میکروب شناسی و گرایشات آن علم مطالعه ی کلیه ی ارگانیسم های بسیار کوچک (ذره بینی)و بررسی کلیه ی جنبه های حیات ( رفتار ، تکامل ، اکولوژی ، بیوشیمی ، فیزیولوژی و...) است. میکروارگانیسم ها به دو دسته ی مفید ( غیر بیماری زا ) و مضر ( بیماری زا ) تقسیم می شوند. میکروب ها از قدیمی ترین موجودات کره ی زمین هستند که شناخت و بررسی دقیق آن ها با کشف میکروسکوپ امکان پذیر شد ( سال 1609) .
میکروب به معنی موجود زنده ریز است. امروزه میکروب شناسی به یک علم تخصصی تبدیل شده که مجموعه ی بزرگی از ارگانیسم های بسیار متنوع را شامل می شود. میکروارگانیسم ها طیف وسیعی از مباحث بالینی و غیر بالینی را شامل می شوند. میکروب ها انواع مختلفی دارند و به شکل های متفاوتی دیده می شوند.
آن ها در همه جا از آب و هوا گرفته تا خاک ، روی پوست بدن ، داخل بدن انسان ، جانوران و گیاهان به میزان فراوان وجود دارد میکرو ارگانیسم ها را با چشم غیر مسلح نمی توان دید. میکروب شناسی و گرایشات آن به سه گرایش غذایی ، صنعتی و پزشکی طبقه بندی می شود.
میکروب شناسی و گرایشات آن
مطالعه ی میکروارگانیسم هایی است که هم قادر به ایجاد فساد در مواد غذایی هستند و هم در تولید مواد غذایی نقش به سزایی دارند.
برای تولید محصولاتی مانند ماست و سرکه به فرایند تخمیر نیاز داریم که توسط طیف وسیعی از میکروب ها صورت می گیرد. مخمر ها گروه بزرگی از قارچ های تک سلولی هستند که در صنایع غذایی و به خصوص در نان وشیرینی پزی به عنوان آنزیم استفاده می شوند.
مخمر ها می توانند هیدرو کربن موجود در خمیر را تخمیر کنند و در نتیجه مقدار زیادی کربن دی اکسید تولید می شود. کربن دی اکسید باعث ور آمدن خمیر و آماده شدن خمیر می شود. نظارت مداوم بر آلاینده های غذایی و شیمیایی عوامل خطر برای اطمینان از ایمنی مواد غذایی بسیار مهم است.
کمپیلوباکتر باسیل گرم منفی هوازی است که شایع ترین عامل در مسمومیت های غذایی در انسان می باشد. این باکتری عمدتا موجب بیماری های گوارشی (و درد های شبیه به آپاندیسیت )
یا گاستروانتریت ( در تهاجم باکتری به اپیتلیوم روده) و نیز سپتیسمی (عفونت در خون) می شود. کمپیلوباکتر ها می توانند از فیلتر 0/45 میکرون عبور کنند که به انتشار باکتری کمک می شود. چون خیلی از باکتری ها نمی توانند از این فیلتر عبور کنند.
توجه شود اگر رنگ آمیزی گرم عادی برای کمپیلوباکتر انجام دهیم نمی توانیم آن ها را ببینیم و نمی توانیم از سافرانین (برای تشخیص گرم منفی بودن باکتری) استفاده کنیم. بنابراین باید از کربن فوشین یا فوشین سازی استفاده کنیم.
با زمان یک دقیقه یا بیشتر که کمک به رنگ پذیری باکتری می شود. این باکتری از طریق گوشت مرغ و گوسفند ، آب های آلوده و هم چنین محصولات لبنی به خصوص شیر منتقل می شود.
باکتری گرم منفی هوازی است که در محصولات لبنی ، آب ،گرد و خاک و کود وجود دارد. ( به طور کلی در طبیعت به وفور دیده می شود.). این باکتری باعث بسته شدن شیر و در نتیجه فساد در آن می شود.
باکتری های گرم مثبت آسپور دار هستند که انواع مختلفی دارد . ( باسیلوس سرئوس ، باسیلوس سوبتیلیس و باسیلوس آنتراسیس که از بین این ها باسیلوس سرئوس مسمومیت غذایی می دهد.)
