Порядок проведения работы следующий
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
«Донской государственный технический университет»
ДГТУ
Факультет «Безопасность жизнедеятельности и инженерная экология»
Кафедра «Технические средства аквакультуры»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по МР
_______________ Шумская Н.Н.
личная подпись инициалы, фамилия
«___»___________2012 г.
Рег. № ____________
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
По дисциплине Б1.В.ОД.2 «Ихтиопатология»
По направлению 35.03.08 «Водные биоресурсы и аквакультура»
Форма и срок освоения ООП – очная, нормативный
Всего учебных часов – 170 (час)
Всего аудиторных занятий – 75 (час)
Из них:
Лекции – 30 (час)
Лабораторные занятия – 44 (час)
Всего часов на самостоятельную работу студента – 95 (час)
ФОРМЫ КОНТРОЛЯ
Экзамен – 7 семестр
Адрес электронной версии программы__________
Ростов-на-Дону
2016 г.
Лист утверждения и согласования
Лабораторные работы по учебной дисциплине «Ихтиопатология» соответствуют требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 35.03.08 «Водные биоресурсы и аквакультура».
Шифр дисциплины по стандарту Б1.В.ОД.2.
Лабораторные работы по дисциплине «Ихтиопатология» составлены к.б.н., доцентом Кармановой И.В. и рассмотрены на заседании кафедры «Технические средства аквакультуры»
Протокол № ___ от «___» _______ 2016 г.
Зав. кафедрой _______________ Матишов Г.Г.
личная подпись
"___" ___________2016 г.
Одобрена Советом направления 35.03.08 «Водные биоресурсы и аквакультура»
Председатель Совета _______________ Матишов Г.Г.
личная подпись
"___" ___________2016 г.
СОГЛАСОВАНО:
Зав. сектором образовательных программ ________________ Е.Г. Скидан
"___" ___________2016 г.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ИХТИОПАТОЛОГИИ
Лабораторная работа № 1
Структура и материально-техническое обеспечение лаборатории ихтиопатологии, общие правила работы в лаборатории. Лабораторное оборудование, применяемое в ихтиопатологических исследованиях
(4 часа)
Содержание. Ознакомление с основными подразделениями и размещением лаборатории, проводящей исследование заразных и незаразных болезней рыб. Ознакомление с принципами работы основных приборов и устройств, применяемых в лаборатории нхтиопатологии.
Материальное обеспечение. Микроскоп, бинокуляр, термостат, сушильный шкаф, дистиллятор, водяная баня, автоклав, ртутно-кварцевый облучатель, центрифуга, рН-метр, мерные стаканы и цилиндры, градуированные пипетки, ручные дозаторы.
Организация и проведение работы. Особенностью организации работы лаборатории ихтиопатологии является изучение всех основных групп заболеваний рыб – заразных (инфекций и инвазий) и незаразных болезней, что требует создания соответствующих подразделений. Подразделение инфекционной патологии включает бактериологическую, вирусологическую и микологическую группы. Изучение заболеваний различной природы требует освоения разных методов исследования возбудителей. В современной ихтиопатологии все шире применяются гематологические, иммунологические и биохимические методы, позволяющие оценить состояние организма рыб и прогнозировать возникновение и течение заболеваний. Поэтому специалисты подразделений и групп, прошедшие общую подготовку по болезням рыб, должны специализироваться в отдельных областях ихтиопатологии.
При проведении ихтиопатологических исследований большое значение имеет оснащение лаборатории. Материально-техническая база лаборатории включает специальное лабораторное помещение, лабораторное оборудование, реактивы, лабораторную посуду.
Во время работы в лаборатории необходимо соблюдать правила личной и коллективной безопасности.
Порядок проведения работы следующий.
Лаборатория ихтиопатологии состоит из нескольких помещений (кабинет, лаборантская и т.д.), отличающихся по целевому назначению, оборудованию и режиму работы. В комнате кабинетного типа проводят анализ эпизоотологических данных, обработку результатов лабораторных работ и при необходимости – некоторые лабораторные исследования, например микроскопию фиксированных препаратов. В комнате для лабораторных работ (лаборантской) исследуют рыбу (осмотр, вскрытие, взятие патологического материала), изучают патологический материал и выделенных возбудителей. Для проведения стерильных работ при изучении возбудителей инфекционных заболеваний в лаборантской оборудуют бокс. Воздух и поверхность предметов в боксе должны быть стерильными. С этой целью помещение бокса герметизируют, а бокс оборудуют бактерицидными облучателями.
В бокс входят через предбоксник, где надевают чистый халат. В предбокснике размещают шкаф для хранения стерильной посуды. В боксе имеются бактерицидная и осветительная лампы. В стенках бокса делают круглые отверстия и затягивают их манжетами, плотно охватывающими руки работающего. Для предотвращения облучения персонала бокс при стерилизации закрывают светонепроницаемым материалом. В торцевых стенках имеются дверцы, через которые до стерилизации вносят необходимые материалы.
Препараторская служит для приготовления питательных сред, стерилизации материалов, мытья посуды. Часть комнаты отделяется перегородкой для размещения автоклава и дистиллятора. Препараторскую оборудуют вытяжным шкафом.
Лабораторные помещения должны отвечать ряду общих требований. Освещенность на рабочих местах должна быть не менее 60 лк. Стены бокса и лаборантской окрашивают светлой масляной краской для облегчения влажной уборки и дезинфекции. Лабораторные столы покрывают кислотоупорным пластиком или кафельной плиткой. Полы застилают линолеумом. В помещении лаборатории оборудуют приточно-вытяжную вентиляцию, водопровод и канализацию, кроме того, подводят электроэнергию и газ.
Аквариальная лаборатория ихтиопатологии служит для проведения различных исследований, связанных с изучением болезней
рыб: определением патогенности возбудителей, поиском эффектив-
ных лечебных и профилактических средств и т.д. Большое значение имеет качество поступающей в аквариумы воды. Аквариальная может снабжаться
водой из разных водоисточников: водопроводной сети, артезианских скважин, прудов и т.д. Вода из каждого источника имеет определенные свойства. Так, водопроводная вода в городах может содержать остаточный
хлор, а также примеси железа. Артезианская вода в ряде случаев имеет повышенную минерализацию, а в промышленных районах может содержать химические отходы производства. Качество поверхностных вод зависит в значительной степени от наличия промышленных и сельскохозяйственных предприятий на водосборной площади. Необходимо организовать периодический контроль за качеством поступающей в аквариальную воды и применять в зависимости от характера проводимых исследований определенный метод водоподготовки.
Водоподготовка общего типа включает фильтрацию,
аэрацию и регулировку температуры. В ряде случаев необходима
дополнительная обработка воды: ультрафиолетовое облучение с
целью стерилизации, пропускание через сорбенты для извлечения
нежелательных примесей и др. Особенности работы аквариалыюй
лаборатории ихтиопатологии заключаются в том, что при изучении
заразных заболеваний следует принять меры для предупреждения
распространения возбудителя и заноса его в водоемы. Для этого
сбрасываемую из аквариумов воду обеззараживают дезинфектан-
тами, к которым чувствителен изучаемый возбудитель, а рыбу
после учета опыта уничтожают.
В лаборантской и препараторской размещают основное оборудование лаборатории. Помимо оборудования лаборатория должна быть обеспечена необходимым набором реактивов. Реактивы выпускаются промышленностью в различном виде и разной степени чистоты. На каждой емкости с реактивом должна быть этикетка со следующими данными: название реактива и его формула, квалификация (чистый – ч., химически чистый – х.ч., чистый для анализа – ч.д.а., технический – техн.), номер ГОСТа, номер партии или серии, дата изготовления и срок годности. Абсолютно недопустимо хранение и использование реактивов без этикеток! При подборе пробки к емкости следует учитывать свойства реактивов. Органические растворители, кислоты и галогены (йод, бром) хранят в сосудах с притертой стеклянной пробкой. Щелочь содержат в емкости с резиновой пробкой, в которую вставляют хлоркальциевую трубку с твердой натронной известью для поглощения углекислоты. Ядовитые вещества хранят в сейфе, и доступ к ним имеет только ответственное лицо. Все легковоспламеняющиеся вещества (например, эфиры, спирты) содержат отдельно от других реактивов в металлических ящиках с асбестовой прокладкой вдали от источников тепла и электроэнергии; эти вещества должны находиться на рабочих местах в количестве, не превышающем суточной потребности. Следует осторожно обращаться с баллонами, содержащими газы в сжатом и жидком состоянии. Использованные в работе жидкости, содержащие сильные кислоты и щелочи, необходимо нейтрализовать перед сбросом в канализацию. Особенности работы с реактивами, применяемыми при отдельных методах исследования больных рыб, будут описаны в соответствующих разделах практикума.
