محیط کشت، به‌عنوان بستری غنی از مواد مغذی و پارامترهای فیزیکی، شرایط لازم را برای رشد میکروارگانیسم‌ها فراهم می‌کند.
محیط کشت‌های باکتریایی، یکی از ارکان اصلی هر آزمایشگاه میکروب‌شناسی محسوب می‌شوند و به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. این محیط‌ها را می‌توان بر اساس ترکیب، قوام و هدف استفاده دسته‌بندی کرد. در این مقاله قصد داریم انواع محیط کشت‌های باکتری‌شناسی و کاربردهای آن‌ها را معرفی کنیم.
با راشا زیست همراه باشید…
طبقه‌بندی محیط‌های کشت باکتریایی بر اساس قوام
۱. محیط کشت جامد
این نوع محیط کشت باکتریایی حاوی آگار (با غلظت ۱.۵ تا ۲٪) یا سایر مواد جامدکننده است که عموماً بی‌اثر هستند. محیط کشت جامد به باکتری‌ها اجازه می‌دهد تا به‌صورت کلنی یا رگه رشد کنند و برای جداسازی و شناسایی خصوصیات کلنی‌های ایزوله مفید است.
۲. محیط کشت نیمه‌جامد
محیط کشت نیمه‌جامد با غلظت کم آگار (۰.۵٪ یا کمتر) تهیه می‌شود. این محیط دارای قوامی نرم مانند کاستارد است و برای کشت باکتری‌های میکروآئروفیل یا بررسی تحرک باکتری‌ها مناسب است.
۳. محیط کشت مایع
این محیط‌ها شامل مقادیر معینی از مواد مغذی هستند اما فاقد عوامل جامدکننده مانند ژلاتین یا آگار هستند. محیط آبگوشت برای تکثیر تعداد زیادی از ارگانیسم‌ها، مطالعات تخمیری و آزمایش‌های مختلف کاربرد دارد، مثلاً آزمایش تخمیر قند!
با استفاده از این طبقه‌بندی‌ها، می‌توان به‌طور دقیق‌تری محیط کشت مناسب برای هر نوع آزمایش را انتخاب کرد و به نتایج دقیق‌تری دست یافت.
طبقه‌بندی محیط‌های کشت باکتریایی بر اساس هدف و کاربرد
تاکنون شمار بسیاری از گونه‌های باکتریایی کشف شده‌اند و با پیشرفت‌های علمی و فناوری، تعداد میکروارگانیسم‌های جدید نیز همواره در حال افزایش است. اما هر گونه باکتری برای رشد به مواد و شرایط خاصی نیاز دارد. بنابراین، برای تسهیل تشخیص، شمارش و جداسازی انواع مختلف باکتری‌ها، محیط کشت‌های باکتریایی مختلفی بر اساس کاربرد در آزمایشگاه‌ها وجود دارد.
محیط کشت‌های عمومی
نوترینت آگار
محیط کشت‌های باکتریایی پایه که به آن‌ها محیط کشت‌های همه‌منظوره نیز گفته می‌شود، محیط‌های ساده‌ای هستند که از رشد بیشتر باکتری‌ها حمایت می‌کنند. پپتون واتر، نوترینت براث و نوترینت آگار به عنوان محیط‌های پایه در نظر گرفته می‌شوند و عموماً برای جداسازی اولیه میکروارگانیسم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
محیط کشت غنی شده
بلاد آگار
با افزودن مواد مغذی مانند خون، سرم یا زرده تخم‌مرغ به یک محیط پایه، محیط کشت غنی ایجاد می‌شود. این نوع محیط‌ها برای رشد باکتری‌های سخت‌گیر از نظر تغذیه استفاده می‌شوند. بلاد آگار، چاکلت آگار و شیب سرم لوفلر نمونه‌هایی از محیط کشت‌های غنی هستند.
محیط کشت انتخابی
در برخی موارد، نمونه‌هایی که بررسی می‌شوند، شامل مخلوطی از ارگانیسم‌های مختلف هستند و لازم است تنها یکی از ارگانیسم‌ها به منظور آزمایشات بیشتر رشد کند. محیط کشت انتخابی برای این منظور طراحی شده است و امکان رشد انتخابی باکتری مورد نظر را فراهم می‌کند.
