Mezzo nutritivo

Una "piastra di agar": terreno in gel di agar con una macchia di microrganismi in una capsula di Petri

Un mezzo nutritivo , come si intende per mezzo di coltura , viene utilizzato per la coltivazione di microrganismi , cellule , tessuti o piccole piante, come il muschio Physcomitrella patens . Viene fatta una distinzione tra mezzi nutritivi liquidi (ad esempio brodo, brodo nutritivo o soluzione nutritiva ) e mezzi nutritivi gelificati ("solidi") ( mezzo nutritivo ).

applicazione

Bottiglia con un mezzo nutritivo liquido ( LB medium )

Terreni di coltura liquidi

Vengono utilizzati terreni di coltura liquidi

Terreni di coltura solidi (terreni di coltura in gel)

Serratia odorifera in terreno semisolido agar SIM (indica motilità)
Colonie batteriche di Staphylococcus aureus su terreno solido Baird Parker agar in una capsula di Petri

Poiché i mezzi di coltura solidi si riferiscono ai mezzi di coltura, che sono presenti mediante l'aggiunta di un agente gelificante sotto forma di gel. I terreni nutritivi solidi sono utilizzati principalmente per scopi di analisi, perché consentono anche la quantificazione dei microrganismi : poiché i microrganismi non possono distribuirsi liberamente nel terreno, quando si moltiplicano formano una colonia visibile attorno a ogni microrganismo sopra o nel mezzo nutritivo . Il numero di queste colonie corrisponderebbe quindi idealmente al numero originario di microrganismi. Tuttavia, poiché una colonia può essere formata anche da più individui vicini tra loro, il numero di colonie non corrisponde al numero effettivo di microrganismi, ma solo al numero di individui e di microrganismi distribuiti in gruppi nel o sul mezzo nutritivo. Questi individui e gruppi di individui è indicato come CFU ( K olonie b ildende E nit, anche cfu - c olony f orming u lendini).

I terreni nutritivi solidi vengono utilizzati anche se le colonie dall'aspetto caratteristico che si formano sulla superficie del gel del terreno nutritivo devono essere utilizzate per caratterizzare e identificare i microrganismi.

Terreni di coltura semisolidi

I mezzi nutritivi semisolidi sono utilizzati principalmente nelle provette come provette ad alto strato ; questo cosiddetto "agar morbido" contiene meno agar del solito con un mezzo nutritivo solido. Può essere utilizzato per rilevare il movimento attivo attraverso i flagelli ( motilità ) nei microrganismi . Viene anche utilizzato per creare un gradiente di ossigeno al fine di coltivare organismi microaerofili , che richiedono una concentrazione di ossigeno inferiore a quella presente nell'aria.

composizione

La composizione di base di un mezzo nutritivo consiste solitamente in una porzione principale di acqua , fonte energetica utilizzabile per il rispettivo organismo (vedi chemiotrofia ), ad esempio composti organici o composti contenenti zolfo , nonché i nutrienti da essa richiesti (organici o inorganici carbonio , azoto , zolfo e fosfato - Fonti e altri nutrienti essenziali). I nutrienti sono anche chiamati substrati e nei mezzi nutritivi per gli eterotrofi sono per lo più carboidrati ("zucchero"), idrolizzati proteici ( peptoni ) e, se necessario, acidi grassi . Inoltre, i sali inorganici forniscono all'organismo ioni vitali, come B. ammonio , potassio , sodio , fosfato, solfato e oligoelementi .

Possono essere inclusi anche:

Per produrre un mezzo nutritivo, i nutrienti e gli additivi vengono miscelati insieme secondo una ricetta e disciolti in acqua distillata o demineralizzata (se necessario con riscaldamento con vapore caldo e fluente). Segue la sterilizzazione (generalmente mediante riscaldamento in autoclave ). Gli additivi termolabili che sarebbero distrutti dalla sterilizzazione a caldo vengono sterilizzati meccanicamente - principalmente mediante filtrazione sterile con un filtro a membrana (filtro sterile) - e aggiunti al mezzo nutritivo solo dopo che è stato sterilizzato a caldo e raffreddato.