Сотрудники лаборатории во время работы должны соблюдать ряд общих правил:
1 Содержать в чистоте помещение лаборатории, размещать мебель и оборудование с учетом максимального удобства в работе в соответствии с инструкциями по эксплуатации приборов и противопожарной безопасности;
2 Правильно организовывать рабочие места, поместив вблизи работающего лишь те материалы, которые необходимы для проведения текущих исследований; хранить неиспользуемые аппаратуру и материалы в специально отведенных местах; поддерживать чистоту и порядок на рабочем месте; по окончании работы отключать и зачехливать приборы, дезинфицировать зараженную посуду, патологический материал, поверхность стола и руки; не выносить из лаборатории патологический материал и культуры возбудителей без специального разрешения руководителя лаборатории; не выходить за пределы лаборатории в рабочих халатах; зараженный материал и возбудителей, подлежащих дальнейшему исследованию, помещать в зависимости от характера исследования в соответствующий прибор или хранилище, а помещение опечатывать;
3 Не допускать нарушений личной и коллективной безопасности: эксплуатировать приборы в точном соответствии с инструкциями, не оставлять без присмотра работающие приборы, периодически проводить техосмотр оборудования; правильно хранить и использовать сильнодействующие вещества; содержать в порядке аптечку первой помощи, в которой должны находиться следующие медикаменты: настойка йода, нашатырный спирт, борная кислота, перманганат калия, питьевая сода, лейкопластырь, бинты, вата, защитный крем для рук и вазелин; содержать в готовности средства пожаротушения: ящик с песком, асбестовый картой, кошму и огнетушитель;
4 Проводить инструктаж по правилам работы в лаборатории со вновь поступающими и периодически – с работающими сотрудниками; обучать персонал правилам пользования аптечкой первой помощи и средствами пожаротушения.
Структура, материально-техническое обеспечение и режим работы лаборатории определяются задачами, которые стоят перед ней, и характером соответствующих исследований. Организация работы при отдельных видах исследования (бактериологических, вирусологических и др.) будет описана в соответствующих занятиях.
Организация и проведение работы. При проведении лабораторных работ используют различное оборудование: приборы, приспособления для дозированного внесения жидкостей, инструменты и т.д. Приборы, применяемые в лаборатории нхтиопатологии, делят на группы общего и специального назначения. Специальные приборы применяют при определенных методах исследования: бактериологических, вирусологических и др. Приборы общего назначения используют при разных методах исследования; они включают микроскопическую технику, устройства для поддержания температуры, аппаратуру для очистки воды, стерилизаторы, центрифуги, рН-метры, фотоэлектроколориметры, нефелометры и спектрофотометры, приборы для взвешивания.
С рядом приборов (весами, фотоэлектроколоримстрами и др.) учащихся знакомят при прохождении других дисциплин. На данном занятии будут рассмотрены лишь некоторые приборы, приспособления и инструменты, применяемые в нхтиопатологии.
Порядок проведения работы следующий.
Преподаватель вначале объясняет принципы работы приборов и устройств, а затем демонстрирует их в действии.