پس از پخت برنج و سرد شدن آن ممکن است توسط باسیلوس سرئوس آلوده شود و از عوامل رایج مسمومیت های غذایی است. ( از طریق ایجاد اسهال ( خوردن اسپور) و استفراغ ( خوردن توکسن).
میکروبیولوژی صنعتی شاخه ای از میکروبیولوژی است که در آن ازمیکروارگانیسم های صنعتی استفاده می شود. به عنوان مثال ، در تولید محصولاتی مانند الکل ، دارو ها ، مواد شیمیایی و... کاربرد ویژه ای دارد. بسیاری از آمینو اسید ها نظیر لیزین ، اسیدگلوتامیک ، اسید آسپارتیک ، تیریپتوفان ، ترئونین و ویتامین هایی مثل B12 توسط میکروب ها تولید می شود.
پنی سلین یکی از معروف ترین و کاربردی ترین آنتی بیوتیک ها است که از میکروب تولید شده است . کپکی به نام پنی سلیوم نوتاتوم از خود ماده ای ترشح می کند ، که خاصیت ضد میکروبی دارد. اولین بار این ماده توسط الکساندر فلیمینگ در سال 1928 کشف شد.
با کشف پنی سلین جهش بزرگی در علم میکروب شناسی رخ داد که حتی بعد ها هم دانشمندان به جستجوی سایر منابع دارویی از میکروب ها پرداختند و داروهای زیادی به همین طریق تولید شد. از بسیاری از تک سلولی ها و جلبک های میکروسکوپی در تهیه مواد دارویی و بهداشتی استفاده می شود.
میکروب شناسی و گرایشات آن
میکروب شناسی و گرایشات پزشکی :
شاخه ای از میکروبیولوژی است که به مطالعه ی میکروارگانیسم ها بیماری زا مانند باکتری ها ( مهم ترین گروه ) ، ویروس ها ، برخی از قارچ ها و برخی از آمیب ها می پردازد. که دارای اهمیت پزشکی هستند و قادر به ایجاد بیماری های عفونی در انسان هستند. هم چنین به پیشگیری ، تشخیص و درمان بیماری های عفونی مربوط می شود.
میکروبیولوژی پزشکی مهم ترین شاخه در علم میکروبیولوژی است. هم چنین به پیشگیری ، تشخیص و درمان بیماری های عفونی مربوط می شود.
قارچ شناسی پزشکی ، انگل شناسی پزشکی ، ویروس شناسی پزشکی ، باکتری شناسی پزشکی. به طور کلی هدف این رشته کمک به پزشکان برای درمان موثر تر بیماری ها و عفونت ها و همچنین کمک به شناسایی سریع تر عوامل بیماری زا است.
میکروبیولوژی آب یک رشته تخصصی است که به بررسی جنبه های مختلف بیولوژیکی میکروارگانیسم ها ( باکتری ها ، ویروس ها ، قارچ ها ، انگل ها و پروتوزوآ ) موجود در آب می پردازد. از نظر بهداشت ، تشخیص میکروارگانیسم های موجود در آب از اهمیت بالایی برخوردار است.
مهم ترین میکروارگانیسم های موجود در آب ، باکتری های روده ای ( انتروباکتریاسه ) به خصوص اشرشیای کلای می باشد که به تعداد زیاد در مدفوع تمام انسان ها و حیوانات یافت می شود. ( چون که این باکتری در روده ی آدمی به تعداد فراوان وجود دارد و در مقایسه با باکتری های بیماری زای دیگر به مدت طولانی تری در آب زند می ماند.)
اصولا آبی که به عنوان آب آشامیدن شناخته می شود باید فاقد هر گونه میکروارگانیسم های بیمای زا و هم چنین باکتری های روده ای که نشان دهنده ی آلودگی آب با مدفوع است ، باشد. رایج ترین روش های آزمایشگاهی که برای تشخیص و شناسایی اشرشیای کلای و کلی فرم ها استفاده می شود روش MNP و فیلتر غشایی است.
تشخیص وجود اشرشیای کلای در آب اولین قدم در تشخیص آلودگی باکتریایی آب بوده و به عنوان نخستین استاندارد آلودگی آب شناخته شده است.
میکروب شناسی آب:
از مهم ترین میکروارگانیسم هایی که باعث آلودگی در آب می شوند: سالمونلا تیفی ( عامل حصبه ) ، ویبریوکلرا ( عامل وبا ) ، شیگلا ( عامل اسهال خونی یا دیسانتری ) ، سودوموناس آئورژینوزا ، کمپیلوباکتر ( عامل گاستروانتریت ) ، اشرشیای کلای ( عامل عفونت های ادراری به خصوص در خانم های جوان ) ، ویروس هایی نظیر پولیو ( عامل فلج اطفال ) و ویروس هپاتیت آ ( عامل هپاتیت آ ) و البته احتمال انتقال پروتوزوئر های روده ای مانند آمیب آنتامبا هیستولیتیکا ( عامل اسهال خونی ) و ژیاردیالامبلیا ( عامل اسهال چرب) از طریق آب های آلوده وجود دارد.
باکتری اشرشیا کلای مهم ترین جنس در خانواده انتروباکتریاسه است که جایگاه اصلی آن در دستگاه گوارش انسان است ( فلور نرمال در دستگاه گوارشی انسان ). این باکتری به مقدار خیلی زیاد ، روزانه توسط مدفوع دفع می شود و به همین خاطر است که برای سنجش آلودگی آب مصرفی به مدفوع انسان نیاز میشود.
الف_ شمارش برای تشخیص کلی فرم های موجود در آب ( روش MNP و فیلتر غشایی )
ب_ شمارش تعداد باکتری های موجود در آن
الف_ آزمون احتمالی MNP = Most probable number
ب_ فیلتر غشایی
در اینجا روش 15 لوله ای توضیح داده میشود :
در این روش در پنج لوله اول میزان 20 میلی لیتر محیط کشت لاکتوز براث و یا مکانکی براث با غلظت دو برابر و در ده لوله ی بعدی میزان 10 میلی لیتر از همان محیط های کشت را با غلظت یک برابر می ریزند. داخل هر لوله آزمایش یک لوله دورهام قرار می دهند.
سپس محیط های کشت را با اتوکلاو سترون (استریل ) می نمایند. قند موجود در هر دو محیط لاکتوز براث و مکانکی براث ، لاکتوز می باشد. سپس به پنج لوله اول 10 میلی لیتر ، به پنج لوله دوم 1 میلی لیتر و به پنج لوله سوم 0/1 میلی لیتر آب آلوده اضافه نموده و مجموع 15 لوله را در 37 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت انکوبه می کنند و نتیجه را گزارش می کنند. ( یکی از خصوصیات کلی فرم ها ، تخمیر قند لاکتوز همراه با تولید گاز است.)
اگر محیط کشت مورد استفاده مکانکی براث باشد و عامل آلودگی آب ، یکی از کلی فرم ها باشد رنگ محیط کشت در اثر تخمیر قند لاکتوز و تولید اسید توسط کلی فرم ها زرد شده و نیز در لوله دورهام گاز جمع می شود. برای خواندن MNP ، تعداد لوله های مثبت را به صورت عدد گزارش می نمایند.
به طوری که اگر مجموع لوله های حاوی 10 میلی لیتر 4 لوله ، از مجموع لوله های حاوی 1 میلی لیتر 2 لوله و از مجموع لوله های حاوی 0/1 میلی لیتر 1 لوله جواب مثبت مشاهده گردد ، نتیجه MNP را 421 می خوانند و آن را با جدول استاندارد MNP مقایسه کرده و بر اساس آن تعداد کلی فرم ها را در 100 میلی لیتر آب گزارش می نمایند.
( درمورد لوله های مورد قبول برای مثبت بودن آزمایش ، لوله های زرد رنگ به همراه جمع شدن گاز در لوله دورهام منظور است.) توجه شود که اگر نتیجه تست با MNP مثبت شود ، بهتر است تست اضافی نیز انجام شود. ( چون باکتری های دیگری به جز کلی فرم ها نیز می توانند لاکتوز را تخمیر کنند.)
از این آزمایش برای تایید لوله هایی که نتیجه ی آن ها در آزمایش MNP مثبت شده است و ( به صورت کلی تایید حضور کلی فرم ها) و به خصوص برای تایید اشرشیای کلای استفاده می شود. به طوری که آب آلوده را از یکی از لوله های مثبت آزمایش MNP برداشت کرده و به داخل محیط کشت BGLB ( برلیانت گرین لاکتوز بایل براث ) تلقیح می کنیم و به مدت 24 ساعت در دمای 37 درجه انکوبه می کنیم .
اگر در این محیط کشت گاز تولید شود نشان دهنده ی وجود کلی فرم ها در آزمایش MNP است. در این آزمایش کلنی ها را از محیط کشت BGLB ( آزمون تاییدی) برداشت کرده و در محیط های IMVIC و TSI تلقیح کرده و در دمای 37 درجه و به مدت 24 ساعت انکوبه می کنیم. هر موقع در محیط های کشت گاز تولید شد می توان جواب آزمایش را مثبت اعلام کرد.
ب_فیلتر غشایی :
برای تعیین کلی فرم ها و به خصوص کلی فرم های مدفوعی می توان از فیلتر غشایی استفاده کرد. به این منظور 100 میلی لیتر از آب آلوده مورد آزمایش را از فیلتر غشایی به قطر 0/45 میکرون عبور می دهیم و باکتری هایی که روی فیلتر غشایی باقی می مانند را در محیط کشت مکانکی آگار قرار داده و در دمای 37 درجه و به مدت 24 الی 48 ساعت انکوبه می کنیم.
و زمانی که هر کلنی از این 100 میلی لیتر آب رشد کند ، آب معمولا از نظر آشامیدن سالم و بهداشتی است. روش فیلتر غشایی نسبت به روش MNP ارجحیت داشته است. روش ها برای شناسایی و جداسازی ویروس های موجود در آب بسیار پیچیده تر از روش ها باکتریایی است. ( چون که تعداد ویروس های موجود در آب آلوده مورد آزمایش بسیار کم تر از باکتری ها هستند و به مقدار بیشتری از آب هم نیاز داریم. )
شاخه ای از علوم خاک است که به میکروارگانیسم های ساکن خاک و عملکرد و فعالیت آن ها مربوط می شود. میکروارگانیسم های موجود در خاک ضروری و بخش جدا ناپذیر از خاک هستند.
تعداد و نوع میکروارگانیسم ها موجود در خاک ، به فاکتور هایی همانند ارتفاع ، نور ، دما ، ph ، رطوبت و ترکیبات آلی بستگی دارد. گیاه به اندازه ی30 % از انرژی خود را به منطقه ریشه وارد می کند تا مواد غذایی را برای میکروب ها تولید کند. و در عوض ، این میکروب ها نه تنها گیاه را از تنش محافظت می کند بلکه با تبدیل و نگهداری مواد غذایی در خاک گیاه را تغذیه می کند.
جمعیت میکروبی در خاک توسط فاکتور های مختلفی از جمله عمق خاک ، مواد آلی ، تخلخل ، غلظت اکسیژن و دی اکسید کربن و ph خاک و غیره تعیین می شود. باکتری ها فراوان ترین و مهم ترین میکروارگانیسم های خاک هستند که هرچه به عمق می رویم از مقدار آن ها کاسته می شود. به طوری که هر گرم از خاک غنی شده بیش از 2 بیلیون باکتری دارد.
از نظر جمعیت میکروبی ، خاک ,محیط زیست میکروبی است که شامل انواع میکروارگانیسم ها همانند باکتری ، قارچ ، ویروس ، پروتوزوآ و جلبک ها می باشد.
مطالعه میکروبیولوژی خاک به دلیل نقش میکروارگانیسم ها در تجزیه مواد که سبب حاصل خیزی خاک می گردد حائز اهمیت است. میکروب های مفید خاک روابط هم زیستی را با گیاه ایجاد میکنند. یکی از هدف های کشت خاک شمارش باکتری ها ، قارچ ها و جلبک ها می باشد.
هم چنین برای شمارش کلنی باکتری ها میتوان از نمونه خاکی با رقت تهیه کرده و با محیط کشت نوترینت آگار کشت داد. سپس در دمای 25 درجه انکوبه نموده و بعد از رشد تعداد کلنی ها را در ضریب رقت ضرب نمود.
اگر شمارش اختصاصی باشد ، محیط اختصاصی آگار بکارمی بریم. برای باسیلوس سرئوس محیط های حاوی آنتی بیوتیک به کار برده می شود و
یا برای شمارش استرپتومایست ها از محیط کازئین آگار استفاده می شود. برای شمارش قارچ ها از PDA (پوتیتو دکستروز آگار ) و یا از محیط سابرو دکستروز آگار SDA استفاده می شود.
اما برای شمارش قارچ ها این روش کمتر به واقعیت نزدیک است. برای شمارش مخمرها محیط های اختصاصی وجود دارد و با انتخاب منبع کربن می توان مخمر های خاص را کشت داد و شمارش کرد.
باکتری های بیماری زا مانند: باسیلوس آنتراسیس ( عامل سیاه زخم ) ، باسیلوس سرئوس (عامل مسمومیت غذایی ) ، کلستریدیوم تتانی (عامل کزاز ) ، گلستردیوم پرفرنژنس ( عامل گانگرن گازی ) ، کلستریدیم بوتولینوم (عامل بوتولیسم ) ، خانواده انتروباکتریاسه.
باکتری های غیر بیماری زا مانند : کلستردیوم استوبوتیلیکوم ( مولد استن و بوتانول ) ، میکروارگانیسم های تثبیت کننده ی ازت ( ریزوبیوم ، ازتوباکتر) و باسیلوس تورانژینسیس ( مبارزه علیه آفات و بیماری های گیاهی و حشرات ) و غیره.
میکروب شناسی و گرایشات آن در هوا:
هوا در همه جا وجود دارد و بنابراین آلودگی های میکروبی موجود در هوا به راحتی منتقل می شود. با این حال تعداد میکرو ارگانیسم های موجود در هوا در مقایسه با آب و خاک بسیار کم بوده و معمولا از نظر متابولیستی فعال نیستند. البته زنده هستند و در صورت مساعد بودن شرایط می توانند تکثیر شوند. البته باید توجه کرد که آلودگی های میکروبی به وسیله ی هوا جا به جا می شوند و هوا محیط زیست این میکروارگانیسم ها نیستند و فقط هوا کمک به انتقال آن ها می کند. تروپوسفر یا درونی ترین لایه جو زمین ،مطلوب ترین لایه برای رشد و بقایای میکروارگانیسم می باشد
چون حاوی بخار آب بیشتری نسبت به لایه های دیگر است. تئانایی میکروارگانیسم ها برای زنده ماندن در اتمسفر به مقاومت آن ها در برابر خشک شدن ، حرارت شدید ، محدودیت اکسیژن و قرار گرفتن در معرض اشعه ماورای بنفش ( UV) بستگی دارد. به مجموعه میکروارگانیسم هایی که در هوا معلق بوده و زندگی می کنند آئروسل می گویند.
که از این میکروارگانیسم ها می توان به باکتری ها ، قارچ ها ، جلبک ها ، ویروسها و غیره اشاره کرد که باکتری ها و قارچ ها متداول تر هستند. تشکیل آئروسل ها از طریق فرایند های آزمایشگاهی مانند حجم برداری با استفاده از پیپت و سمپلر ، سانتریفیوژ کردن ، باز کردن آمپول ها و تکان دادن نیز امکان پذیر است.
از معروف ترین آئروسل ها می توان به بیوآئروسل ها اشاره کرد که می توانند منشا طبیعی ( بیولوژیک ) و منشا مصنوعی داشه باشند. (معمولا از آن ها به عنوان گرد و غبار نیز یاد می شود.) بیوآئروسل تاثیرات مختلفی در انسان مانند عفونت و حساسیت را حتی در مدت زمان کوتاهی ایجاد می کنند. به طور کلی هیچ روش قابل اطمینان و استانداردی برای اندازه گیری مقدار بیوآئروسل وجود ندارد.
بیوآئروسل ها به صورت سیستم های کلوئیدی وجود دارد. ( کلوئید ها مخلوط هایی هستند که از دو جزء پراکنده شونده و پراکنده کننده تشکیل شده است. ). بیوآئروسل ها به دو شکل زنده که شامل باکتری ها، قارچ ها ، ویروس ها و جلبک ها هستند و دسته دیگر که غیر زنده هستند و شامل اندوتوکسین و پروتئین ها هستند.
هم چنین می توان بیوآئروسل ها را به دو دسته ی گرد و غبار (به عنوان مثال گرد و غبار باکتریایی ) و قطره ( به عنوان مثال در نتیجه تراکم بخار آب یا هنگام عطسه ایجاد شده است.) تقسیم کرد. البته گرد و غبار معمولا بزرگتر هستند و با سرعت بیشتری رسوب می کند
( برای مثال گرد وغبار در قسمت فوقانی دستگاه تنفس قرار می گیرد ولی قطرات می توانند وارد سلول های آلوئول دستگاه تنفس شوند.) توجه شود که در دستگاه تنفسی تعداد میکروارگانیسم های مرتبط با ذرات گرد و غبار بیشتر از قطرات است.
روش های متداول بررسی میکروارگانیسم های هوا :
روش ته نشینی :
این روش به روش پلیت گذاری نیز معروف است. پلیت های حاوی محیط کشت آگار دار در مدت زمانی مشخص ، در معرض هوا قرار می گیرند. ذرات غبار حامل باکتری ها روی محیط کشت قرار می گیرند.
پلیت ها را به مدت 48-24 ساعت گرماگذاری می کنند. شمارش کلنی های تشکیل شده ، تعداد ذرات قرار گرفته روی سطح آگار دار را نشان می دهد و واحد های تشکیل دهنده کلنی بر حسب زمان محاسبه می شوند.
باکتری هایی که در هوا وجود دارند:
بروسلوز یا تب مالت (توسط باکتری بروسلا ایجاد می شود و در بین کارگران کشتارگاه دیده می شود. ) قانقاریا ، فارنژیت ( گلو درد چرکی ) و روماتیسم قلبی که توسط استرپتوکوک پیوژنز ایجاد می شود.
مننژیت در کودکان ( توسط نایسریا مننژیتیدیس ( شایع ترین ) ایجاد می شود.
دیفتری ( توسط کورینه باکتریوم دیفتری ایجاد می شود. )
سل ( توسط مایکو باکتریوم توبرکلوزیس ایجاد می شود.)
قارچ هایی که در هوا وجود دارند:
کریپتوکوکوزیس ( نوعی بیماری که بین انسان و قارچ یکسان است که توسط کریپتوکوکوس نئوفورمیس ایجاد می شود.)
بلاستومایکوزیس ( توسط قارچ بلاستومایسس ایجاد می شود که ریه ( دستگاه تنفس) و پوست انسان را درگیر می کند.)
ویروس هایی که در هوا وجود دارند:
آنفولانزا ( توسط ویروس هموفیلوس آنفولانزا ایجاد می شود.)
اوریون ( که توسط .یروس اوریون ایجاد می شود )
سرخک ( توسط ویروس سرخک ایجاد می شود.)
ویروسهایی که در هوا وجود دارن
هلدینگ KTG ارائه دهنده انواع محیط کشتهای سلولی و میکروبی است. برای کسب اطلاعات بیشتر از قیمت میکروب شناسی و ابزار گرایشات آن مانند :
انواع محیط کشت ها به صفحه لیست قیمت انواع محیط کشت های QUELAB مراجعه بفرمایید.
همچنین در مورد مشخصات هریک از محیط کشتهای میکروبی میتوانید به صفحه محیط کشت میکروبی, مراجعه نمایید.
جهت آشنایی با تجهیزات کاربردی لطفا روی صفحه علوم میکروبیولوژی چیست کلیک نمایید.
برای مشاوره و اطلاعات بیشتر جهت خرید وسایل میکروب شناسی و گرایشات آن لطفا با کارشناسان ما تماس بگیرید.
منبع: هلدینگ KTG
مقاله : میکروب شناسی و گرایشات آن
