1. Configuração
2. Preparação de mídia
3. Preparação diluída
4. Cultivo de Organismo Alvo
5. Diluição em série
6. Espalhar revestimento
7. Streaking
8. Análise e Resultados de Dados
Fonte: Jonathan F. Blaize1, Elizabeth Suter1, e Christopher P. Corbo1
1 Departamento de Ciências Biológicas, Wagner College, 1 Campus Road, Staten Isla…
1. Configuração
2. Preparação de mídia
3. Preparação diluída
4. Cultivo de Organismo Alvo
5. Diluição em série
6. Espalhar revestimento
7. Streaking
8. Análise e Resultados de Dados
Às vezes, para identificar e estudar bactérias, primeiro precisamos isolá-las e enriquecê-las de uma amostra. Por exemplo, amostras obtidas de uma Coluna de Winogradsky são mistas, o que significa que contêm várias espécies ou cepas de bactérias, portanto, estudar uma bactéria individual ou enumerar os diferentes tipos presentes pode ser um desafio. Para este fim, técnicas de diluição e plaqueamento em série são normalmente empregadas para quantificar de forma confiável a carga bacteriana e isolar colônias individuais.
A diluição em série é um processo pelo qual a concentração de um organismo, bactéria neste exemplo, é sistematicamente reduzida por meio de ressuspensão sucessiva em volumes fixos de diluente líquido. Normalmente, o volume do diluente é um múltiplo de 10 para facilitar a redução logarítmica do organismo da amostra. Por exemplo, um grama de sedimento é primeiro removido da zona de interesse de Winogradsky e adicionado a 10 mililitros de um meio líquido apropriado. Em seguida, um mililitro desta primeira diluição é adicionado a outro tubo contendo nove mililitros de meio. O processo pode ser repetido até que várias concentrações diferentes de bactérias tenham sido preparadas. A diluição em série é a chave para a enumeração de bactérias neste exemplo, uma vez que amostras mistas de uma coluna de Winogradsky contêm um número desconhecido, geralmente grande, de bactérias.
Em seguida, o revestimento estriado e o revestimento espalhado permitem o isolamento e a enumeração de bactérias dentro de uma amostra, respectivamente. A estria é realizada introduzindo uma amostra diluída em uma seção do meio sólido suplementado com nutriente, que é dividido em terços. Este inóculo é então espalhado por cada terço da placa em zigue-zague. À medida que diferentes seções da placa são listradas, cruzando a amostra anterior apenas uma vez, a amostra é espalhada mais finamente. Isso significa que você só pode precisar passar de uma diluição para obter colônias individuais nas seções posteriores. Após a incubação, as placas listradas permitem observações da morfologia da colônia, informações que podem ajudar a diferenciar entre diferentes espécies bacterianas.
Alternativamente, se o objetivo principal for a enumeração das bactérias na amostra, o plaqueamento pode ser usado. No chapeamento espalhado, uma alíquota de uma única amostra é espalhada uniformemente por toda a superfície do meio sólido. Normalmente, como não sabemos o número de bactérias na amostra mista, uma placa de propagação é feita para cada uma das diluições ou uma amostra representativa delas. Após a incubação, a enumeração pode ser realizada usando essas placas espalhadas. Quaisquer placas com contagens de colônias inferiores a 30 devem ser descartadas, pois contagens pequenas estão sujeitas a erros maiores. Da mesma forma, qualquer contagem acima de 300 deve ser descartada porque a aglomeração e sobreposição de colônias podem levar à subestimação da contagem de colônias. Se a contagem de colônias de cada um desses pratos restantes for registrada e multiplicada pelo fator de diluição e, em seguida, dividida pelo volume banhado, isso produz as unidades formadoras de colônias, ou UFCs, por mililitro de suspensão. Neste vídeo, você aprenderá como avaliar qualitativa e quantitativamente uma amostra contendo uma bactéria conhecida e as comunidades microbianas contidas em várias regiões de uma coluna de Winogradsky por meio de diluição em série, espalhamento e estrias.
Primeiro, coloque qualquer equipamento de proteção individual apropriado, incluindo jaleco, luvas e óculos de proteção. Em seguida, esterilize o espaço de trabalho com etanol 70% e limpe a superfície. Em seguida, reúna dois frascos de Erlenmeyer de 500 mililitros e rotule um caldo e o outro ágar. Para preparar a solução de ágar LB, misture aproximadamente 6,25 gramas de ágar LB, três gramas de ágar técnico e 250 mililitros de água destilada no frasco rotulado como ágar.
Em seguida, prepare o caldo LB combinando 2. 5 gramas de meio LB e 100 mililitros de água destilada no caldo rotulado com frasco. Após a autoclavagem dos frascos, use uma luva resistente ao calor para remover os frascos da autoclave e coloque-os em banho-maria de 40 a 50 graus Celsius. Quando os frascos estiverem a 50 graus Celsius, prepare cuidadosamente três alíquotas de 100 mililitros da solução de caldo e rotule cada solução de alíquota como zero. Em seguida, reúna 10 placas de Petri estéreis e rotule-as com a data, nome, tipo de meio usado e a zona da Coluna Winogradsky da qual os organismos serão colhidos. Pipetar 15 mililitros de ágar-ágar do balão de ágar para cada placa de Petri. Em seguida, use a ponta da pipeta para remover quaisquer bolhas, recoloque as tampas das placas e deixe-as solidificar na bancada durante a noite.
No dia seguinte, limpe a bancada com etanol 70%. Em seguida, rotule 10 tubos de ensaio de 20 mililitros T1 a T10 e coloque-os em um rack. Pipete nove mililitros de solução salina de 0,45% em cada tubo. Agora, cubra cada um dos 10 tubos de ensaio frouxamente com suas tampas e transfira-os para um suporte de tubo de ensaio compatível com autoclave. Após a conclusão do ciclo, remova os espaços em branco com luvas resistentes ao calor e deixe-os esfriar. Armazene os tubos em temperatura ambiente até que atinjam aproximadamente 22 graus Celsius.
Para cultivar um organismo-alvo conhecido, E. coli neste exemplo, inocule 100 mililitros de solução zero com uma única colônia de uma placa previamente listrada. Em seguida, cubra o tubo e incube-o durante a noite a 37 graus Celsius. Para avaliar as regiões de uma coluna de Winogradsky, adicione aproximadamente um grama de material da zona aeróbica a T1 e ressuspenda por vórtice. Em seguida, repita esse processo com um grama de material da zona anaeróbica.
Remova o tubo contendo a solução zero inoculada com E. coli da incubadora e agite-o. Em seguida, pipete um mililitro da solução em um tubo de ensaio T1 e vórtice para misturar. Remova um mililitro de solução de T1 e transfira-o para T2, vórtice para misturar. Repita este processo através do tubo T10. Para avaliar as zonas aeróbicas e anaeróbicas da coluna de Winogradsky, remova um mililitro de solução de cada um dos tubos T1 previamente preparados e transfira-o para os tubos T2 apropriados. Em seguida, continue as diluições seriadas através dos tubos T10 conforme demonstrado anteriormente.
Para espalhar a placa, pipetar 100 microlitros da amostra diluída de cada tubo T3 para a placa de Petri correspondente. Em seguida, use uma haste de espalhamento estéril para distribuir suavemente a amostra na placa de Petri e recoloque a tampa da placa. Repita este processo para as diluições T6 e T9, conforme demonstrado anteriormente. Incube as placas contendo organismos aeróbicos em uma incubadora de 37 graus Celsius por 24 horas. Incubar as placas contendo organismos anaeróbicos em uma câmara anaeróbica ajustada para 37 graus Celsius por 24 horas. No dia seguinte, remova as placas de diluição T3, T6 e T9 da incubadora e da câmara anaeróbica e transfira-as para a bancada. Trabalhando com uma placa de cada vez, deslize uma alça de inoculação estéril pela parte superior da mídia em zigue-zague. Em seguida, recoloque a tampa da placa de Petri. Em seguida, gire a placa em 1/3 e esterilize o laço para reduzir a frequência do padrão em zigue-zague feito anteriormente. Novamente, depois de esterilizar o laço, gire a placa em 1/3, reduza a frequência do padrão em zigue-zague uma última vez e recoloque a tampa. Repita este método de listras para as placas restantes, conforme mostrado anteriormente. Em seguida, coloque as placas listradas contendo organismos aeróbicos em uma incubadora de 37 graus Celsius durante a noite e as placas listradas contendo organismos anaeróbicos em uma câmara anaeróbica ajustada para 37 graus Celsius durante a noite.
As culturas foram colhidas nas zonas aeróbicas e anaeróbicas de uma coluna de Winogradsky de sete dias. Em seguida, as culturas foram diluídas em série antes de estriar e espalhar em placas de ágar LB. As listras revelaram uma população mista de cada uma das zonas de Winogradsky avaliadas, e as placas espalhadas produziram resultados semelhantes. Um prato listrado de uma população mista resultará em colônias bacterianas de diferentes formas, tamanhos, texturas e cores. Em contraste, as placas listradas e espalhadas contendo o organismo conhecido, E. coli, demonstraram uma população homóloga. Geralmente, é melhor calcular as UFC por mililitro usando a contagem média de colônias de três placas espalhadas com a mesma amostra e fator de diluição. Multiplique o número médio de colônias pelo fator de diluição e divida pela quantidade alíquota. Finalmente, colônias isoladas escolhidas de cada placa podem ser usadas em ensaios de enriquecimento adicionais para determinar a identidade da espécie.
Q1: What is serial dilution and why is it used in microbiology?
Serial dilution is a systematic reduction of bacterial concentration through successive resuspension in fixed volumes of liquid diluent, typically in multiples of 10 for logarithmic reduction. It enables microbiologists to obtain manageable concentrations of organisms from samples containing unknown, often large numbers of bacteria, making enumeration and isolation feasible.
Q2: How does streak plating differ from spread plating?
Streak plating introduces a diluted sample to solid medium in a zig-zag pattern across thirds of the plate, progressively thinning the sample to isolate individual colonies and observe colony morphology. Spread plating distributes an aliquot evenly across the entire plate surface for quantitative enumeration rather than isolation.
Q3: What colony counts are considered valid for CFU calculation?
Plates with fewer than 30 colonies are discarded as too few to count due to greater statistical error. Plates with more than 300 colonies are discarded as too numerous to count because crowding and overlapping lead to underestimation. Valid counts fall between 30 and 300 colonies.
Q4: How do you calculate colony forming units per milliliter?
Average the colony count from three plates spread with the same sample and dilution factor. Multiply the average by the dilution factor and divide by the volume plated. This yields CFU/mL, which can be used to generate growth curves using colony forming units and optical density measurements for further analysis.
Q5: Why are Winogradsky Column samples suitable for serial dilution and plating?
Winogradsky Column samples contain mixed populations with multiple bacterial species and strains at unknown concentrations. Serial dilution and plating techniques allow researchers to isolate individual colonies, observe different morphologies, and quantify the diverse microbial communities present in aerobic and anaerobic zones.
Q6: What information can colony morphology reveal about bacterial populations?
Colony morphology—including shape, size, texture, and color—helps differentiate between bacterial species and strains. A homologous population of a single organism produces uniform colonies, while a mixed population displays colonies with varied characteristics, indicating the presence of different bacterial species or strains in the sample.
Q7: What is the significance of using 0.45% saline as a diluent in serial dilution?
Saline blanks serve as the standardized liquid diluent for successive resuspension steps in serial dilution. The 0.45% saline composition maintains osmotic balance and provides a consistent medium for diluting bacterial samples while preserving cell viability and enabling accurate enumeration and isolation of microorganisms.
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