Микроскоп. Микроскопические исследования в ихтиопатологии включают изучение возбудителей и тканей рыб при воздействии на них лучей видимой части спектра, ультрафиолетовых лучей и с помощью электронной микроскопии. Для просмотра препаратов в лучах видимой части спектра применяют микроскопы разных марок, например, стереоскопические микроскопы МБС-1 и МБС-2, МБС-10 (рисунок 1), обеспечивающие прямое и объемное изображение предмета в проходящем и отраженном свете. Эти приборы удобны для изучения патологического материала и мелких возбудителей инвазионных болезней при увеличении в 3,5-88 раз. Микроскопы марок МБИ-2, МББ-1, МБ-6, Биомед-1 (рисунок 2) позволяют рассматривать объекты в проходящем свете при увеличении в 1350-3375 раз.
Рисунок 1 – Микроскоп биологический стереоскопический МБС-10
Рисунок 2 – Микроскоп Биомед-1, Вариант 5 А и Б
В современной ихтиопатологии все шире применяется особый метод световой микроскопии, названный люминесцентным. Принцип метода заключается в том, что при освещении исследуемого материала ультрафиолетовыми лучами длиной до 360 нм некоторые вещества начинают светиться, испуская лучи видимой части спектра. Первичное свечение материала связано со свечением его собственных компонентов (ядра клеток, цитоплазматические включения). Вторичное свечение возникает при обработке исследуемого материала специальными веществами – флуорохромами. Флуорохромы соединяются с компонентами материала, что позволяет выявить структуры, не видимые при первичном свечении. Для проведения люминесцентной микроскопии используют микроскопы МЛ-2, MЛ-3, МЛД-1 и др. Микроскоп позволяет рассмотреть объекты в отраженном свете при освещении сверху и в проходящем свете при освещении снизу. При отсутствии специального люминесцентного микроскопа используют обычные световые микроскопы в сочетании с особым источником света – люминесцентными осветителями ОСЛ-1. ОИ-18 и ОИ-28, а также устройством ОИ-17, монтируемым па микроскопе. Метод люминесцентной микроскопии позволяет детально изучить строение возбудителей и тканей рыб, получить цветное изображение объекта и исследовать непрозрачные объекты. В сочетании с иммунологическими методами люминесценция дает возможность более точно установить природу возбудителей при диагностике заболеваний.
Термостат. Для выращивания бактерий и грибов, культивирования вирусов, изучения иммунитета и гистологических исследований необходимо выдерживать материал при постоянной температуре. Приборы, которые автоматически поддерживают определенную температуру воздушной или водной среды в рабочей камере, называют термостатами. Стенкн прибора для улучшения теплоизолирующих свойств делают двухслойными. Между стенками находятся воздух или вода. Термостат поддерживает температуру 28-55 °С. В верхней части корпуса прибора смонтирован блок управления, в котором помещены все элементы терморегулирующего устройства. В камере имеется датчик температуры. В нижней части прибора расположены нагревательные элементы. Для сушки и стерилизации лабораторной посуды применяют сушильные шкафы, например шкаф ШС-40М. Сушильный шкаф принципиально устроен так же, как термостаты на 25-60 °С, но приспособлен для создания более высоких температур (200 °С).
Водяные бани и погружные термостаты служат для поддержания определенной температуры водной среды. Во внутренней камере этих приборов находится жидкость, в которую помещают штатив с пробами. Регулировка температуры воды от 30 до 100 °С осуществляется автоматически с помощью контактного термометра, соединенного с электронагревателями. На верхней крышке погружного термостата смонтирован двигатель, приводящий в движение мешалку и насос для перекачки подогретой воды в другие емкости. Поддержание стабильной температуры в открытых емкостях от 25 до 85 °С может быть осуществлено также с помощью погруженного термостатирующего устройства УТП-1. Устройство состоит из двух разобщенных блоков: блока нагрева и перемешивания, и блока управления.
При отсутствии автоматических нагревающих приборов используют электроплитку, на которую устанавливают металлическую емкость с водой. Пробирки с пробами и пробирку с термометром помещают в металлическую сетку или штатив и погружают в воду. Затем температуру в бане доводят до необходимой величины, следя за показаниями термометра. Температуру поддерживают на определенном уровне, включая или отключая плитку.
Для создания температуры 4-6 °C используют бытовые холодильники. Длительное замораживание материала осуществляют в морозильных камерах бытовых холодильников или в специальных морозильниках типа МШ (Минский завод холодильников), обеспечивающих температуру до -25 °С.
Дистиллятор. Для приготовления питательных сред и растворов реактивов необходимо пользоваться очищенной водой. Одним из
распространенных методов очистки воды является перегонка (дистилляция), которая осуществляется с помощью дистилляторов Д-1 производительностью 4-5 л/ч и Д-25 (модель 784) производительностью 25 л/ч. В камере испарения воду нагревают до кипения. Образовавшийся пар поступает в конденсатор, который охлаждается водопроводной водой, непрерывно протекающей между стенкой конденсатора и наружным стальным кожухом прибора. Сконденсированный пар в виде дистиллята вытекает через ниппель. В верхней части испарительной камеры находятся отражательные экраны, сепарирующие пар и обеспечивающие чистоту дистиллята.
Автоклав. При проведении микробиологических исследований необходимо приготовить стерильные питательные среды, растворы реактивов, посуду и т.д. Широко распространенным методом стерилизации является автоклавирование. Стерилизации в автоклаве осуществляется с помощью нагретого пара под давлением. Материал в металлических биксах или сетках загружают в стерилизационную камеру, которая сообщается с водопаровой камерой. Обе камеры герметически изолированы от атмосферного воздуха при помощи крышки. В водопаровую камеру заливают дистиллированную воду, и после герметизации автоклава нагревают ее с помощью электронагревательных элементов. По достижении необходимого давления пара им заполняют стерилизационную камеру, вытесняя из нее воздух. По окончании продувки вентиль закрывают и давление повышают до требуемой величины, определяемой по манометру. По окончании стерилизации перекрывают сообщение между водопаровой и стерилизационными камерами, выпускают пар II конденсат и специальным приемом подсушивают материал под вакуумом. Затем давление в камере уравнивают с атмосферным и автоклав разгружают.
Шприцы и инструменты стерилизуют кипячением в электричекнх стерилизаторах (например, С-87), которые представляют собой оборудованные электрическим подогревом металлические ванны с крышкой.
Бактерицидный облучатель. Для стерилизации воздуха и поверхности предметов в помещениях лаборатории применяют стационарные и переносные облучатели. Стерилизацию (необратимые изменения микробных клеток, а затем их гибель) осуществляют с помощью ультрафиолетовых лучей (УФЛ), излучаемых бактерицидной лампой,
укрепленной в штативе и соединенной с электропитающим устройством. В стационарном бактерицидном облучателе ОБП, устанавливаемом на потолке или стене, используют лампы ДБ 30-1 (БУФ-30). Передвижной облучатель ОРК-21 позволяет устанавливать необходимое расстояние от лампы до объекта, так как лампа с рефлектором подвижно закреплена на вертикальной стойке.
Центрифуга. Для разделения частиц и отделения их от
растворителя при обработке патологического материала и культур возбудителей применяют центрифугирование. Принцип работы
центрифуги заключается в том, что при вращении пробирок с материалом возникает центробежная сила, отбрасывающая частицы с большей плотностью, чем жидкость, на дно пробирки. Существует большое количество типов и моделей центрифуг. В ихтиопатологии используют центрифуги с нерегулируемым температурным режимом, рефрижераторные
центрифуги и ультрацентрифуги. Все приборы имеют ряд общих элементов: вращающееся приспособление с гнездами для проб (ротор), электродвигатель, регулятор скорости вращения ротора и кожух с крышкой. Центрифуга снабжена двумя съемными роторами: крестообразным и угловым. При вращении крестообразного ротора свободно качающиеся стаканы принимают горизонтальное положение, и частицы в пробах под действием центробежной силы движутся по направлению к дну пробирки. Угловой ротор представляет собой усеченный металлический конус, в котором имеются открытые сверху каналы для помещения проб. Преимуществом такого ротора являются меньшие потери на трение и высокая скорость вращения при
небольших габаритах центрифуги.
Поскольку пробы при центрифугировании нагреваются, то при
работе с неустойчивыми веществами и возбудителями применяют
охлаждение. Малогабаритные центрифуги могут быть помещены
непосредственно в холодильную камеру. Для осаждения больших
объемов материала используют рефрижераторные центрифуги
ЦЛР-1 и УВР-1, которые снабжены холодильной установкой, авто-
матически поддерживающей заданную температуру во внутренней
камере. Для осаждения вирусов и высокомолекулярных соедине-
ний применяют ультрацентрифуги, развивающие скорость свыше
25 000 об/мин в условиях пониженной температуры и вакуума.
рН-метр. Для точного измерения величины рН в растворах
реактивов и питательных средах в лабораторных условиях приме-
няют специальные приборы – рН-метры В корпусе прибора раз-
мещены элементы измерительного устройства и электронный уси-
литель. На лицевую панель корпуса выведены приспособления
для управления прибором и шкала милливольтметра, градуиро-
ванная в единицах рН. Корпус подключен к датчику, предназначенному для крепления электродов и установления сосуда с испы-
туемым раствором. При погружении стеклянного электрода в
исследуемую пробу между поверхностью электрода и раствором
происходит обмен ионами и возникает разность потенциалов Ех,
величина которой пропорциональна концентрации ионов водорода
в испытуемом растворе. Для измерения Ех создают электрическую
цепь, содержащую два электрода. Внутренний электрод находится в стеклянном электроде. Внешний (вспомогательный) электрод,
соединен с контролируемым раствором с помощью емкости и
трубки, заполненных раствором хлорида калия. Ионы калия через
пористую перегородку непрерывно просачиваются в испытуемый раствор. Возникающая в цепи электродвижущая сила измеряется с помощью вольтметра, находящегося в корпусе основного прибора.
Мерная лабораторная посуда. Необходимым условием проведения лабораторного исследования является наличие специальной посуды. Особое внимание следует уделить изучению правил работы с мерной посудой: градуированными пипетками, бюретками, мерными стаканами и колбами. При заполнении посуды мениск жидкости устанавливают на уровне деления, от которого начинают отмеривание жидкости. Следует учитывать, что мениск имеет вид темного слоя, имеющего верхнюю и нижнюю поверхности, поэтому различают соответственно верхний и нижний мениски. Для повышения точности и стандартизации жидкостей следует пользоваться нижним мениском, который совмещают с верхним краем необходимого деления шкалы мерного сосуда.
Вскрытие рыбы.
Одним из способов исследования рыб является их вскрытие, для проведения которого необходим набор инструментов и приспособления для фиксации тела рыбы. Из инструментов наиболее часто используют пинцеты, ножницы, скальпели; их хранят в укладке из плотного материала, имеющей гнезда для каждого инструмента.
Фиксацию рыб длиной до 10 см проводят на прямоугольном куске пенопласта с помощью препаровальных игл. Рыб длиной более 10 см можно фиксировать в кювете, залитой парафином. Удобно пользоваться столиком (рисунок 3). Один зажим прикрепляют к голове рыбы, другой – к хвосту. Подвижную планку выдвигают вправо так, чтобы тело рыбы было слегка растянуто в горизонтальной плоскости, и закрепляют планку винтом.
Рисунок 3 – Столик для вскрытия рыбы:
1, 4 – зажимы; 2 – рыба; 5 – подвижная планка; 6 – винт, прижимающий планку
К верхнему бортику столика прикреплена линейка для измерения длины тела. Столик выполнен из металла, что облегчает стерилизацию столика и тела рыбы при выделении возбудителей инфекционных заболеваний.
Контрольные вопросы.
1 Назовите подразделения лаборатории нхтиопатологии, проводящей исследования в полном объеме.
2 Какие элементы включает материально-техническая база лаборатории?
3 Дайте характеристику помещения лаборатории нхтиопатологии.
4 Каковы особенности работы в аквариальной лаборатории ихтиопатологин?
5 Назовите основные правила работы с реактивами.
6 Перечислите общие правила работы в лаборатории нхтиопатологии.
7 Назовите основные приборы общего назначения, применяемые при ихтиопатологических исследованиях.
8 Каковы принципы устройства термостатов?
9 Как устроен автоклав?
10 Опишите принцип работы центрифуги.
11 Как устроен рН-метр?
12 Каковы основные правила работы с градуированными пипетками?