JoVE Logo

Sign In

כתמי גרם של חיידקים ממקורות סביבתיים

Overview

מקור: מעבדות של ד"ר איאן פפר וד"ר צ'ארלס גרבה - אוניברסיטת אריזונה
הפגנה סופרת: לואיזה איקנר

ספקטרום המחקר במיקרוביולוגיה סביבתית רחב בהיקפו ובפוטנציאל היישום. בין אם העבודה היא בקנה מידה ספסל עם מבודד חיידקים ידועים, או בתחום איסוף אדמה או דגימות מים המכילות מבודד חיידקים לא ידועים, היכולת להבחין במהירות ובאופן חזותי אוכלוסיות מעניינים נותרה בעלת השפעה רבה למיקרוביולוגים סביבתיים גם כיום עם שפע הטכניקות המולקולריות הזמינות לשימוש. וידאו זה מדגים טכניקה אחת כזו, המכונה כתמי גרם.

Principles

כתם גרם הוא טכניקת הכתמה קלאסית וחשובה שנותרה בשימוש נרחב על ידי מיקרוביולוגים סביבתיים. בדומה לכתם פשוט, הוא מאפשר הערכה של מורפולוגיה של תאים חיידקיים (למשל,קוצ'י, מוטות, נבגים לשעבר), גודל וסידור (למשל,שרשראות או אשכולות). בנוסף, הוא מאפשר הבחנה בין חיידקים לשתי קבוצות עקרוניות נפרדות - גרם שלילי וסבתא-חיובית - על פי הרכב ומבנה דופן התא (איור 1).

כתמי גרם הוא תהליך רב-שלבי. לפני הכתמים, מריחה חיידקית מוכנה באמצעות צלחת, שיוטה או תרבות מרק. הכנת ההכפשה מיובשת ומתוקנת על מגלשת זכוכית נקייה. כתם ראשוני של סגול קריסטל מוחל לאחר מכן על הכתם הקבוע. סגול קריסטל הוא כתם בסיסי המורכב מיונים צבעוניים טעונים חיובית(כלומר כרומופורים) היוצרים קשרים יוניים חלשים עם קבוצות פונקציונליות טעונות שליליות הנמצאות בדופן התא החיידקי. לאחר שטיפה עדינה של המגלשה במים, יוד של גרם מוחל, ויוצר מתחמים מסיסים עם סגול הגביש בדופן התא. מתחמי היוד הסגול-קריסטל נקשרים עוד יותר עם פפטידוגליקאן, מרכיב עקרוני של קירות תאי חיידקים. לאחר שטיפה שנייה במים, חומר צביעה מוחל בקצרה על הכתם. עבור חיידקים גרם שלילי, קומפלקס ויוד סגול קריסטל נשטף במהלך שלב צביעה, עם חיידקים גרם חיובי שמירה על הכתם הסגול. שטיפה שלישית ואחרונה במים מלווה בכתם נגדי של ספרנין שצבע חיידקים גרם שלילי ורוד או אדום.

Figure 1
איור 1. השוואה של דופן התא של חיידקים גרם-חיובי ו גרם שלילי.

Procedure

1. איסוף דוגמאות

  1. לאסוף דגימת קרקע ולהעביר למעבדה לניתוח מיקרוביאלי.
  2. במעבדה, לשקול מדגם 10 גרם באמצעות איזון אנליטי.
  3. לדלל את המדגם 1:10 לתוך 95 מ"ל של תמיסת מלח חוצץ פוספט (10 חלקים הקרקע שווה ערך 5 חלקים נוזל מימי), מערבולת לערבב(איור 2,שלב 1).
  4. בצע דילולים הבאים של 1:10 עד לפחות10-5 גרם אדמה למ"ל, ודילול נבחר של צלחת התפשטות בשכפולים של שניים או שלושה על מדיום אגר מיזיני נמוך(למשל,R2A)(איור 2,שלבים 2-3).
  5. לדגור על הצלחות במשך שבוע בטמפרטורת החדר(איור 2,שלב 4).
  6. בחרו מושבה אחת או שתיים לבידוד, והישארו על לוחות אגר טריים(איור 3,שלבים 1-3).
  7. לדגור על לוחות הפס במשך יומיים-שלושה בטמפרטורת החדר(איור 3,שלב 4).

2. הכנת מריחות חיידקיות

  1. שימו לב ללוחות הרצף למושבות מבודדות.
  2. כדי להכין כל הכנה להכתמה, טובלים לולאה מחוקנת באתנול, מעקרים להבה ומניחים 1 עד 2 לולאות של מים מזוקקים סטריליים על מרכז מגלשות זכוכית שניקו מראש.
  3. לחטא את לולאת החנק שוב כפי שתואר בעבר. לאחר התקררות, להסיר כמות קטנה של תרבות ממושבה מבודדת אחת ולערבב אותו עם טיפות מים על המגלשה (הכתם צריך להיות דומה חלב דל שומן מדולל). יש לקרר את לולאת החנק לפני בידוד המושבה. לולאה חמה מדי תגרום למושבה ו/או לבינונית להתיז, מה שעלול להוביל לתרסיס של חיידקים. בדרך כלל, כאשר הלולאה חמה מדי לשימוש, צליל "שורט" יישמע כאשר הוא מוחל על אגר או מושבה. קירור לא תקין של הלולאה עלול גם לגרום להעברת תרבות לשקופית יעילה פחות, ועיוות של מורפולוגיה של תאים.
  4. מורחים את הכתם על פני השטח של השקופית בגודל של כ-2.5 ס"מ על 2.5 ס"מ, ומאפשרים לו להתייבש באוויר. חשוב שייבוש אוויר יתרחש בתנאי זרימה למינאריים. אין לפוצץ שקופיות כדי לא לשבש את ההכפשה. כמו כן, שקופיות לא חייב להיות מיובש להבה, על מנת לשמור על מורפולוגיה התא.
  5. לאחר הייבוש, חום לתקן את הכתם על ידי העברת השקופית במהירות דרך להבה 2-3x. אין להחזיק את השקופית נייחת בלהבה, כדי למנוע עיוות של מורפולוגיה של תאים ו/או נזק למגלשת הזכוכית.

3. כתמי גרם

  1. אבטחו את השקופית בקצה אחד באמצעות סיכת כביסה נקייה.
  2. מכסים את הכתם עם סגול קריסטל (כתם ראשוני) ומחזיקים במשך 2 עד 3 דקות.
  3. לשטוף בזהירות את המגלשה עם מים מזוקקים. אין לכוון את זרם המים אל הכתם על מנת למנוע נזק ו/או ניתוק ממגלית הזכוכית.
  4. מכסים את הכתם ביוד של גרם ומחזיקים במשך 2 דקות, ואז שוטפים בעדינות את המגלשה במים.
  5. Decolorize את הכתם באמצעות 95% אתנול עד כתם כבר לא שוטף מן השקופית (זה בדרך כלל לוקח לא יותר מ 20 s בהתאם לעובי של כתם), ולאחר מכן מיד לשטוף עם מים מזוקקים. שלב זה הוא קריטי כדי למנוע צביעה יתר של השקופית, אשר עלול להוביל ייעוד כתם גרם כוזב (כלומר, משתנה גרם).
  6. מוסיפים את הכתם הנגדי (ספרנין) להכפשה ומחזיקים במשך 30 s. לאחר מכן יש לשטוף בעדינות את המגלשה במים מזוקקים ולייבש כתם באמצעות נייר סופג.

4. התבוננות מיקרוסקופית בשקופיות

  1. שים לב לשקופיות באמצעות מטרות נמוכות(למשל,פי 4 או פי 10), יבשות גבוהות(למשל,פי 40) וטבילת שמן (פי 100X). לטבילת שמן, מוסיפים את השמן ישירות למרוחה.
  2. לקבלת תוצאות מייצגות של חיידקי קרקע גראם-חיוביים וגרם שליליים, ראו איורים 4 ו-5 .

Figure 2
איור 2. טכניקת דילול וכתיבת ציפוי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3. בידוד המושבה באמצעות טכניקת לוח הרצף.

Figure 4
איור 4. חיידק קרקע גראם חיובי סטפילוקוקוס אאורוס.

Figure 5
איור 5. חיידק אדמה גרם שלילי Escherichia coli.

Application and Summary

כתם גרם משמש בתת-תחומים רבים של מיקרוביולוגיה סביבתית וקלינית. מדענים באיכות מים עשויים להשתמש בכתם גרם ככלי מאשר לגילוי חיידקים צואתיים בדגימות מים. מבודדים חיידקיים מקרקע מוכתמים גרם על מנת לאפיין עוד יותר קהילות קרקע פולחניות. עבור מיקרוביולוגים סביבתיים, כתם גרם מסייע בסיווג של אוכלוסיות חיידקים על פי מבנה דופן התא. זה, בתורו, מספק מידע על היכולת הכללית של קהילה מיקרוביאלית נתונה לעמוד בפני ייבוש ולחצים סביבתיים אחרים. הידע של כיתורי כתמי גרם הוא גם בעל חשיבות במחקר ופיתוח של חיטוי ומיקרוביאלים אחרים, כמו חיידקים גראם חיובי נוטים להיות עמידים יותר בפני אי-פעילות על ידי כימיה מסוימת מאשר חיידקים גרם שלילי.

עבור יישומי מיקרוביולוגיה קלינית, כתם גרם משמש כדי לאשר את זהותם של סוכני מחלות בקטריולוגיות יחד עם שיטות אבחון מסורתיות. זה גם של סיוע רב כאשר פולחן נכשל, או לא אופציה. כתמי גרם של דגימות קליניות יכול לחשוף את נוכחותם של סוכנים אטיולוגיים כי ייתכן שלא נצפו אחרת.

Tags

Skip to...

0:00

Overview

1:11

Principles of Gram Staining

2:52

Sample Collection and Isolation

4:27

Preparation of Bacterial Smears

5:26

Gram Staining and Visualization

7:16

Applications

9:07

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

כתמי גרם של חיידקים ממקורות סביבתיים

Environmental Microbiology

100.2K Views

article

קביעת תכולת הלחות בקרקע

Environmental Microbiology

359.3K Views

article

טכניקה אספטית במדעי הסביבה

Environmental Microbiology

126.4K Views

article

הדמיית מיקרואורגניזמים קרקע באמצעות מצג שקופיות מגע ומיקרוסקופיה

Environmental Microbiology

42.2K Views

article

פטריות נלאמנטיות

Environmental Microbiology

57.3K Views

article

הפקת דנ"א קהילתי ממושבות חיידקים

Environmental Microbiology

28.8K Views

article

זיהוי מיקרואורגניזמים סביבתיים עם תגובת שרשרת פולימראז ואלקטרופורזה ג'ל

Environmental Microbiology

44.5K Views

article

ניתוח RNA של דגימות סביבתיות באמצעות RT-PCR

Environmental Microbiology

40.4K Views

article

כימות מיקרואורגניזמים סביבתיים ווירוסים באמצעות qPCR

Environmental Microbiology

47.8K Views

article

ניתוח איכות מים באמצעות אורגניזמים מחוון

Environmental Microbiology

29.5K Views

article

בידוד חיידקים צואתיים מדגימות מים על ידי סינון

Environmental Microbiology

39.3K Views

article

זיהוי בקטריופאג'ים בדגימות סביבתיות

Environmental Microbiology

40.7K Views

article

פולחן ופירום חיידקים מדגימות קרקע

Environmental Microbiology

184.3K Views

article

ניתוח עקומת גדילה חיידקית והיישומים הסביבתיים שלה

Environmental Microbiology

295.9K Views

article

1 200 אצות באמצעות מתודולוגיה של Culturable

Environmental Microbiology

13.8K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved