1. По консистенции среды делят на:
а) жидкие : пептонная вода (ПВ), мясопептонный бульон (МПБ), сахарный МПБ; применяют для изучения физиолого-биохимических свойств микроорганизмов, для накопления их биомассы или продуктов обмена;
б) полужидкие : мясопептонный агар (МПА) и др.; применяют обычно для хранения культур;
в) плотные или твердые : МПА, мясопептонный желатин, свернутая сыворотка, свернутый яичный белок; применяют для выделения микроорганизмов, изучения морфологии колоний, диагностических целей, количественного учета микроорганизмов и т.д.;
г) сыпучие : разваренное пшено, кварцевый песок, пропитанный питательным раствором; применяют для хранения посевного материала и культур – продуцентов в микробиологической и медицинской промышленности;
д) сухие – гигроскопические порошки с влажностью до 10 %, выпускаемые промышленностью; они могут быть различного назначения (простые, специальные, элективные, дифференциально-диагностические); имеют ряд преимуществ: стандартность, простота хранения и транспортировки, простота приготовления; их хранят в герметически закрытой посуде, в темноте; они должны хорошо растворяться в воде при комнатной температуре.
В качестве уплотнителя сред обычно используют агар (0,5-2 %), реже – желатин (10-15 %) или селикагель. Агар – полисахарид, выделенный из морских водорослей. Он способен образовывать в воде гели, плавящиеся при температуре 100° С и уплотняющиеся при 45° С. К полужидким средам агар добавляют в количестве 0,5 % (0,3-0,7 %), к плотным – 1,5-2 %. Выпускают в виде бесцветных пластинок или порошка.
2. По составу среды делят на:
а) естественные – натуральные продукты животного или растительного происхождения: молоко, яйца, овощи, животные ткани, желчь, сыворотка крови;
б) искусственные – среды, приготовленные по специальным рецептам из различных настоев или отваров животного или растительного происхождения с добавлением неорганических солей, углеводов, азотистых веществ;
в) синтетические – среды, приготовленные из определенных химических соединений в точно указанных концентрациях, способных обеспечить азотное, углеродное, минеральное питание; состав их всегда точно известен и постоянен, поэтому они широко используются для изучения метаболизма и генетики бактерий.
3. По назначению среды делят на:
а) основные (простые) – используют для культивирования многих видов микроорганизмов: ПВ, МПБ, МПА, питательный агар (ПА), сусло-агар, сусло жидкое, питательный желатин; на простых средах хорошо растут прототрофные бактерии; они служат основой для приготовления ряда сложных питательных сред;
б) специальные (сложные) – используют для выделения и культивирования тех микроорганизмов, которые не могут расти на простых средах: сахарный МПБ, сахарный МПА, сывороточный МПБ, кровяной МПА, асцитический МПБ, сывороточный агар;
в) элективные (избирательные) – используют для выделения определенного вида из мест естественного обитания и для получения накопительных культур; на этих средах преимущественно растет определенный вид, другие не растут или растут плохо: щелочная ПВ (для холерного вибриона), среда Сабуро (для грибов), желточно-солевой агар (для стафилококка), сывороточные среды – среда Ру и среда Леффлера (для дифтерийных коринебактерий), среда Китта-Тароцци (для анаэробов), среды с желчью (для тифо-паратифозных бактерий), среды с глицерином (для микобактерий туберкулеза);
Среды обогащения – используются при незначительном количестве возбудителя в патологическом материале; на этих средах выделяемый вид микроба растет быстрее и интенсивнее других, рост которых подавляется ингибиторами: среда Мюллера, среда Лейфсона. Последняя содержит селенит натрия, который подавляет жизнедеятельность кишечной флоры, не препятствуя размножению шигелл и сальмонелл при посеве испражнений больных дизентерией или брюшным тифом.
г) дифференциально-диагностические среды используют для изучения биохимических свойств и дифференцировки (отличия) одного вида микроорганизмов от другого по его ферментативным свойствам: среды Эндо, Левина, Плоскирева, среды Гисса. Состав сред подбирается таким образом, чтобы четко выявить характерные отличия ферментативных свойств одного вида от другого.
