Лабораторно- практическое занятие № 1
Методические указания для выполнения лабораторных работ по микробиологии
Лабораторно- практическое занятие № 9
Тема: Микрофлора воздуха. Учет численности КОЕ в воздухе
Цель работы:Ознакомить студентов с методом оседания микробов по Коху.
Клетки микроорганизмов, попав в питательную среду, начинают размножаться и образуют видимые невооруженным глазом колонии. Каждая колония на чашке с питательной средой вырастает из одной колониеобразующей единицы (КОЕ), которая может представлять собой бактериальную, дрожжевую клетку, спору, кусочек мицелия актиномицета или гриба. Через 48 ч инкубации чашки вынимают из термостата и предварительно подсчитывают число колоний. В связи с тем, что существуют медленнорастущие формы бактерий, окончательный подсчет делают на 5-е сут.
Иногда клеток так много, что развившиеся колонии микроорганизмов сливаются, что часто наблюдается в чашках при разведении 10-2. При высоких разведениях вырастают единичные колонии (меньше 10 на чашке), которые могут образоваться от случайно попавших клеток из воздуха при внесении в чашку почвенной суспензии или питательной среды. Учет таких чашек сделает подсчет недостоверным. Для правильного определения численности КОЕ подсчитывают только чашки, в которых колоний свыше 10 и не более 250—300 (в последнем случае при условии, если колонии очень мелкие).
При подсчете колоний чашки просматривают в проходящем свете и, чтобы дважды не учитывать одни и те же колонии, подсчитанные отмечают чернилами или тушью. Чтобы не пропустить мелкоточечные колонии, чашки дополнительно просматривают под лупой. Бывают случаи, когда в последнем разведении (10-6) число колоний значительно больше 300. Такой посев желательно повторить, увеличив число разведений. Если это невозможно, подсчет выполняют, учитывая, что он дает представление лишь о минимальной численности микроорганизмов в почве.
Для определения количества КОЕ в воздухе можно использовать и более простой, но менее точный метод Коха (осаждение клеток микроорганизмов на плотных питательных средах). Суть его сводится к следующему. Стерильные чашки Петри с питательной средой (МПА, МПЖ или кусок вареной картофелины) открывают в исследуемом помещении (или на исследуемой площади) на 5 мин. Частицы пыли с бактериями под действием силы тяжести оседают на поверхность плотной питательной среды. Через 48 ч инкубации при 28—30°С осевшие бактерии образуют на среде колонии, которые можно подсчитать (см. 5.1.1). Поскольку некоторые микроорганизмы развиваются медленно, окончательно подсчитывают колонии на 5-е сут.
На площади в 100 см2 за 5 мин осаждается примерно столько клеток, сколько их находится в 10 л воздуха (0,01 м3). Зная площадь чашки Петри, можно подсчитать количество клеток в 1 м3 воздуха. Для этого число колоний, выросших в чашке Петри, относят к общей площади чашки, затем пересчитывают, сколько таких колоний поместилось бы на 100 см2 и далее - в 1 м3 воздуха.
Пример расчета. В чашке Петри диаметром 10 см выросло 45 колоний. Площадь чашки (πr2) составит 3,14 * 52 = 78,5 (см2).
Далее подсчитывают число клеток на 100 см2 (равнозначных 10 л, или 0,01 м3 воздуха):
78,5 см2 воздуха содержат 45 клеток
100,0 см2 » » х
Х= 100*45 =57(клеток)
78,5
Таким образом, в 0,01 м3 воздуха находится 57 клеток, а в 1 м3 их будет в 100 раз больше — 5700.
Контрольные вопросы:
1. Что такое микрофлора воздуха?
2. Каким образом исследуют микрофлора воздуха?
3. Что такое колониеобразующая единица (КОЕ)?
4. Определение КОЕ воздуха методом Коха.
Материалы и оборудование
Зерно в колбах, пробы соломы, весы, предметные стекла, колбы со стерильной водой (по 90 мл), колбы со стерильной водой (по 50 мл) и песком, стерильные пипетки на 10 и 1 мл, стерильные чашки Петри, МПАв пробирках и колбах, водяная баня, треножник, микроскопы и все необходимое для микроскопирования.
Контрольные вопросы:
1. Что такое эпифитная микрофлора зерна?
2. Основной представитель эпифитной микрофлоры зерна.
3. Роль эпифитной микрофлоры в сохранении зерна.
Методические указания для выполнения лабораторных работ по микробиологии
Лабораторно- практическое занятие № 1
Тема:Микробиологическая микробиология. Микроскопы. Устройство микроскопа.
Цель занятия: Ознакомиться с техникой безопасности при работе в микробиологической лаборатории. Правила работы с микроскопом. Изучить разновидности световой микроскопии: темнопольная, фазово - контрастная, люминесцентная.
Правила по технике безопасности при работе в микробиологической лаборатории.
1. Не входить в лабораторию в пальто, головном уборе, не вносить посторонние вещи.
2. Приступать к занятиям, надев хлопчатобумажный халат.
3. Строго соблюдать правила обращения с химическими реактивами и красителями.
4. С большой осторожностью пользоваться смесью спирта с эфиром, не переносить ее на столы с горелками.
5. Поскольку некоторые микроорганизмы, особенно споры грибов, являются аллергенами, не допускать их распыления — не оставлять открытыми чашки Петри, пробирки, колбы с культурами микроорганизмов.
6. Перед тем как набирать ртом с помощью пипетки суспензии микроорганизмов или реактивы, убедиться в том, что пипетка закрыта с тупого конца ватой.
7. В лаборатории поддерживать порядок и чистоту. По окончании занятий протирать иммерсионный объектив микроскопа мягкой тканью, накрывать микроскоп полиэтиленовым чехлом, приводить в порядок рабочее место, мыть руки.
8. Помнить о том, что студенты несут ответственность за используемые ими микроскопы, другое лабораторное оборудование, чистоту рабочего места.
9. Перед уходом из лаборатории дежурному проверять, выключены ли газ, вода, электроприборы.
Микроорганизмы можно обнаружить только при помощи оптического или электронного микроскопа. Максимальное увеличение оптического микроскопа составляет 3000. Это позволяет различать частицы размером не менее 0,1—0,2 мкм1. Современные электронные микроскопы имеют разрешающую способность до 0,15 нм2, что дает возможность видеть не только мельчайшие организмы, но и тонкие структуры клеток. Подобный микроскоп увеличивает рассматриваемый объект в 750 000 раз.
Микроскопия в темном поле.В основе метода лежит эффект Тиндаля — рассеивающийся пучок света при наблюдении сбоку имеет вид голубоватого конуса на темном фоне. Другими словами, при освещении объекта косыми лучами света эти лучи, не попадая в объектив, остаются невидимыми для глаза, поэтому поле зрения выглядит темным. В то же время оптически неоднородные клетки, находящиеся в поле зрения и попадающие в сферу прохождения лучей, отклоняют их в такой степени, что лучи попадают в объектив. Поскольку лучи света идут именно от объектов, наблюдатель видит их в темном поле интенсивно светящимися. Метод используется при исследовании живых клеток микроорганизмов.
Микроскопия с фазово-контрастным устройством.Глаз человека различает световые волны по длине (цвет) и амплитуде (интенсивность, контрастность), но не различает их по фазе.
Метод фазово-контрастной микроскопии разработан для наблюдения за прозрачными объектами. Он основан на преобразовании фазовых изменений, претерпеваемых световой волной при прохождении через объект, в видимые амплитудные с помощью определенного оптического устройства.