I terreni di coltura solidi contengono almeno l'1% di agar-agar, a seconda della ricetta la concentrazione varia tra 10 e 20 g di agar/l di terreno di coltura ( grammi per litro ). Per un cosiddetto "agar morbido", sono usuali 1-4 g / l. Per ragioni storiche, le soluzioni acquose di substrati organici complessi sono indicati come brodo , poiché i primi mezzi nutritivi di questo tipo venivano ancora prodotti sulla base di ricette di zuppe. Tali terreni liquidi sono simili nella composizione ai terreni nutritivi solidi, tranne per il fatto che non contengono agar o altri agenti gelificanti.

Classificazione

I terreni di coltura possono essere classificati in base a diversi aspetti:

Secondo l'area di applicazione

descrizione Medio solido Mezzo liquido
contiene principalmente agar come agente gelificante nessun agente gelificante
applicazione Nel caso dei terreni solidi, l'attenzione è rivolta all'isolamento e all'analisi dei rispettivi microrganismi, motivo per cui vengono anche definiti terreni di isolamento. Quando si quantificano i microrganismi, vengono utilizzati terreni solidi per determinare il numero di colonie . I mezzi liquidi sono usati come mezzo di arricchimento. Sono utilizzati anche quando sono richieste quantità maggiori di una coltura. Quando si quantificano i microrganismi, nel metodo del titolo vengono utilizzati mezzi liquidi .

Secondo gli ingredienti

Colonie di Yersinia enterocolitica su agar sangue , terreno complesso
descrizione mezzo sintetico mezzo complesso
Spiegazione Contengono concentrazioni definite di ingredienti chimicamente definiti con precisione. Questo (anche) contiene componenti organici complessi che non sono determinati chimicamente con precisione.
contiene ad es. B. D - glucosio , ammonio cloruro (NH 4 Cl), magnesio solfato (MgSO 4 ), dipotassio idrogeno fosfato (K 2 HPO 4 ) Peptone , idrolizzato di caseina, estratto di lievito , estratto di carne , sangue
applicazione I mezzi sintetici sono utilizzati in particolare per selezionare alcuni tipi di microrganismi. Ma sono anche usati quando condizioni iniziali identiche sono importanti per esperimenti ripetuti. I terreni complessi (detti anche terreni completi) sono i più comunemente usati e consentono la crescita di quasi tutti i microrganismi eterotrofi .

Secondo le esigenze nutrizionali

descrizione Medio minimo Medio pieno
Spiegazione Contiene i nutrienti assolutamente necessari per la crescita del microrganismo in questione (“livello di sussistenza”), questi sono chimicamente definiti. Contiene anche sostanze che promuovono la crescita e suppline.
contiene ad es. B. D- glucosio come fonte di carbonio, ioni ammonio come fonte di azoto, ioni solfato come fonte di zolfo Peptone o diversi amminoacidi come fonte di azoto, amminoacidi contenenti zolfo come fonte di zolfo
applicazione La composizione di un mezzo minimo deve essere determinata empiricamente o essere nota, quindi viene utilizzata per selezionare e descrivere un determinato microrganismo. A causa dei componenti promotori della crescita che contiene, un terreno completo è adatto per coltivare numerosi microrganismi. Un medium complesso è anche un medium completo.

Secondo il carico di lavoro

Una coltura di Salmonella su agar citrato desossicolato (agar TLC) in una capsula di Petri
descrizione Preparato Mezzo finito
Spiegazione Nel caso di mezzi nutritivi di uso frequente, i componenti solidi compreso l'agente gelificante vengono assemblati industrialmente per garantire che la composizione rimanga sempre la stessa. Tali miscele pronte sono disponibili in polvere, granuli , compresse o liofilizzato . Nel caso del mezzo finito, il mezzo è già stato prodotto industrialmente e inserito in piastre o provette di Petri.
applicazione Se necessario, queste miscele già pronte devono essere solo sciolte in acqua riscaldata e sterilizzate . Il mezzo finito può essere utilizzato direttamente senza ulteriore preparazione.

Secondo l'obiettivo dell'indagine

I terreni vengono utilizzati anche per selezionare i microrganismi sulla base di determinate proprietà. Ci sono due approcci a questo:

mezzi selettivi

I terreni selettivi consentono solo la crescita di determinati microrganismi che hanno proprietà speciali per moltiplicarsi in questo mezzo. Un esempio sono i terreni fortificati con antibiotici . In essi, solo quei microrganismi possono crescere, in violazione degli antibiotici resistenti usati .

mezzi differenziali

Colonie di Pseudomonas fluorescens su Simmons citrate agar (il colore blu indica l'utilizzo di citrato)

I terreni differenziali (chiamati anche terreni di differenziazione o terreni di coltura indicatori) consentono la crescita di diversi microrganismi utilizzati. Tuttavia, sono composti in modo tale che le colonie risultanti dei vari microrganismi differiscano l'una dall'altra nell'aspetto, quindi possono essere differenziate. Ad esempio, i ceppi batterici capaci di emolisi su agar sangue possono essere distinti dagli altri per la zona di schiarimento attorno alle loro colonie.

I mezzi differenziali spesso contengono coloranti o indicatori di pH che possono essere utilizzati per rendere visibili determinate attività metaboliche dei microrganismi. Esempi di ciò sono la scomposizione di un carboidrato da parte di microrganismi con formazione di acido, l'abbassamento del valore del pH ( acido ), o la scomposizione di urea o citrato da parte di batteri; questo crea prodotti di degradazione alcalini e aumenta il valore del pH. La variazione del valore di pH è indicata da una variazione di colore con l'ausilio di un opportuno indicatore di pH; questo porta allo scolorimento del terreno o delle colonie.

Un terreno ben noto che combina entrambi questi principi è l' agar MacConkey . Contiene sali biliari e cristalvioletto e quindi impedisce la crescita di batteri gram-positivi e agisce quindi come terreno selettivo. Per il suo effetto come mezzo differenziale , sono inclusi il lattosio e il rosso neutro , in modo che i batteri che fermentano il lattosio possano essere identificati utilizzando un cambiamento di colore dell'indicatore di pH rosso neutro. Un altro terreno di coltura frequentemente utilizzato che agisce sia come terreno selettivo che come terreno differenziale è l'agar XLD .

Placcatura replica

La placcatura di replica (in tedesco circa Replikationsausplattierung ) indica il trasferimento di tutte le colonie da un mezzo nutriente solido a un altro mezzo solido per ottenere la disposizione delle singole colonie tra loro. A tale scopo, un panno di velluto sterile viene steso suun timbro Lederberg , che viene prima trasferito su una piastra ricoperta di colonie e poi su una piastra non troppo cresciuta premendolo delicatamente. L'impronta crea una copia delle colonie sul mezzo nutritivo solido, che viene coltivato per far crescere le colonie. Le fibre del pelo del velluto impediscono alle colonie di macchiarsi. Prima di utilizzare il velluto, le colonie venivano trasferite con stuzzicadenti sterili (secondo E. Tatum) o con carta da filtro sterile(secondo N. Visconti).

Evidenze individuali

  1. ↑ Birgit Hadeler, Sirkka Scholz, Ralf Reski (1995) Gelrite e agar influenzano in modo diverso la sensibilità alla citochinina di un muschio. Giornale di fisiologia vegetale 146, 369-371.
  2. ↑ a b c d e f Eckhard Bast: Metodi microbiologici: introduzione alle tecniche di lavoro di base . 2a edizione. Spectrum Akademischer Verlag GmbH, Heidelberg / Berlino 2001, ISBN 978-3-8274-1072-6 .
  3. ↑ a b c Roland Süßmuth, Jürgen Eberspächer, Rainer Haag, Wolfgang Springer: Tirocinio biochimico-microbiologico . 1a edizione. Thieme Verlag, Stoccarda / New York 1987, ISBN 3-13-685901-4 , p. 12-15 .
  4. ↑ J. Lederberg , EM Lederberg: Placcatura di replica e selezione indiretta di mutanti batterici. In: J batteriolo. (1952), Vol. 63 (3), pp. 399-406. PMID 14927572 ; PMC 169282 (testo completo gratuito).

link internet

Commons : Culture in Petri  - raccolta di immagini, video e file audio
Wikizionario: terreno fertile  - spiegazioni di significati, origini delle parole, sinonimi, traduzioni