Среда Эндо состоит из МПА, 1 % лактозы, фуксина и сульфита натрия, который его обесцвечивает, исходная среда имеет светло-розовый цвет.
Среда Левина состоит из МПА, лактозы, эозина, метиленовой сини и фосфорнокислого натрия, исходная среда имеет красно-фиолетовый цвет.
Среда Плоскирева состоит из МПА, лактозы, бриллиантового зеленого, йода, нейтрального красного, солей желчных кислот, минеральных солей. Эта среда также является элективной, т.к. подавляет рост многих микробов (кишечной палочки и др.) и способствует лучшему росту некоторых болезнетворных бактерий (возбудителей брюшного тифа, паратифов).
Перечисленные среды широко используются для идентификации бактерий семейства Enterobacteriaceae . Они позволяют дифференцировать патогенные микроорганизмы от постоянного обитателя кишечника – кишечной палочки. E. coli способна расщеплять входящую в состав этих сред лактозу, т.к. вырабатывает фермент галактозидазу , в отличие от патогенных представителей семейства. При расщеплении лактозы образуются кислые продукты (например, ацетальдегид), которые изменяют цвет индикатора, присутствующего в среде.
При росте на среде Эндо E. coli образует красные колонии с металлическим блеском; на среде Левина – темно-синие колонии; на среде Плоскирева – красные колонии. Сальмонеллы и шигеллы (возбудители брюшного тифа и дизентерии) образуют на этих средах бесцветные колонии, т.к. не сбраживают лактозу.
Т.о., на одной и той же дифференциально- диагностической среде отмечается различный характер роста разных видов бактерий из-за различия в ферментативной активности, что позволяет отличить один вид от другого.
Среды Гисса служат для выявления различий в сахаролитических свойствах микробов с целью их идентификации. Они состоят из ПВ, 1% какого-либо углевода (глюкоза, лактоза, маннит, мальтоза, сахароза), индикатора Андреде (кислый фуксин, обесцвеченный едким натром). Эти среды могут готовиться полужидкими с теми же сахарами, но с индикатором ВР (водный голубой краситель + розоловая кислота). В зависимости от ферментации того или иного углевода определенным видом микроорганизмов изменяется цвет среды с этим углеводом. В результате получается "пестрый ряд", характерный для данного вида бактерий.
В настоящее время дифференциально-диагностические среды выпускаются в виде сухих порошков.
4. Консервирующие среды применяются для первичного посева и транспортировки исследуемого материала. Они предотвращают отмирание патогенных микроорганизмов и подавляют развитие сапрофитов. К ним относятся глицериновая смесь (2 части 0,85 % NaCl, 1 часть глицерина, 1 часть 15-20 % Na 3 PO 4), глицериновый консервант с солями Li, гипертонический раствор NaCl.
5. Особые питательные среды применяются для культивирования патогенных спирохет и простейших. Они содержат нативные белки (сыворотку или кровь), кусочки свежих органов и тканей (почки кролика, мозговая ткань кур); либо применяют синтетические питательные среды с определенным набором аминокислот.
При приготовлении питательных сред необходимо учитывать потребность культивируемых микроорганизмов в различных элементах питания. Существует различные классификации питательных сред.
Классификация питательных сред по составу:
1. Простые среды (МПБ, МПА, желатин, пептонная вода). Мясо-пептонный бульон (МПБ) является белковой основой всех сред. Существует несколько способов приготовления МПБ:
а) на мясной воде с добавлением готового пептона;
б) на переварах продуктов гидролиза исходного сырья при помощи ферментов.
Мясо-пептонный агар (МПА) – получают путем добавления arap-arapa (l,5-3%)к МПБ. Если МПА распределен по диагонали пробирки или флакона – это скошенный агар. Если среда распределена в пробирке вертикально высотой 5-7 см, это агар столбиком. МПА, застывший в чашках Петри в виде пластинки – пластинчатый агар. Если среда имеет вертикальный слой высотой 2-3 см, и диагональный слой такой же величины, это полускошенный агар.
2. Сложные среды готовятся на основе простых с определенными добавками (углеводы, кровь, желчь, яйца, сыворотка, молоко, соли, факторы роста и т.п.)