این طبقه‌بندی‌ها، به انتخاب دقیق‌تر محیط کشت مناسب برای هر نوع آزمایش کمک کرده و دستیابی به نتایج مطلوب‌تر را امکان‌پذیر می‌سازند.
محیط کشت‌های انتخابی: ابزاری برای جداسازی عوامل بیماری‌زا
محیط کشت‌های انتخابی به منظور مهار باکتری‌های ناخواسته و تسهیل بازیابی عوامل بیماری‌زای خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. این محیط‌ها عمدتاً بر پایه آگار هستند و از طریق افزودن آنتی‌بیوتیک‌ها، رنگ‌ها، مواد شیمیایی، تغییر pH یا ترکیبی از این موارد تهیه می‌شوند.
نمونه‌هایی از محیط کشت‌های انتخابی:
- تایر مارتین آگار (Thayer Martin Agar):
این آگار حاوی آنتی‌بیوتیک‌های وانکومایسین، کولیستین و نیستاتین است و برای کشت نایسریا گونوره مناسب می‌باشد.
- مانیتول سالت آگار (Mannitol Salt Agar):
این محیط کشت برای استافیلوکوکوس اورئوس طراحی شده و حاوی ۱۰ درصد نمک طعام است که رشد این باکتری را تسهیل می‌کند.
- محیط پتاسیم تلوریت (Potassium Tellurite Medium):
این محیط کشت با داشتن ۰.۰۴ درصد پتاسیم تلوریت برای بازیابی کورینه‌باکتریوم دیفتری (Corynebacterium diphtheriae) استفاده می‌شود.
- مکانکی آگار (MacConkey’s Agar):
این آگار که حاوی نمک صفراوی است، برای کشت اعضای خانواده انتروباکتریاسه (Enterobacteriaceae) به‌کار می‌رود و بیشتر باکتری‌های گرم مثبت را مهار می‌کند.
- Pseudosel Agar (Cetrimide Agar):
این محیط کشت باکتریایی برای بازیابی سودوموناس آئروژینوزا (Pseudomonas aeruginosa) استفاده می‌شود و حاوی ستریمید (عامل ضد عفونی‌کننده) است.
- کریستال ویولت بلاد آگار (Crystal Violet Blood Agar):
این محیط کشت حاوی ۰.۰۰۰۲٪ کریستال ویولت است و برای بازیابی استرپتوکوک پیوژنز (Streptococcus pyogenes) مناسب است.
- لوونشتاین-جنسن (Lowenstein-Jensen):
این محیط کشت با افزودن مالاکیت گرین (Malachite Green) به یک محیط انتخابی برای بازیابی مایکوباکتریوم توبرکلوزیس (Mycobacterium tuberculosis) تبدیل شده است.
استفاده از این محیط‌های انتخابی، امکان جداسازی دقیق‌تر و تشخیص بهتر عوامل بیماری‌زا را فراهم می‌کند و به بهبود نتایج آزمایشگاهی کمک می‌کند.
لوونشتاین-جنسن (Lowenstein-Jensen)
رشد مایکوباکتریوم توبرکلوزیس روی محیط لوونشتاین-جنسن
آگار ویلسون و بلر (Wilson and Blair’s Agar)
این محیط برای بازیابی سالمونلا تیفی به کار می‌رود و با افزودن رنگ سبز درخشان (brilliant green) خاصیت انتخابی پیدا می‌کند.
آگار TCBS
این محیط کشت برای جداسازی ویبریو کلرا از نمونه‌های مدفوع استفاده می‌شود و دارای pH بالایی (حدود ۸.۵ تا ۸.۶) است که از رشد بیشتر باکتری‌های غیرهدف در نمونه‌های مخلوط جلوگیری می‌کند.
محیط کشت غنی‌سازی
محیط کشت غنی‌کننده به منظور افزایش غلظت نسبی میکروارگانیسم‌های خاص در یک نمونه استفاده می‌شود. این فرآیند معمولاً قبل از قرار دادن نمونه روی محیط کشت انتخابی انجام می‌شود.
محیط کشت‌های غنی معمولاً به صورت مایع هستند. از نمونه‌های معروف می‌توان به براث سلنیت F (Selenite F Broth)، براث تتراتیونات (Tetrathionate Broth) و آب پپتون قلیایی (APW) اشاره کرد که برای بازیابی پاتوژن‌ها از نمونه‌های مدفوع استفاده می‌شوند.
محیط کشت افتراقی
محیط کشت‌های افتراقی برای تشخیص باکتری‌های مختلف بر اساس رنگ کلنی آن‌ها طراحی شده‌اند. این محیط‌ها معمولاً شامل رنگ‌ها و بسترهای متابولیکی هستند که باکتری‌ها از آن‌ها استفاده کرده و به صورت کلنی‌هایی با رنگ‌های متفاوت ظاهر می‌شوند. این محیط‌ها به نام محیط کشت نشانگر نیز شناخته می‌شوند.
مانیتول سالت آگار، بلاد آگار، مکانکی آگار و TCBS آگار نمونه‌هایی از محیط کشت‌های افتراقی هستند که به تفکیک و شناسایی باکتری‌های مختلف کمک می‌کنند.
محیط کشت ترانسپورت
برای جلوگیری از رشد بیش از حد ارگانیسم‌های آلوده و حفظ زنده ماندن پاتوژن‌های مورد نظر، نمونه‌های بالینی باید بلافاصله پس از جمع‌آوری به آزمایشگاه منتقل شوند. به همین منظور، نمونه‌ها پس از جمع‌آوری در محیط‌های ترانسپورت قرار می‌گیرند. این محیط‌ها از خشک شدن نمونه جلوگیری کرده، پاتوژن‌های مورد نظر را زنده نگه می‌دارند و از رشد بیش از حد باکتری‌های ناخواسته جلوگیری می‌کنند. گاهی اوقات، برای خنثی کردن عوامل بازدارنده، به محیط‌های ترانسپورت زغال چوب افزوده می‌شود.
نمونه‌هایی از این محیط‌ها عبارتند از:
– محیط انتقال کری بلر (Cary-Blair) و محیط ونکاترامان راماکریشنان (VR): برای انتقال مدفوع بیماران مشکوک به وبا استفاده می‌شوند.
– گلیسرول سالین بافر ساچ (Glycerol Saline Buffer): برای انتقال مدفوع بیماران مشکوک به اسهال خونی باسیلاری استفاده می‌شود.
– محیط کشت Pike: برای انتقال استرپتوکوک از نمونه‌های گرفته شده از گلو استفاده می‌شود.
محیط کشت بی‌هوازی
باکتری‌های بی‌هوازی به محیط‌های خاصی برای رشد نیاز دارند، زیرا این محیط‌ها دارای اکسیژن کم و پتانسیل اکسیداسیون پایین هستند. محیط‌های کشت بی‌هوازی ممکن است با مواد مغذی مانند همین (Hemin) و ویتامین K غنی شوند. قبل از استفاده، این محیط‌ها باید در حمام آب جوشانده شوند تا اکسیژن محلول خارج شود و سپس با پارافین مایع استریل بسته‌بندی شوند.
این روش‌ها و محیط‌های کشت به طور کلی به منظور اطمینان از حفظ و رشد بهینه پاتوژن‌ها در شرایط آزمایشگاهی طراحی شده‌اند و نقش مهمی در تشخیص دقیق و مؤثر بیماری‌ها دارند.
جمع‌بندی
محیط کشت‌ها یکی از ابزارهای کلیدی و پرکاربرد در حوزه میکروبیولوژی هستند. محیط‌های کشت باکتریایی نیز از این قاعده مستثنی نیستند و با پیشرفت‌های علمی و فناوری در حوزه آزمایشگاهی و میکروبیولوژی، اهمیت آن‌ها روز به روز بیشتر می‌شود.
از آنجایی که محیط کشت‌های باکتریایی از ابزارهای اساسی یک میکروبیولوژیست به شمار می‌روند، آگاهی از انواع محیط‌های کشت از لحاظ قوام و کاربرد برای هر دانشجوی این حوزه ضروری است. به همین دلیل، در این مطلب به معرفی انواع محیط‌های کشت باکتریایی پرداختیم.
با توجه به گستردگی این حوزه، ممکن است در آزمایشگاه‌های مختلف از محیط کشت‌های دیگری نیز استفاده شود. خوشحال می‌شویم نظرات و تجربیات خود را در زمینه محیط کشت‌های باکتریایی با ما و دیگر خوانندگان به اشتراک بگذارید.
