ソース: ドクターペッパー イアン博士チャールズ Gerba – アリゾナ大学所
示す著者: ルイーザ Ikner
無菌技術は、マインドフルネスと実験室の練習のバランスを必要とする環境の微生物学の分野で広く練習される基本スキルです。この手法の適切な使用は、試薬、培地、環境試料の細菌や真菌の汚染の可能性を低減します。無菌技術はまたデータの整合性を確保し、非常に稀で、文化の分離することは困難ので構成されるかもしれない文化ライブラリの純度を維持する重要です。試験所環境の汚染の源は浮遊微生物濃度 (これらのほこりや糸くず付着粒子を含む) を含みます、微生物提示実験室ベンチ ワークスペース、または無殺菌ガラスや機器、および微生物体と研究者の髪から転送。無菌技術の使用削減を研究している微生物の伝達のための潜在的な病原体を扱う場合特に重要です安全対策しています。
無菌技術を使用しての目標を作成および維持滅菌作業環境、機器、試薬、試料の汚染を最小限に抑えることです。これを行うには、作業スペースといくつかのツール 70% エタノールなどの薬品で消毒することができ、漂白剤を希釈します。また白衣、手袋などの個人保護用具 (PPE) のドンに研究者にとって重要だし、安全ゴーグルを着用します。
メディアと試薬は、細菌などほとんどの微生物を効果的に削除 0.22 μ m のフィルターを用いてフィルター滅菌器具を使用して滅菌することができます。また、多くの試薬や機器は、また高熱で滅菌することができます。たとえば、微生物やツール、ガラス製品、および液体媒体ですることができます熱殺された高圧、高温加圧蒸気への暴露を介して内容を殺菌室であります。さらに、いくつかのツールは、熱滅菌ブンゼン バーナーなどの炎のソースを使用することができます。
炎の源の使用はまた無菌作業環境を確立する最も一般的な方法の 1 つです。炎からの熱無菌実験作業を行うことで、バーナーの近くから離れて浮遊汚染物をリフトする上昇気流を生成し、「滅菌フィールド」を作成、空気の対流が発生します。
1. 無菌作業のための準備
2. 細菌の転送: ペトリ プレートにペトリ プレートから
3. 細菌の転送: ペトリ プレートにスープ文化から
4. 細菌の転送: ペトリ プレート滅菌液体培地への成長から
5. 細菌の転送: 滅菌液体培にスープ文化から
無菌は、微生物学では基本的な技術であり環境研究の重要なアプリケーションがあります。
場合微生物学的文化が汚染されて、時間、労働、「クリーンアップ」またはユニークな環境から分離された文化、特に珍しい置換するラボの必要とされる金融のコストが非常に高いと、法外な、いくつかサンプルは、交換できない場合があります。
無菌技術の適切な使用は、試薬、培地、環境試料の細菌や真菌の汚染の可能性を低減、またサンプル間の交差汚染を避けます。また、病原体を使用するとき特に重要である、実験者に微生物の伝播の可能性を減少させる安全対策です。
無菌の原則を紹介します滅菌試薬と文化を維持するためにいくつかの重要なテクニックそして最後に、いくつかの環境の科学の使用。
無菌技術を使用しての目標を作成および維持滅菌作業環境、機器、試薬、試料の汚染を最小限に抑えることです。汚染の一般的な原因は、空気中の微生物、微生物実験室ベンチや機材、髪、ボディ、および研究者の衣服からのそれらの提示します。
2 つのタイプのエージェントが削除または実験室での汚染を防ぐ中央: 消毒剤と熱。70% エタノールなど希釈の漂白剤の解決策は、無菌作業に従事する前に実験者の手袋、作業面、機器の消毒に使われます。
同時に微生物やツール、ガラス製品、および液体媒体ですることができます熱殺された高圧、高温加圧蒸気への暴露を介して内容を殺菌室であります。加えて、ガラス棒などのツール拡散めっきと金属接種ループは熱殺菌のブンゼン バーナーなどの炎のソースを使用することができます。
炎の源の使用はまた無菌作業環境を確立する最も一般的な方法の 1 つです。炎からの熱無菌実験作業を行うことで、バーナーの近くから離れて浮遊汚染物をリフトする上昇気流を生成し、「滅菌フィールド」を作成、空気の対流が発生します。
今では、無菌テクニックと彼らが重要な理由の背後にある原理を理解は、無菌の作業環境を作成する、滅菌成長媒体を作ると異なる培養条件の間の細菌を無菌転送するためのプロトコルを行ってみましょう。
無菌作業を開始する前に適切な保護具や PPE に実験者にとって重要です。これの目的は、サンプルと実験室文化の汚染から実験者を防ぐために両方と研究する可能性のある病原微生物の伝達を防ぐためにです。PPE の項目には、実験用の上着や手袋、安全ゴーグルが含まれます。
次の手順は、適切に消毒し微生物サンプルの培養に使用される成長媒体に格納です。まず、固体培地成分の適切な量を量りし、液体溶剤脱イオン水、オートクレーブ コンテナー追加電磁攪拌棒、ホット プレート攪拌にコンテナーを配置低熱で固体培地成分を溶解との製造元によって指定され、攪拌の適切なボリュームに追加。
中のコンテナーを閉じます。ガラス容器を使用すると、キャップのネジと、ない血管内部の空気オートクレーブ滅菌中に加熱による展開が、エスケープする必要があります、完全にキャップを締めてさい。脱出せずガスに容器破裂する可能性があります。器、オートクレーブ 121 ° c 20 分などの製造元の指示に従ってメディアをオートクレーブ テープの一部を入れてください。オートクレーブ後、オートクレーブ テープのストライプが黒、適切な温度に達したを示すになってことを確認します。
液体の成長媒体のため、室温まで冷ます、室温でまたは適切な冷凍保存します。寒天ベース固体成長媒体、それらを冷ます約 50 ° C にし、滅菌シャーレに注ぐ。冷却し、適切な温度で保存する前に固める寒天を許可します。
熱に敏感な部品が存在するためオートクレーブすることはできませんメディア、フィルターは、0.22 μ m フィルターを使用して滅菌します。
微生物学的仕事のコア技術は、無菌固体と液体の両方の異なる成長媒体間細菌文化を転送することです。開始、する前に消毒剤でラボ ベンチ表面をきれいにします。これは文化か生殖不能媒体の汚染リスクを低減します。
細菌文化を転送する接種ループ、炎で加熱により使用前に消毒をする必要があると呼ばれるツールを使用よく。
炎のソースを入れます。ゆっくりと炎の先端を接種したループを渡します。ループはホット赤になります。固形寒天から細菌のコロニーを転送するには、ペトリネット プレートを少し開いて、軽く熱を殺す細菌を避けるために寒天表面の空の部分に熱い接種ループ。接種ループ単一コロニーをこすり、プレートを閉じます。
液体の成長媒体から細菌を転送するには、文化容器からキャップを取り外します。汚染を防ぐために回避ベンチの上にキャップを設定します。2-3 回炎のホットな部分を通って容器の口を渡します。その後、慎重にコンテナーの内側に熱い、滅菌接種ループに触れるし、スープ文化にそれを挿入する前に、涼しくてみましょう。文化の 1 つの loopful を削除し、すぐにキャップを閉じます。
得られた細菌を滅菌培に転送するため滅菌のスープとコンテナーからキャップをはずし、容器の口炎 2-3 回を渡します。その後、慎重に、培地へ接種ループを下げる、優しく細菌を解放する揺り動かしなさい。すぐにキャップを閉めてください。使用後接種ループを滅菌します。
滅菌寒天プレート上に細菌を転送する場合は、接種寒天と新鮮なペトリネット プレートのカバーを開きます。ストリーク バック前後寒天の 1 つのセクター間での細菌培養の接種ループ。ループを殺菌し、クールな寒天の空の部分に触れることによってそれ、寒天の別の縞鈍い角度で最初の 1-2 ストロークの最初の連勝を越えるが、ストロークの最初の連勝に触れないように必ず最初の連勝します。殺菌とストリー キング 2 回以上繰り返します。ペトリ プレートを閉じ、接種ループを消毒します。
一度接種すると, スープや寒天プレート、実行可能なカルチャを取得する特定の微生物の最適成長温度で培養する必要があります。固体媒体の芝生や細菌の連続ストランドが寒天の最初の 2 つの縞で覆われて表示されますが、最終的なストリークの個々 のコロニーを取得必要があります。貧しい人々 の無菌技術は、金型やプレートの他の汚染物質の成長になります。
無菌技術は環境から微生物サンプルを含む多くの実験で重要です。この研究では、研究者は隔離バクテリオファージが細菌感染ウイルスは、一般的な土壌細菌アースロバクターから。アースロバクター文化はまず無菌条件下で栽培しました。土壌サンプルされた洗浄バクテリオファージ バッファーでフィルタ リングし、バクテリオファージ溶液細菌文化と混合し、寒天プレートの上にメッキします。細菌の芝生とプレートになるが、開拓、またはウイルスが感染していたし、細菌を殺されたスポットで「プラーク」があるでしょう。ファージは、さらなる研究のためのこれらのプラクから精製できます。
ブンゼン バーナーを使用する以外は、使用する監督気流および無菌性を維持するためのフィルター、層流フードとして知られている専門のワークステーションで無菌作業環境を維持できます。ここでは、科学者は、潜在的な病原細菌および水試料からのウイルス分離する流フードで働いていた。これらの菌株は、アメーバとともに培養しました。アメーバは、通常食べるか””細菌を貪食、ため amoebal 消化に抵抗する、これらの有機体に残ることができたすべての細菌はまた、潜在的ひと細胞の存続し、病気を引き起こすできます。
最後に、滅菌条件は、マメ科植物の根粒形成植物 – 成長の植物によって使用されるアンモニアを大気中の窒素を「修正」細菌いっぱいの臓器など生態学的メカニズムの詳細な研究を許可します。ここで作成した研究者「小宇宙」植物培地で切欠きを有するペトリネット プレートを用いた根粒形成過程研究のための苗を入れるし、接種根粒菌の根粒形成と苗。流フードの無菌の環境は、他の細菌やカビの文化の汚染を防ぎます。
ゼウスの無菌環境科学技術関連のビデオを見てきただけ。今、無菌の労働条件が重要である理由を理解しておくべき無菌微生物実験; を実行する方法無菌技術の環境研究への応用。いつも見てくれてありがとう!
適切な無菌法と貧しい無菌処置の結果を示しています。図 7は、アガロース プレートを注ぐとき、貧しい無菌技術から生じる汚染を示しています (トップ プレート: 生殖不能媒体; 底板: メディアを汚染された)。
図 7: agarose プレートを注ぐとき、貧しい無菌技術から生じる汚染します。トップ プレート: 生殖不能媒体;底板: メディアを汚染します。
ブンゼン バーナーを使用する以外は、使用する監督気流および無菌性を維持するためのフィルター、層流フードとして知られている専門のワークステーションで無菌作業環境を維持できます。
無菌技術の適切な使用環境微生物学者にとって重要なメディア、試薬を使用する場合、フィールドと実験室をサンプリングするときは、菌株を培養しました。 フィールドで貧しいの無菌技術は、技術者が重要な環境試料から微生物の転送だけでなく、別の 1 つのサンプルから微生物のクロス汚染起因します。たとえば、重要性のようなイベントは、微生物生態研究を識別し、特定の生物群系に存在する細菌や真菌の集団を比較ましょう。このような試料の汚染は、データ整合性の損失につながります。無菌技術も研究室文化分離されたフィールド サンプリングや老舗の微生物と細胞文化のリポジトリからの維持のため重要です。時間、労働、「クリーンアップ」または汚染された文化、特に珍しいを交換するためにラボの必要となる費用は、ユニークな環境から分離されたことができる非常に高いと、いくつかの株に交換できない場合があります。
Aseptic technique is a fundamental skill in microbiology, and has crucial applications in environmental research.
If microbiological cultures are contaminated, the time, labor, and financial costs that would be required of a lab to “clean up” or replace the cultures, particularly rare isolates from unique environments, could be very high and prohibitive, and some samples may be irreplaceable.
Proper use of aseptic techniques reduces the likelihood of bacterial and fungal contamination of reagents, culture media, and environmental samples, and also avoids cross-contamination between samples. It is also a safety measure that diminishes the potential transmission of microbes to the experimenter, which is especially important when working with pathogens.
This video will introduce the principles of asepsis; several important techniques to maintain sterile reagents and cultures; and finally, some of their uses in environmental science.
The goal of using aseptic techniques is to create and maintain a sterile working environment, equipment, and reagents, so as to minimize contamination of biological samples. Common sources of contamination include airborne microorganisms, microbes present on the laboratory bench or equipment, and those from the hair, body, and clothing of the researcher.
Two types of agents are central to removing or preventing contamination in the laboratory: disinfectant chemicals and heat. Solutions such as 70% ethanol and dilute bleach are often used to disinfect equipment, working surfaces, and experimenters’ gloves before engaging in aseptic work.
At the same time, microbes on or in tools, glassware, and liquid media can be heat-killed in an autoclave, which is a chamber that sterilizes contents via exposure to high-temperature pressurized steam. In addition, tools such as glass rods used for spread plating and metal inoculation loops can be heat-sterilized using a flame source, such as a Bunsen burner.
The use of a flame source is also one of the most common ways to establish an aseptic working environment. The heat from the flame causes air convection, generating an updraft that lifts any airborne contaminants away from the vicinity of the burner, and creating a “sterile field” in which to conduct aseptic experimental work.
Now that you understand the principles behind aseptic techniques and why they are important, let’s go through a protocol for creating an aseptic working environment, making up sterile growth media, and aseptically transferring bacteria between different culturing conditions.
Before beginning aseptic work, it is important for the experimenter to don proper personal protective equipment, or PPE. The purpose of this is both to prevent the experimenter from contaminating the samples and lab cultures, and also to prevent the transfer of potentially pathogenic microbes to the researcher. PPE items include a lab coat, gloves, and safety goggles.
The next step is to properly sterilize and store the growth media to be used for culturing the microbial samples. First, weigh out the proper amount of solid medium components, and add them to the proper volume of liquid solvent specified by the manufacturer, such as deionized water, in an autoclavable container Add a magnetic stir bar, place the container on a hot plate stirrer, and dissolve the solid medium components with low heat and stirring.
Close the medium containers. If using a glass vessel with screw-on cap, be sure to not tighten the cap completely, as the air inside the vessels will expand due to heating during autoclaving and needs to escape. Without escape, the gas could cause the vessel to rupture. Put a piece of autoclave tape on the vessels, and autoclave the media according to the manufacturer’s instructions, such as 20 min at 121 °C. After autoclaving, verify that the stripes on the autoclave tapes turned black, indicating the proper temperature was reached.
For liquid growth media, let them cool to room temperature, and store them at room temperature or with refrigeration as appropriate. For agar-based solid growth media, let them cool to approximately 50 °C, then pour into sterile Petri dishes. Allow the agar to cool and solidify before storing at the appropriate temperature.
For media that cannot be autoclaved due to the presence of heat-sensitive components, filter sterilize using a 0.22-μm filter.
A core technique in microbiological work is to aseptically transfer bacterial cultures between different growth media, both solid and liquid. Prior to beginning, clean the lab bench surface with a disinfectant. This lowers the risk of contaminating cultures or sterile media.
Transferring bacterial cultures commonly makes use of a tool called an inoculating loop, which needs to be sterilized prior to use by heating in a flame.
Turn on a flame source. Slowly pass the inoculating loop through the tip of the flame. The loop will turn red hot. To transfer a bacterial colony from a solid agar plate, open the Petri plate slightly, and gently tap the hot inoculating loop onto an empty part of the agar surface to avoid heat-killing the bacteria. Scrape a single colony with the inoculating loop, and close the plate.
To transfer bacteria from a liquid growth medium, remove the cap from the culture container. To help prevent contamination, avoiding setting the cap down onto the bench. Pass the mouth of the container 2-3 times through the hottest portion of the flame. Then, carefully touch the hot, sterilized inoculation loop onto the inside of the container and let it cool before inserting it into the broth culture. Remove one loopful of the culture, and immediately close the cap.
For transferring the obtained bacteria to a sterile growth medium, remove the cap from a container with the sterile broth and pass the container’s opening through the flame 2-3 times. Then, carefully lower the inoculation loop into the medium, and agitate gently to release the bacteria. Immediately close the cap. Sterilize the inoculation loop after use.
If transferring bacteria onto a sterile agar plate, open the lid of a fresh Petri plate with uninoculated agar. Streak the inoculation loop with the bacterial culture back-and-forth across one sector of the agar. Sterilize the loop and cool it by touching an empty part of the agar, then make another streak on the agar at an obtuse angle to the first streak, making sure to cross the first streak on the first 1-2 strokes but avoid touching the first streak on subsequent strokes. Repeat the sterilization and streaking 2 more times. Close the Petri plate, and sterilize the inoculation loop.
Once inoculated, the broth or agar plate should then be incubated at the ideal growth temperature for the given microorganism to obtain viable culture. On solid medium, a lawn or continuous strand of bacteria would be visible on agar covered by the first two streaks, but individual colonies should be obtained on the final streak. Poor aseptic techniques would result in the growth of mold and other contaminants on the plate.
Aseptic techniques are important in many experiments involving microbial samples from the environment. In this study, researchers isolated bacteriophages, which are bacteria-infecting viruses, from the common soil bacterium Arthrobacter. Arthrobacter cultures were first grown under aseptic conditions. Soil samples were then washed and filtered in phage buffer, and the phage solution was mixed with the bacterial culture and plated onto agar plates. A bacterial lawn would form on the plate, but there would be clearings, or “plaques”, at spots where the virus had infected and killed the bacteria. Phage could then be purified from these plaques for further study.
Other than using Bunsen burners, aseptic working environments can also be maintained in specialized workstations known as laminar flow hoods, which use directed airflow and filters to maintain sterility. Here, scientists worked in a flow hood to isolate potential pathogenic bacteria and viruses from water samples. These isolates were then cultured together with amoebae. Because amoebae normally eat or “phagocytose” bacteria, any bacteria that were able to resist amoebal digestion and remain in these organisms can also potentially remain viable in human cells and cause diseases.
Finally, sterile conditions permit detailed study of ecological mechanisms such as the formation of root nodules in legume plants – bacteria-filled organs that “fix” atmospheric nitrogen into ammonia, which is used by the plant for growth. Researchers here created “microcosms” for studying the nodulation process using notched Petri plates with plant growth medium, placed seedlings into them and inoculated the seedlings with nodule-forming rhizobial bacteria. The aseptic environment of the flow hood prevents contamination of the cultures with other bacteria or fungi.
You’ve just watched JoVE’s video on aseptic techniques in environmental science. You should now understand why aseptic working conditions are important; how to aseptically perform microbiological experiments; and some applications of aseptic techniques to environmental research. As always, thanks for watching!
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