Классификация питательных сред по исходным компонентам:
1.Естественные питательные среды - это натуральный продукт животного или растительного происхождения. Могут быть:
· Растительные (исходные продукты – соя, горох, картофель, морковь и т.п.)
· Животные (исходные продукты – мясо, рыба, яйца, молоко, животные ткани, желчь, сыворотка крови.и т.п.)
· Смешанные (МПА, среда Левенштейна – Йенсена и т.п.)
2. Искусственные среды содержат переработанные естественные продукты (мясную воду, перевар), вещества, полученные из этих продуктов (пептон, дрожжевой и кукурузный экстракты) и различные добавки. Это самая большая и разнообразная по составу наиболее часто применяемая группа сред. Их готовят по определенным рецептам из различных настоев или отваров животного или растительного происхождения с добавлением неорганических солей, углеводов и азотистых веществ.
3. Синтетические среды (известного химического состава) состоят из химически чистых соединений в точно установленных концентрациях (с добавлением углеводов, солей, аминокислот, витаминов и т.п.). На основе этих сред, добавляя к ним естественные или искусственные среды получают полусинтетические среды.
Классификация питательных сред по консистенции: среды бывают жидкие (среды без агара), полужидкие (с агаром до 1%), плотные (агаровые – 1,5-2,5%). Жидкие среды чаще применяют для изучения физиолого-биохимических особенностей микроорганизмов, для накопления биомассы и продуктов обмена. Полужидкие среды обычно используют для хранения культур, плотные - для выделения микроорганизмов, изучения морфологии колоний, диагностических целей, количественного учета, определения антагонистических свойств и др.
Классификация питательных сред по целевому назначению: универсальные (общеупотребительные) и специальные.
Универсальные (основные) среды. Эти среды используют для культивирования большинства относительно неприхотливых микроорганизмов или применяют в качестве основы для приготовления специальных сред, добавляя к ним кровь, сахар, молоко, сыворотку и другие ингредиенты, необходимые для размножения того или иного вида микроорганизмов.К этой группе относятся: МПБ – мясо-пептонный бульон, МПА - мясо-пептонный агар, МПЖ – мясо-пептонный желатин и т.п.
Специальные среды. Предназначены для выделения и избирательного культивирования определенных видов микроорганизмов, которые не растут на простых средах.
Различают следующие виды специальных сред: среды обогащения, элективные, дифференциально-диагностические, консервирующие и среды накопления.
1. Среды обогащения. Многие микроорганизмы не растут на обычных средах, поэтому для повышения питательной ценности среды в нее добавляют углеводы (сахарный бульон или агар) или белки (сывороточный агар и бульон, кровяной агар и бульон).Кровяной агар или кровяной бульон – получают путем добавления к питательной среде 5-10% подогретой стерильной дефибринированной крови барана, кролика, лошади, человека. Среда используется для выделения стрептококков, пневмококков и других бактерий, а также для изучения гемолитической активности. Сывороточный бульон или сывороточный агар получают, путем добавления к простым средам 15-20% лошадиной или бычьей сыворотки.
2. Элективные (избирательные) среды. Эти среды предназначены для избирательного выделения и накопления микроорганизмов определенного вида из материала, содержащего несколько видов микробов. При посеве на них материала, содержащего смесь различных микроорганизмов, раньше всего будет проявляться рост того вида, для которого данная среда будет элективной. Избирательность среды достигается путем создания условий, оптимальных для культивирования определенных микробов (рН, Eh, концентрация солей, состав питательных веществ), т.е. положительной селекцией. Или путем добавления в среду веществ, угнетающих другие микроорганизмы (желчь, высокие концентрации NaCl, антибиотики и др.), т.е. отрицательной селекцией. К этой группе относятся:
Селенитовая среда - является лучшей средой обогащения для сальмонелл и дизентерийных микробов Зонне. Селенит натрия, содержащийся в среде, стимулирует рост этих бактерий и подавляет рост сопутствующей флоры.
Висмут-сульфит агар – содержит соли висмута, бриллиантовую зелень. Сальмонеллы растут на этой среде в виде колоний черного цвета. Другие виды бактерий на этой среде роста не дают.
