemical ...

Basic Mouse Care and Maintenance

Mice (Mus musculus) are small rodents that breed and sexually mature quickly, making them perfectly suited to generating large animal colonies for ...

Isolation of Fecal Bacteria from Water Samples by Filtration

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Luisa Ikner
The quality of water destined ...

C. elegans Maintenance

Ceanorhabditis elegans has been, and is still, used to great success as a model organism for studying a variety of developmental, genetic, molecular and ...

lead-analysis-of-soil-using-atomic-absorption-spectroscopy

Lead Analysis of Soil Using Atomic Absorption Spectroscopy

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Lead occurs naturally in soil, in levels ranging from 10-50 ppm. However, ...

Culturing and Enumerating Bacteria from Soil Samples

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Authors: Bradley Schmitz and Luisa Ikner
Surface ...

Measuring Tropospheric Ozone

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Ozone is a form of elemental oxygen (O3), a molecule of three oxygen atoms ...

Detection of Bacteriophages in Environmental Samples

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Alex Wassimi
Viruses are a unique group of ...

Nutrients in Aquatic Ecosystems

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Nitrogen and phosphorus are essential plant nutrients found in aquatic ...

Passaging Cells

Cell lines are frequently used in biomedical experiments, as they allow rapid culture and expansion of cell types for experimental analysis. Cell lines ...

Plasmid Purification

Plasmid purification is a technique used to isolate and purify plasmid DNA from genomic DNA, proteins, ribosomes, and the bacterial cell wall. A plasmid ...

Quantifying Environmental Microorganisms and Viruses Using qPCR

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Bradley Schmitz
Quantitative polymerase ...

tree-identification-how-to-use-a-dichotomous-key

Tree Identification: How To Use a Dichotomous Key

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
A dichotomous key is a tool that identifies items in nature, such as ...

Use mathematical representations to support and revise explanations based on evidence about factors affecting biodiversity and populations in ecosystems of different scales.

Preventing Contamination in Microbiology Labs

Description

Transcript

Tags

More videos by Standards