محیط کشت‌های باکتریایی: طبقه‌بندی و موارد استفاده

محیط کشت، حاوی مواد مغذی و پارامترهای فیزیکی لازم برای رشد میکروارگانیسم‌ها است.

محیط کشت‌های باکتریایی یکی از مهم‌ترین بخش‌های هر آزمایشگاه میکروب‌شناسی محسوب می‌شوند که انواع مختلفی دارند. این محیط‌های کشت را می‌توان بر اساس ترکیب، قوام و هدف استفاده طبقه‌بندی کرد. در ادامه‌ی این مطلب قصد داریم به معرفی انواع محیط کشت‌های باکتری‌شناسی و موارد استفاده از آن‌ها بپردازیم. پس در ادامه با ما همراه باشید.

طبقه بندی محیط های کشت باکتریایی بر اساس قوام

۱. محیط کشت جامد

محیط کشت باکتریایی جامد حاوی آگار ( با غلظت ۱/۵ الی 2٪ ) یا مواد جامد کننده دیگر است که عمدتاً بی‌اثر هستند. محیط کشت باکتریایی جامد به باکتری‌ها اجازه می‌دهد رشد کنند (به صورت کلنی یا به صورت رگه‌ها) و برای جداسازی باکتری‌ها یا تعیین خصوصیات کلنی ایزوله مفید هستند.

۲. محیط کشت نیمه جامد

محیط نیمه جامد با آگار به غلظت‌های ۰/۵ درصد یا کمتر تهیه می‌شود. محیط نیمه جامد دارای قوام نرم مانند کاستارد است و برای کشت باکتری‌های میکروآئروفیل یا برای تعیین تحرک باکتری کاربرد دارد.

۳. محیط کشت مایع (آبگوشت)

این محیط‌ها حاوی مقادیر خاصی از مواد مغذی هستند اما اثری از عوامل جامد کننده‌ی محیط مانند ژلاتین یا آگار در آن‌ها وجود ندارد. محیط آبگوشت برای اهداف مختلفی مانند تکثیر تعداد زیادی ارگانیسم، مطالعات تخمیری و آزمایش‌های مختلف دیگر کاربرد دارد. به عنوان مثال، آزمایش تخمیر قند.

طبقه‌بندی محیط‌های کشت باکتریایی بر اساس هدف و کاربرد

تاکنون تعداد بسیاری از گونه‌های باکتریایی کشف شده است و با توجه به پیشرفت علم و تکونولوژی تعداد میکروارگانیسم‌های جدید یافت شده نیز همواره رو به افزایش است. اما تمامی این گونه‌های باکتریایی برای رشد به مواد و شرایط یکسان و مشابه نیاز ندارند. به همین دلیل برای تسهیل تشخیص گونه باکتریایی وشمارش و جداسازی انواع خاصی از باکتری‌ها،  محیط کشت‌های باکتریایی مختلفی بر اساس کاربرد هر آزمایشگاه وجود دارد.

محیط کشت‌های جنرال

محیط کشت غنی شده

با افزودن برخی مواد مغذی به شکل خون، سرم، زرده تخم مرغ و غیره به یک محیط پایه، می‌توان یک محیط کشت غنی ^[5] ایجاد کرد. از محیط کشت‌های غنی برای رشد باکتری‌های سخت‌گیر از نظر تغذیه استفاده می‌شود.

بلاد آگار، چاکلت آگار و شیب سرم لوفلر ^[6] چند نمونه از محیط کشت‌های غنی هستند.

محیط کشت انتخابی

گاهی اوقات نمونه‌‌ای که قرار است مورد بررسی قرار گیرد، مخلوطی از ارگانیسم‌های مختلف است و لازم است تنها یکی از ارگانیسم‌های درون نمونه به منظور آزمایشات بیشتر رشد کند.

محیط کشت‌های انتخابی برای مهار باکتری‌های ناخواسته و کمک به بازیابی عوامل بیماری‌زای مورد نظر کاربرد دارند. محیط‌های انتخابی بر پایه آگار هستند. روش‌های مختلف برای آماده سازی اینگونه محیط کشت‌های باکتریایی، افزودن آنتی‌بیوتیک‌ها، رنگ‌ها، مواد شیمیایی، تغییر pH یا ترکیبی از این‌ها است.

نمونه‌هایی از محیط کشت‌های انتخابی عبارتند از:

۱. تایر مارتین آگار (Thayer Martin Agar): این آگار حاوی آنتی بیوتیک وانکومایسین، کولیستین و نیستاتین بوده و جهت کشت نایسریا گونوره مناسب است.

2. مانیتول سالت آگار (Mannitol Salt Agar):

۳. محیط پتاسیم تلوریت (Potassium tellurite medium): این محیط کشت برای بازیابی کورینه باکتریوم دیفتری diphtheriae حاوی 04/0 درصد پتاسیم تلوریت است.

۴. مکانکی آگار (MacConkey’s Agar): این آگار معمولا برای اعضای خانواده انتروباکتریاسه (Enterobacteriaceae) استفاده می‌شود و حاوی نمک صفراوی است که بیشتر باکتری‌های گرم مثبت را مهار می‌کند.

۵. محیط کشت Pseudosel Agar (cetrimide agar)

این محیط کشت باکتریایی برای بازیابی سودوموناس آئروژینوزا استفاده می‌شود و حاوی ستریمید ^[7] (عامل ضد عفونی کننده) است.

۶. کریستال ویولت بلاد آگار (Crystal Violet Blood Agar): این محیط کشت برای بازیابی استرپتوکوک پیوژنز ( pyogenes) حاوی 0002/0% کریستال ویولت است.