Для проведения исследований необходимо в дополнение к световому микроскопу иметь фазово-контрастное устройство (наиболее широко распространена модель КФ-4), которое состоит из фазовых объективов (на оправе имеется буква «Ф»), конденсоров с набором кольцевых диафрагм и вспомогательного микроскопа (оптического устройства, помещаемого в тубус вместо окуляра при установке фазового контраста). Метод применяют для исследования живых клеток микроорганизмов, контрастность которых достигается оптическим путем без вмешательства в их физиологические процессы.
Люминесцентная, или флуоресцентная, микроскопия.Некоторые биологические объекты способны при освещении коротковолновыми лучами (сине-фиолетовыми, ультрафиолетовыми) поглощать их и испускать лучи с более длинной волной. При этом клетки будут светиться желто-зеленым или оранжевым светом. Это собственная, или первичная, люминесценция.
Нелюминесцирующие объекты можно обработать специальными флуоресцирующими красителями — флуорохромами (акридином желтым, акридином оранжевым, аурамином, примулином, тиофлавином, конго красным) и также наблюдать люминесценцию. Это будет наведенная, или вторичная, люминесценция. Препараты, окрашенные флуорохромами, изучают в средах, не люминесцирующих под действием коротковолновых лучей: в воде, глицерине, вазелиновом масле или физиологическом растворе.
Люминесцентная микроскопия по сравнению с обычной позволяет:
- сочетать цветное изображение и контрастность объектов;
- изучать морфологию живых и мертвых клеток микроорганизмов в питательных средах и тканях животных и растений;
- исследовать клеточные микроструктуры, избирательно поглощающие различные флуорохромы, являющиеся при этом специфическими цитохимическими индикаторами;
- определять функционально-морфологические изменения клеток;
- использовать флуорохромы при иммунологических реакциях и подсчете бактерий в образцах с невысоким их содержанием.
Электронная микроскопия.По схеме строения электронный микроскоп аналогичен световому, но освещение объекта обеспечивает не луч света, а поток электронов от вольфрамовой нити, нагреваемой электрическим током. Разрешающая способность современных электронных микроскопов составляет 0,2—0,4 нм, рабочее увеличение в среднем - 100 000 раз.
Трансмиссионный электронный микроскоп.Трансмиссионный (от лат. transmissio — передача, переход) микроскоп широко применяют в биологических исследованиях. Каждый электронный микроскоп состоит из электронной пушки (источник электронов); электромагнитных катушек, выполняющих роль конденсорной, объективной и проекционной линз; предметного столика; экрана для изображения и окуляра. Для работы микроскопа необходим вакуумный насос, так как движение электронов возможно только в вакууме. Электроны в трансмиссионном микроскопе движутся по такому же пути, как и лучи света в световом микроскопе.
При изучении под электронным микроскопом морфологических особенностей клеток микроорганизмов исследуются целые клетки, для изучения ультраструктуры клеток — их срезы. Толщина срезов не должна превышать 0,8—0,9 мкм.
Сканирующий, или растровый, электронный микроскоп.Этот микроскоп дает объемное, почти трехмерное изображение исследуемого объекта. В сканирующих микроскопах подвижный тонкий электронный луч очень быстро и последовательно обегает поверхность исследуемого объекта по квадратному растру и передает полученную информацию на электронно-лучевую трубку, покрытую люминофором, светящимся под действием электронов. Глубина фокуса сканирующего микроскопа достигает нескольких миллиметров; пределы полезного увеличения — 10—15 тыс. раз, разрешающая способность меньше, чем у трансмиссионных электронных микроскопов.
Препараты для сканирующего микроскопа подвергают специальной обработке, основная цель которой — обезвоживание объекта без нарушения (сморщивания) поверхности структур. Затем препарат покрывают тонким слоем сплава золота или платины, что делает его поверхность электропроводной и позволяет избежать накопления электрического заряда, который может снизить разрешающую способность микроскопа.
Контрольные вопросы:
1. Порядок выполнения работ в микробиологической лаборатории.
2. Строение светового микроскопа.
3. Правила работы с микроскопом.
4. Виды микроскопии.