Желточно-солевой агар (ЖСА) –среда для выделения стафилококков, содержит до 10% хлорида натрия, что подавляет большинство бактерий, содержащихся в материале. Кроме того, эта среда является и дифференциально-диагностической, так как присутствие яичного желтка позволяет выявить фермент лецитиназу (лецитовителлазу), который образуют патогенные стафилококки. Лецитиназа расщепляет лецитин на фосфорхолины и нерастворимые в воде жирные кислоты, поэтому среда вокруг лецитиназоположительных колоний мутнеет и появляется опалесцирующая зона в виде «радужного венчика».
Желчный бульон элективен для сальмонелл, размножение которых стимулирует добавленная 10% желчь, одновременно тормозящая рост сопутствующих микроорганизмов.
Щелочной агар или щелочная пептонная вода элективны для холерных вибрионов, щелочная реакция среды (рН 9,0) не препятствует росту холерных вибрионов, но тормозит рост других микроорганизмов.
3. Дифференциально-диагностические среды. Дифференциально-диагностические среды применяют для дифференцировки одного вида микроорганизмов от другого по характеру их ферментативной активности. Состав этих сред подбирают с таким расчетом, чтобы четко выявить наиболее характерные свойства определенного вида микроорганизмов, основываясь на особенностях его обмена веществ.
· Среды для выявления протеолитической и гемолитической способности микробов, содержащие в своем составе белковые вещества: кровь, молоко, желатин и т. п. Наиболее распространенными средами являются мясо-пептонный желатин (МПЖ) свернувшаяся лошадиная сыворотка, молоко и кровяной агар (КА).
· Среды для изучения гликолитических свойств включают три основных компонента: питательная основа (бульон, агар), субстрат (моно- и дисахара, многоатомные спирты) и индикатор для выявления соответствующих ферментов. Ферментативное расщепление субстратов приводит к сдвигу рН и изменению окраски среды. Наиболее распространены цветные среды с различными углеводами (например, с бромтимоловым синим, индикатором BP). Также широко распространены среды Гисса, на которых учитывают различия в способности ферментировать различные углеводы с образованием кислоты, либо кислоты и газа. Для дифференцировки энтеробактерий применяют пептонную воду с набором различных углеводов, индикатором Андреде и поплавками, облегчающими обнаружение газообразования и помогающие визуально определить изменение рН, характерное для различных микроорганизмов. В частности, сдвиг в кислую сторону вызывает покраснение среды с реактивом Андреде или пожелтение при использовании среды с бромтимоловым синим, тогда как при защелачивании индикатор Андреде и бромтимоловый синий не меняют цвет среды. Например, для выделения патогенных бактерий из кишечника применяют среды, которые позволяют дифференцировать патогенные микроорганизмы от постоянных обитателей кишечника - микроорганизмов, разлагающих лактозу. Такой средой является среда Эндо. Основными компонентами среды Эндо являются МПА, лактоза и основной фуксин, обесцвеченный сульфитом натрия. Исходная питательная среда окрашена в светло-розовый цвет. При сбраживании лактозы образуется ацетальдегид, который реагирует с сульфитом и, высвободившийся при этом, фуксин окрашивает колонии в ярко-красный цвет. Поэтому кишечная палочка, которая сбраживает лактозу, при росте на этой среде образует красные колонии с металлическим блеском, а сальмонеллы и шигеллы - бесцветные, так как они не сбраживают лактозу.
4. Среды накопления, на которых происходит быстрый рост определенных видов микроорганизмов.
5. Консервирующие (транспортные) среды. Предназначены для сохранения микроорганизмов во время транспортировки к месту исследования. Этисреды, содержат добавки, предупреждающие размножение и гибель микробов, что способствует сохранению их жизнеспособности. Наибольшее применение нашли глицериновая смесь (среда Тига), фосфатно-буферная смесь и среды Кари-Блэйра, Амиеса (с активированным углем и без активированного угля), Стюарта и др.
Стерилизация питательных сред. Все питательные среды независимо от их назначения разливают в чистую посуду и стерилизуют. Большинство сред стерилизуют автоклавированием, но при различных режимах в зависимости от их состава.
1. Синтетические среды и все агаровые среды, не содержащие в своем составе нативного белка и углеводов, стерилизуют 15-20 мин в автоклаве при температуре 115-120°С и давлении 1-1,5 атмосферы.
2. Среды с углеводами и молоком (в состав которого входит лактоза), питательный желатин стерилизуют текучим паром при температуре 100°С дробно или в автоклаве при 112°С и при давлении до 1 атмосферы.
3. Среды, в состав которых входят белковые вещества (сыворотка крови, асцитическая жидкость), обеспложиваются тиндализацией или фильтрованием.
4. Для стерилизации питательных сред, содержащих в своем составе нативные белки, пользуются фильтрацией через мембранные фильтры Зейтца.
Для контроля стерильности среды после стерилизации помещают в термостат при 37°С на 3-5 сут. Жидкие среды должны оставаться прозрачными, а на поверхности и в толще плотных питательных сред не должны появляться признаки роста. Кроме контроля стерильности, производят химический контроль готовых сред, который заключается в том, что в нескольких образцах каждой серии определяют рН, количество общего и аминного азота и хлоридов.
Существует также биологический контроль сред. В этом случае несколько образцов среды засевают лабораторной культурой того микроба, для которого приготовлена среда, и изучают характер его роста. Только после того, как среды выдержали контроль, их можно использовать по назначению.
Асептика и антисептика
Асептика - комплекс профилактических мероприятий, направленных на предотвращение попадания микроорганизмов в какой-либо объект: рану, операционное поле, стерильный раствор или лекарственный препарат. Она включает:
1) стерилизацию инструментов, приборов, материалов;
2) специальную (антисептическую) обработку рук перед асептичной работой;
3) соблюдение определенных правил и приёмов работы (стерильный халат, маска, перчатки, исключение разговоров и т.п.);
4) осуществление специальных санитарно-противоэпидемических и гигиенических мероприятий (правильная вентиляция, влажная уборка с применением дезинфицирующих средств, использование бактерицидных облучателей, боксированных помещений).
Антисептика - это комплекс мероприятий, направленных на уничтожение микробов, попавших в рану, лекарственный препарат или другой объект. Различают антисептику:
1) механическую (например, при обработке раны удаление из нее инфицированных и нежизнеспособных тканей, инородных тел);
2) физическую (наложение гигроскопических повязок, дренирование ран, применение гипертонических растворов, способствующих оттоку раневого отделяемого в повязку, сухого тепла, УФО, лазера);
3) химическую (применяют химические вещества, обладающие бактерицидными или бактериостатическим действием при минимальном органотропном действии, например, этиловый спирт, перекись водорода, мирамистин или хлоргексидин; в лекарственные препараты вносят борную кислоту, мертиолят и др.);
4) биологическую (использование протеолитических ферментов для лизиса нежизнеспособных клеток, применение антибиотиков, бактериофагов, иммуноглобулинов, средств, стимулирующих защитные силы организма).
По составу питательные среды принято делить на естественные (или натуральные) и синтетические.
Натуральными (естественными) обычно называют среды, которые состоят из продуктов животного или растительного происхождения. Основой таких сред являются овощные и фруктовые соки, молоко, животные ткани (мясо, рыба, печень и др.), разведенная кровь, отвары или экстракты, полученные из природных субстратов, таких как мясо, солод, картофель, почва, дрожжи и др. На натуральных средах хорошо развиваются многие микроорганизмы, поскольку они содержат все компоненты, необходимые для роста и развития. Натуральные среды используются главным образом для поддержания культур микроорганизмов и накопления биомассы. Однако эти среды имеют сложный, неопределенный химический состав и мало пригодны для изучения обмена веществ микроорганизмов.
К числу натуральных сред, широко применяемых в лабораторной практике, относятся мясо-пептонный бульон (МПБ), неохмеленное пивное сусло, дрожжевая и картофельные среды, почвенный экстракт.
Синтетическими называют среды, в состав которых входят только определенные химически чистые соединения, взятые в точно указанных количествах. Синтетические среды наиболее удобны для исследования обмена веществ микроорганизмов. Зная точный состав и количество входящих в среду компонентов, можно изучить их потребление и превращение в соответствующие продукты обмена.
В настоящее время в распоряжении микробиологов имеется достаточное количество синтетических сред, не уступающих по своим качествам сложным натуральным средам.
Полу синтетические среды также относятся к средам неопределенного состава. Их главными составными частями являются известные соединения (углеводы, соли аммония, нитраты, фосфаты и т. д.), а компонент неопределенного состава (кукурузный экстракт, дрожжевой автолизат, гидролизат казеина и др.) содержится в относительно низких концентрациях. Такие среды находят особенно широкое применение в биотехнологии аминокислот, витаминов, антибиотиков и др.
По назначению различают элективные и дифференциально-диагностические среды.
Элективные среды предназначены для выделения чистых культур микроорганизмов из среды их естественного обитания (воды, почвы, пищевых продуктов и т. п.).
Дифференциально-диагностические среды - это такие среды, с помощью которых можно довольно быстро отличить (дифференцировать) одни виды микроорганизмов от других. Их состав подбирается с таким расчетом, чтобы можно было четко выявить наиболее характерные свойства данного вида. Примером такой среды для выявления кишечной палочки в естественных субстратах (воде, пищевых продуктах) может служить среда Эндо. Кишечная палочка образует на этой среде малиновые колонии с металлическим блеском. Дифференциально-диагностические среды особенно широко применяются в санитарной и медицинской микробиологии для быстрого ориентировочного определения отдельных групп микроорганизмов.
Питательные среды бывают жидкие, плотные и сыпучие. Основой жидких сред является вода. К ним относятся отвары и экстракты (натуральные среды) или растворы химических веществ и других компонентов (синтетические и полусинтетические среды).
Плотные среды получаются путем прибавления к жидким средам желатина или агар-агара (вещество, добываемое из морских водорослей, содержит главным образом полисахариды). Недостатком желатина является низкая температура плавления (24-27 °С), а агар-агар плавится при 100 °С и застывает при 40-45 °С. При развитии в жидкой среде культуры микроорганизмов образуют суспензии, осадок или пленку, ори развитии на плотной среде - колонии.
Агаризованные питательные среды находят чрезвычайно широкое применение в микробиологической практике. Они используются: для изучения характера роста и классификации микроорганизмов; для количественного учета микроорганизмов; для выделения чистых культур микроорганизмов при микробиологическом анализе воздуха, воды, почвы и т. д.; для пересылки культур микроорганизмов на расстояние, например культура дрожжей на заводы высылается на сусловом агаре; для длительного хранения культур. Плотные питательные среды обладают еще тем преимуществом, что загрязнение культур извне на жидкой среде в большинстве случаев бывает незаметно,
Питательные среды в микробиологии - это субстраты, на которых выращивают микроорганизмы и тканевые культуры. Они применяются для диагностических задач, выделения и изучения чистых культур микроорганизмов, получения вакцин и лекарств, для других биологических, фармацевтических и медицинских целей.
Классификация микробиологических питательных сред
В микробиологии питательные среды разделяют на:
- среды определенного и неопределенного состава;
- натуральные, полусинтетические и синтетические;
- основные, диагностические, элективные;
- плотные, полужидкие, жидкие, сухие, сыпучие.
Натуральными питательными средами называют те, что получают из природных материалов: крови, мяса, белков, органов животных, растительных экстрактов и растительного сырья. Примером таких сред могут быть мясной бульон, молочная сыворотка, пивное сусло, настои сена, агар-агар , кровь, желчь. Натуральные среды относятся к средам с неопределенным составом, который в разное время могут иметь разное количество тех или иных компонентов.
Полусинтетические среды тоже считаются средами с неопределенным составом. Они готовятся на основе натуральных питательных сред, но в них добавляются вещества, которые гарантируют культурам активное размножение. На полусинтетических средах выращивают культуры для получения витаминов, аминокислот, антибиотиков в промышленной фармацевтике.
Синтетические среды готовят из ингредиентов известного состава, в известной концентрации и соотношениях, поэтому эти среды относятся к средам определенного состава. С их помощью изучают метаболизм микроорганизмов, их биологические и физиологические свойства, возможность получения веществ, подавляющих или, наоборот, стимулирующих их развитие.