۷. محیط لوونشتاین-جنسن (Lowenstein Jensen): لوونشتاین-جنسن یکی از محیط کشت‌های باکتریایی است که برای بازیابی مایکوباکتریوم توبرکلوزیس (tuberculosis) استفاده می‌شود و با افزودن مالاکیت گرین (مالاشیت گرین) به یک محیط انتخابی تبدیل شده است.

۸. آگار ویلسون و بلر (Wilson and Blair’s Agar):  این آگار برای بازیابی استافیلوکوکوس تیفی کاربرد داشته و با افزودن رنگ سبز درخشان (brilliant green) انتخابی می‌شود.

۹. آگار TCBS : این محیط کشت باکتریایی برای جداسازی ویبریوکلرا از نمونه‌های مدفوع استفاده می‌شود و pH بالایی دارد (حدود ۸/۵ الی ۸/۶). به همین دلیل از رشد بیشتر باکتری‌های موجود در یک نمونه مخلوط جلوگیری می‌کند.

محیط کشت غنی سازی

محیط کشت غنی‌کننده برای افزایش غلظت نسبی میکروارگانیسم‌های خاص در یک نمونه استفاده می‌شود. این کار معمولا قبل از اینکه  نمونه روی محیط کشت انتخابی قرار گیرد، انجام می‌شود.

محیط کشت باکتریایی غنی‌، برخلاف محیط‌های انتخابی، معمولاً به صورت مایع ( آبگوشت) هستند. براث سلنیت  F (Selenite F Broth)، براث تتراتیونات (tetrathionate broth) و آب پپتون قلیایی (APW) از محیط کشت‌های غنی هستند که برای بازیابی پاتوژن‌ها از نمونه‌های مدفوع استفاده می‌شوند.

محیط کشت افتراقی

محیط‌ کشت‌های افتراقی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توان باکتری‌های مختلف را بر اساس رنگ کلنی آن‌ها تشخیص داد.

این محیط کشت‌ها اغلب شامل رنگ‌ها و بسترهای متابولیکی هستند که باکتری‌ها از آن استفاده کرده و به صورت کلنی با رنگ‌های متفاوت ظاهر می‌شوند. محیط کشت‌های افتراقی با نام محیط کشت نشانگر نیز شناخته می‌شوند.

مانیتول سالت آگار، بلاد آگار، مکانکی آگار و TCBS آگار نمونه‌هایی از محیط کشت های افتراقی هستند.

محیط کشت ترانسپورت

نمونه‌های بالینی باید بلافاصله پس از جمع‌آوری به آزمایشگاه منتقل شوند تا از رشد بیش از حد ارگانیسم‌های آلوده جلوگیری شود و  پاتوژن‌های مورد نظر زنده بمانند.

به این منظور نمونه‌ها پس از جمع‌آوری در یک محیط ترانسپورت قرار می‌گیرند.

 چنین محیط‌هایی از خشک شدن نمونه جلوگیری کرده، پاتوژن مورد نظر را زنده نگه داشته و از رشد بیش از حد باکتری های ناخواسته جلوگیری می‌کند.

گاهی اوقات برای خنثی کردن عوامل بازدارنده، به محیط کشت‌های ترانسپورت زغال چوب افزوده می‌شود.

نمونه‌هایی از این محیط کشت‌های باکتریایی در ادامه ذکر شده است:

• محیط انتقال کری بلر ^[8] و محیط ونکاترامان راماکریشنان ^[9]: برای انتقال مدفوع بیماران مشکوک به وبا استفاده می‌شود.
• گلیسرول سالین بافر ساچ ^[10]: برای انتقال مدفوع بیماران مشکوک به اسهال خونی باسیلی استفاده می‌شود.
• محیط کشت Pike : برای انتقال استرپتوکوک از نمونه‌های گرفته شده از گلو استفاده می‌شود.

محیط کشت بی‌هوازی

باکتری‌های بی‌هوازی برای رشد به محیط‌های خاصی نیاز دارند. زیرا محیطی که این باکتری‌ها در آن رشد می‌کنند، معمولا دارای اکسیژن کم و پتانسیل اکسیداسیون پایین است.

محیط‌ کشت‌های بی‌هوازی ممکن است با مواد مغذی مانند همین (hemin) و ویتامین K تکمیل شوند.

 قبل از استفاده، محیط باید در یک حمام آب جوشانده شود تا اکسیژن محلول خارج شده و سپس با پارافین مایع استریل بسته‌بندی شود.

جمع‌بندی

 به طور کلی محیط کشت یکی از ابزار پرکاربرد و بسیار مهم در حوزه میکروبیولوژی محسوب می‌شود. محیط کشت‌های باکتریایی نیز از این قاعده مستثنی نیستند و با توجه به پیشرفت علم و فناوری در حوزه آزمایشگاهی و میکروبیولوژی، پیوسته بر اهمیت آن‌‌ها افزوده می‌شود.

از آنجایی که محیط کشت‌ باکتریایی یکی از ابزارهای اساسی یک میکروبیولوژیست محسوب می‌شود، آگاهی از انواع محیط کشت از لحاظ قوام و کاربرد برای هر دانشجوی این حوزه امری ضروری است. به همین دلیل در این مطلب سعی کردیم به معرفی انواع محیط کشت‌های باکتریایی بپردازیم.

لازم به ذکر است با توجه به گستردگی این حوزه، ممکن است شما در آزمایشگاه خود از محیط کشت‌های دیگری نیز استفاده کنید.

خوشحال می‌شویم نظرات و تجربیات خود را در این مورد با ما و دیگر خوانندگان این مطلب به اشتراک بگذارید.

واژه نامه: