출처: 조나단 F. 블레이즈1,엘리자베스 수터1,크리스토퍼 P. 코르보1
1 생물과학부, 바그너 칼리지, 1 캠퍼스 로드, 스태튼 아일랜드 뉴욕, 10301
원생동물의 정량적 평가는 그들의 풍부함, 기하급수적 증식을 위한 성향, 인구 내의 종 다양성 및 특정 생리적 필요를 감안할 때 번거로울 수 있습니다. 이 도전을 복합하는 것은 박테리아가 복제하는 4 상 성질입니다 (지연, 로그, 고정 및 죽음). 미생물 농도를 정확하게 추정하는 능력은 성공적인 식별, 격리, 재배 및 특성화(6)에 필요합니다. 이와 같이, 미생물학자는 임상, 산업, 제약 및 학술 실험실 환경 (2,4,6)에서 세균및 바이러스 부하를 안정적으로 정량화하기 위해 100 년 이상 직렬 희석 및 다양한 도금 기술을 사용했습니다. 이 방법론의 설명은 독일 과학자이자 의사인 로버트 코흐(Robert Koch)가 전염병 유발 요원(2)에 대한 그의 작품을 발표했을 때 1883년에 처음 나타났습니다. 종종 현대 세균학의 아버지로 불리는 코흐의 외명 기술은 전 세계적으로 미생물을 열거하는 금본위제가 되었습니다.
직렬 희석은 초기 용액(솔루션0)을액체 희석제(blank)의 고정 부수로 연속적으로 재정지하여 공지또는 알려지지 않은 실체(solute, 유기체 등)를 체계적으로 감소시다. 이러한 공백은 일반적으로 0.45% 식염수로 구성되지만 조성물은 다를 수 있습니다(7). 실험자는 각 희석제에 대해 임의의 부피를 선택할 수 있지만, 가장 자주 는 10의 배수이며, 샘플의 로그산염 감소를 용이하게 한다. 예를 들어, 용액0은 영양국물의 10mL에 매달린 총 100개의 대장균 세포를 함유하고 있다. 용액0의 1mL이 제거되고 식염수(희석1)의9mL에 추가되면, 새로운 용액(1)은 대장균의초기 농도의 1/10th를 포함하게 된다. 이 예에서, 새로운 용액(솔루션1)에는10개의 대장균 세포가 포함됩니다. 이 과정을 반복하여 1mL의 용액1을 제거하고 또 다른 9mL의 식염수(희석2)에 첨가함으로써 단일 대장균 세포만 을 포함하는 용액2를산출한다. 각각의 새로운 솔루션(희석제 + 1mL의 용액)은 총 10mL를 포함하고 있기 때문에, 이러한 감소에 대한 희석계수가 10배이거나 10배 의 일련 희석(그림1)이라고결론을 내릴 수 있다. 우리는 이 예에서 100개의 세포로 만 시작하고 10의 요인에 의해 희석하고 있기 때문에, 단지 2단계는 1 세포의 절대 최소 농도에 도달하기 위하여 요구됩니다.
그림 1: 주식 솔루션의 직렬 희석. 스톡 용액의 1mL 알리쿼트(솔루션0)는0.45% 식염수(dilent1)의9mL를 포함하는 튜브 1에 첨가된다. 이 혼합물의 제품은 용액1입니다. 새로 만든 솔루션1의 1mL를 알리쿼팅하고 튜브 2에 추가하여 반복합니다. 알리쿼팅 및 재서스펜션은 최종 튜브에 도달할 때까지 이러한 방식으로 계속되며, 각 단계마다 10배씩 재고 농도를 희석시합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
직렬 희석은 원하는 유기체의 관리 가능한 농도를 얻기위한 가장 간단한 기술이며, 미생물학자가 사용하는 많은 도금 기술의 두 개, 페트리 접시 줄무늬 및 확산에 의해 보완된다. 이 접근법의 이점은 실험자가 단일 종의 순수한 균주를 수확하거나 혼합 된 인구 (7)로부터 균주를 분리 할 수 있다는 것입니다. 줄무늬는 적절한 영양소를 사용할 수 있는 경우 성장하게 될 고체 배지(일반적으로 아가로즈로 구성된)에 유기체를 도입함으로써 달성된다. 단단한 부비동성 패턴에서 멸균 접종 루프를 매체를 가로질러 부드럽게 쓸어 넘기면 실험자의 파형의 주파수에 비례하여 유기체를 분배합니다. 페트리 접시를 3/4(사분면 줄무늬)로 나누고, 접시의 새로운 영역이 입력됨에 따라 각 줄무늬의 빈도를 줄이면 점차 해당 지역을 점유할 수 있는 미생물의 수가 줄어들어 정량화할 수 없는 세균 잔디 대신 단일 식민지를 생성합니다. 스프레드 도금은 시료를 추가로 희석시키지 않습니다. 멸균 유리 스프레더는 전체 페트리접시(그림 2)에서스펜션 미디어의 알리쿼트를 분배하는 데 사용됩니다. 배기판상에서 자라는 콜로니는 단일 세포에서 발생하며 각 식민지는 주어진 현탁액에서 밀리리터당 콜로니 형성 유닛(CFU)의 수를 추정할 수 있으며, CFU/mL(6)(그림3) (그림 3)소프트 한천 및 복제도금은 전술한 기술의 변형이며 박터피오파지 및 돌연변이제(7)의 분리를 허용한다.
그림 2: 세균 열거 및 균주 격리를 위한 판 줄무늬. 페트리 접시의 바닥에 식별 정보(박테리아 이름, 날짜, 미디어)로 레이블을 지정하고 3분의 1로 나눕니다. 스톡 샘플의 적절한 희석을 선택한 후 멸균(일회용 또는 화염) 접종 루프를 취하고 테스트 튜브(here, T3)를 침수합니다. 한쪽에 페트리 접시 커버를 약간 올려 서 접종 루프만 한천에 접근할 수 있습니다. 지그재그 방식으로 미디어 상단을 가로질러 접종루프를 미끄러지듯 미끄러지며 한천을 손상시키지 않도록 주의하세요. 플레이트를 약 1/3rd(~118°)로 회전시키고 지그재그 동작의 빈도를 줄입니다. 마지막 시간을 회전하고 지그재그 주파수를 한 번 더 줄입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: 확산 도금. 에어로빅 영역의 1 g는 T1에서 다시 중단된 다음 직렬로 희석되었습니다. 멸균 유리 또는 플라스틱 일회용 확산 막대는 각 접시에 걸쳐 접종을 분배하는 데 사용됩니다. 이것은 혐기성 영역의 1 g로 반복되었다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
직렬 희석과 마찬가지로, 로그와리믹 스케일은 유기체 농도를 표현하기 위해 사용된다. 100mm x15mm를 측정하는 표준 페트리 접시에서 재배되는 콜로니의 수는 분리된 성장 클러스터를 식별하여 수동으로 열거(또는 전산 처리의 도움으로 자동화)할 수 있습니다. 30개 미만이거나 300보다 작은 합계는 계산하기에는 너무 적거나 계산할 수 없는 수(TNTC)로 정의되어야 합니다. 후자의 경우, 새로운 페트리 접시를 다시 휘감기 전에 농도를 줄이기 위해 직렬 희석을 수행해야합니다. 세 개의 분리된 페트리 접시에서 확인된 자급자족 식민지의 수를 평균화하고 희석 계수에 의해 평균을 곱하면 CFU/mL이 생성됩니다. 시간에 대한 CFU/mL의 로그10을 플로팅하면 유기체의 평균 생성 시간이 드러나게 된다(7).
1. 셋업
2. 미디어 준비
3. 희석 제고
4. 대상 유기체 의 재배
5. 직렬 희석
6. 스프레드 도금
7. 줄무늬
8. 데이터 분석 및 결과
도금에 의한 세균열및 균주 격리는 표적 유기체의 관리 가능한 농도가 필요합니다. 따라서 성공적인 도금은 직렬 희석에 달려 있습니다. 이와 같이, 전술한 기술은 미생물 검사 및 실험의 초석으로 남아 있습니다. 설계에 의해 간단하지만, 희석 인자 및 도금 기술은 각 방법의 무결성을 손상시키지 않고 결과를 강화하기 위해 실험자에 의해 수정 될 수있다. 세균 성장의 4 단계를 플롯 원하는 미생물을 특성화 할 때 도움이 될 수 있습니다. 이러한 단계, 지연, 로그, 고정 및 죽음은 세균 복제의 변화로 표시됩니다. 지연 단계는 생리적 적응으로 인한 느린 성장을 특징으로하며, 로그 단계는 실행 가능한 세포에서 기하급수적 상승을 특징으로하는 최대 증식의 기간이며, 정지 단계는 환경 적 제한 및 독소 축적으로 인해 세포 수가 떨어지기 전에 도달합니다. 이는 시간0에서 시작하여 총 8시간 동안 시간당 연속적으로 희석(또는 혼동을 피하기 위한 1단계 희석) 솔루션0을 통해 달성할 수 있습니다(솔루션0은 각 희석 후 흔들리는 인큐베이터로 반환되어야 합니다). 시간0의 단일 희석에 대한 CFU / ml의 로그10을 계산하고 Y 축에 플롯. 샘플 시간1에 대해 이 계산을 반복합니다(시간0과동일한 희석 계수를 사용하여 CFU/mL을 계산해야 합니다). 매번(시간1-시간8)이X축에 플롯될 때까지 반복합니다.
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