$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Na szalce Petriego, jeśli pojedyncza bakteria przejdzie wiele rund rozmnażania bezpłciowego, doprowadzi to do powstania kolonii klonalnej. Jednak uzyskanie pojedynczej bakterii z próbki mieszanej, takiej jak zawiesina glebowa, może być trudne. Jeśli weźmie się jedną pętlę tej heterogenicznej kultury, może ona zawierać nawet bilion pojedynczych bakterii. Aby rozprzestrzenić tak wiele bakterii na powierzchnię płytki agarowej i uzyskać pojedynczą kolonię, nawet przy użyciu zygzakowatego wzoru, pętla musiałaby być ciągnięta w sposób ciągły po powierzchni wystarczającej liczby płytek ustawionych obok siebie, aby okrążyć całą Liberty Island. Oczywiście naukowcy tak naprawdę nie używają tak wielu płytek. Zamiast tego używają techniki zwanej powlekaniem smugowym.
Technika płytek smugowych opiera się na stopniowym rozcieńczaniu próbki bakteryjnej i jest wykonywana na powierzchni podłoża stałego pojedynczej szalki Petriego. Na początek powierzchnia mediów jest wizualnie podzielona na pięć sekcji, przypisując cztery fragmenty obwodu jako pierwsze cztery sekcje, a środek płyty jako piąty. W ten sposób skutecznie utworzy się pięć płytek z pojedynczą szalką Petriego. Następnie, za pomocą pętli z pożądanego inokulum, pierwsza sekcja jest prążkowana za pomocą zygzakowatego wzoru. Następnie albo używa się nowej jednorazowej pętli, albo w przypadku pętli drucianej sterylizuje się ją palnikiem Bunsena, paląc ją, aż stanie się rozgrzana do czerwoności na całej długości drutu. To użycie nowej pętli lub pętli sterylizacji płomieniowej usuwa wszelkie pozostałe komórki bakteryjne, pomagając w rozcieńczeniu bakterii. Gorąca pętla jest następnie schładzana w powietrzu przez kilka sekund, zanim zostanie przeciągnięta przez pierwszą sekcję, aby utworzyć trzy do czterech oddzielnych linii, z których każda przenosi tylko ułamek bakterii do drugiej sekcji. Pozostałe odcinki są pasmowane w ten sam sposób, za każdym razem za pomocą sterylnej pętli i pojedynczego przejścia przez poprzednią smugę.
Korzystając z tego cyklu smug i sterylizacji, stężenie bakterii w każdej kolejnej sekcji powinno być rozcieńczane tak, aby ostatnia sekcja zawierała tylko kilka dyskretnie zlokalizowanych bakterii. Podczas inkubacji te dyskretne bakterie namnażają się, tworząc izolowane klonalne kolonie komórek potomnych, które są określane jako jednostki tworzące kolonie lub CFU. Można je zbierać i ponownie rozpylać, aby zapewnić, że późniejsza praca obejmuje tylko jeden typ bakterii, określany jako czysta kultura. Oprócz izolowania pojedynczych kolonii z mieszanej kultury bakteryjnej, technika powlekania smugowego jest również stosowana do selekcji szczepów specyficznych dla podłoża, określania morfologii kolonii bakteryjnych lub identyfikacji różnych gatunków bakterii. W tym filmie pokażemy, jak wyizolować kolonie pojedynczych bakterii z zawiesiny próbki mieszanej za pomocą techniki powlekania smugowego.
Na początek załóż rękawice laboratoryjne i fartuch laboratoryjny. Następnie wysterylizuj miejsce pracy przy użyciu 70% etanolu. Następnie wybierz odpowiednią pożywkę, która utrzyma wykorzystane gatunki lub szczepy bakterii i rozpocznij przygotowywanie pożywki. W tym przypadku zwykły agar LB przygotowuje się przez odważenie dziesięciu gramów wstępnie sformułowanej, sproszkowanej pożywki i 7,5 grama agaru. Dodaj zważone, wysuszone składniki do szklanej butelki, która jest w stanie pomieścić dwa razy większą objętość końcową, aby uniknąć przelania. Następnie dodaj 500 mililitrów wody do butelki i zakręć ją półszczelnie. Wysterylizuj pożywkę, umieszczając butelkę w autoklawie ustawionym na 121 stopni Celsjusza na dwadzieścia minut. Po zakończeniu użyj żaroodpornych rękawic lub gorącej podkładki, aby usunąć nośnik z urządzenia, a następnie natychmiast przekręć nakrętkę butelki, aby ją szczelnie zamknąć.
W przypadku użycia tego samego dnia poczekaj, aż podłoże ostygnie, umieszczając butelkę w łaźni wodnej podgrzanej do około 45 stopni Celsjusza, aby zachować podłoże w stanie ciekłym. Alternatywnie nośnik można pozostawić w temperaturze pokojowej do przechowywania w stanie stałym. W razie potrzeby podgrzej butelkę w kuchence mikrofalowej z lekko uchyloną pokrywką, aby stopić podłoże i pozwól mu ostygnąć w łaźni wodnej o temperaturze 45 stopni Celsjusza.
Następnie weź rękaw sterylnych szalek Petriego i markerem permanentnym oznacz je nazwami badaczy i mediów, a także datą. Następnie przenieś wymaganą objętość pożywki do sterylnego naczynia i w razie potrzeby dodaj antybiotyki lub inne wrażliwe składniki. Tutaj 50 mililitrów pożywki miesza się ze 100 mikrolitrami Kanamycyny, aby uzyskać końcowe stężenie 25 mikrogramów na mililitr. Zakręć rurką, aby zapewnić równomierne rozprowadzenie dodanych składników w mediach. Powoli, aby uniknąć tworzenia się pęcherzyków, wlej 20 do 25 mililitrów pożywki hodowlanej o temperaturze około 45 stopni Celsjusza do każdej z płytek. Jeśli pojawią się bąbelki lub piana, szybko usuń je za pomocą zwykłej pipety i sterylnej końcówki. Następnie natychmiast załóż wszystkie pokrywki, aby zapobiec zanieczyszczeniu. Pozostaw agar do zestalenia się w temperaturze pokojowej przez co najmniej dwie godziny lub na noc. Po zestaleniu przechowuj płytki hodowlane do góry nogami w temperaturze czterech stopni Celsjusza, aby zminimalizować kondensację na powierzchni pożywki.
Aby rozprowadzić wybraną kulturę, najpierw weź czystą płytkę hodowlaną i zdejmij pokrywkę. Pracując szybko, zanurz jednorazową, sterylną pętlę w żądanym inokulum, a następnie natychmiast przetrzyj pętlę nad pierwszym kwadrantem płytki ruchem zygzakowatym. Załóż pokrywkę naczynia, wyrzuć zużytą pętlę inokulacyjną, a następnie wybierz nową sterylną pętlę. Korzystając z nowej pętli, wykonaj trzy do czterech pociągnięć przecinających oryginalną linię wymazu promieniującą od pierwszego kwadrantu, który powinien zawierać stosunkowo gęstą populację bakterii do drugiej ćwiartki. Ponownie zamknij pokrywę i wyrzuć pętlę. Z nową pętlą powtórz tę czynność ponownie, ale tym razem przesuwając się od drugiej do trzeciej ćwiartki. Następnie, ponownie z nową pętlą, wykonaj kolejną smugę od trzeciej do czwartej części talerza. Na koniec, za pomocą świeżej pętli, wykonaj ostatnie pociągnięcie zygzakiem od czwartej ćwiartki w kierunku środka płytki. Częstość występowania bakterii będzie niższa w tym obszarze, co w idealnym przypadku pozwoli na założenie indywidualnych kolonii z jednej zdolnej do życia komórki macierzystej.
Załóż pokrywę płytki i, jeśli jest to odpowiednie dla gatunku bakterii, uszczelnij płytkę folią para, aby zapobiec przepływowi powietrza. Odwróć płytkę hodowlaną do góry nogami, aby zapobiec kapaniu kondensatu, a następnie umieść ją w temperaturze odpowiedniej do wzrostu. Tutaj inkubator jest ustawiony na 37 stopni Celsjusza. Pozostawić płytkę do inkubacji do momentu, gdy pojawią się kolonie bakterii. Aby wygenerować klonalną populację bakterii, wybierz jedną dyskretną kolonię z tej płytki. Teraz za pomocą sterylnej pętli dotknij docelowej kolonii i tak jak poprzednio, zrób smugę w pierwszej ćwiartce nowej płytki. Kontynuuj naprzemienne sterylizowanie pętli i przesuwanie pozostałych ćwiartek płytki, jak pokazano wcześniej, kończąc zygzakiem do środka. Zamknij płytkę i umieść ją do inkubacji, aż utworzą się dyskretne kolonie. Gdy te kolonie zostaną wyhodowane, zazwyczaj reprezentują czyste szczepy klonalne.
Początkowa płytka smugowa może zawierać kolonie pochodzące z komórek różnych gatunków bakterii lub komórek o różnym składzie genetycznym, w zależności od czystości próbki. Poprzez późniejszą izolację pojedynczej kolonii, w której wszystkie jednostki pochodzą ze wspólnej komórki macierzystej, druga procedura smugowania generuje stosunkowo klonalną populację bakterii, odpowiednią do dalszej charakterystyki lub inokulacji w bulionie.