Основные, элективные и диагностические питательные среды
Основные среды служат для выращивания различных микробных культур, а также как основа для получения элективных и диагностических сред. К основным средам, например, относится мясной бульон, мясной агар, сусло, бульон Хоттингера. Для разных культур в основные среды добавляют некоторые компоненты для стимулирования роста - это могут быть витамины, аминокислоты, природные экстракты. Так, возбудитель коклюша выращивается на среде с добавлением крови.
Элективные среды - среды для избирательного (селективного) выращивания биологических культур. Состав среды подбирается так, чтобы быть оптимальным для одного вида или группы близкородственных бактерий и подавлять развитие бактерий других видов. Например, добавление в среду хлористого натрия 
в определенной концентрации подавляет рост всех бактерий, кроме стафилококков. С помощью элективных культур получают чистые культуры для дальнейшего размножения и накопления.
Диагностические среды служат для идентификации микроорганизмов. По изменению среды и ее химического состава (изменению окраски среды, появлению пузырьков газа и т.п.) определяют вид бактерий. В такие среды часто добавляют химические красители-индикаторы, такие как кристаллический фиолетовый , малахитовый зеленый, метиленовый синий , фусин и другие. Они помогают разделить близкие культуры. Скажем, в розовой среде Эндо, подкрашенной фусином, кишечная палочка образует колонии красного цвета, а тифозные и дизентерийные колонии бактерий - бесцветные.
Классификация питательных сред:
Натуральные – состоят из продуктов животного или растительного происхождения и имеют неопределенный химический состав. Например: овощные и фруктовые соки, животные ткани, кровь, молоко, яйца и т.д. (МПА, МПБ).
Полусинтетические – в состав входят соединения известной химической природы и вещества неопределенного состава. Например: МПБ с глюкозой, среда Эндо, среда Сабуро.
Синтетические – содержат только химически чистые соединения в точных концентрациях. Применяют в лабораторных экспериментах. Например: среда Чапека, Омелянского, Ушинского и т.д.
Назначение питательных сред
Универсальные (общего назначения)- пригодны для выращивания многих видов микроорганизмов и применяются как основа для специальных питательных сред. Примеры: МПБ, МПА, среда Хоттингера, ГРМ, тиогликолевая среда.
Специальные применяют в тех случаях, когда микроорганизмы не растут на простых средах. К ним принадлежит кровяной, сывороточный агар, сывороточный бульон, асцитический бульон, асцит-агар и другие.
1. Элективные среды - на них одни микроорганизмы растут быстрее и более интенсивно, чем другие виды бактерий. Например, 1 % щелочная пептонная вода является элективной средой для холерных вибрионов, среды Ру и Леффлера – для возбудителей дифтерии.
2. Селективные - благодаря селективным добавкам (желчь, краски, антибиотики и др.) способны подавлять развитие одних видов микроорганизмов, но не влияют на другие виды. Примеры: среда Мюллера является селективной для тифо-паратифозных бактерий, фуразолидоно-твиновий агар – для коринебактерий и микрококков. Добавление антибиотиков в состав сред делает их селективными для грибов (напр. среда Сабуро и др.).
3. Дифференциально-диагностические - группа сред, которые позволяют определить биохимические свойства микроорганизмов и провести их дифференциацию. Они разделяются на среды для определения протеолитических, пептолитических, сахаролитических, гемолитических, липолитических, редуцирующих свойств (среды Эндо, Левина, Плоскирева, Гисса).
4. Консервирующие (траспортные)-
предназначены для сохранения жизнеспособности микроорганизмов от момента взятия
биоматериала до посева для диагностики
Жидкие (бульоны) – изучение физиолого-биохимических особенностей и накопление биомассы микроорганизмов
Полужидкие (1% агара) – хранение культур и культивирование анаэробов
Плотные (3-5% агара)– выделение чистых культур, накопление, количественный учет, изучение культуральных свойств, антагонистические взаимоотношения
Сыпучие – хранение посевного материала в промышленности (пшено, отруби)
Сухие – выпускаются промышленностью для приготовления питательных сред
Транспортная система со средой Стюарта
Среда Стюарта представляет собой полужидкий, бедный питательными веществами субстрат для сохранения и транспортировки широкого спектра патогенных микроорганизмов, таких, как Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae, Corynebacterium diphteriae, Trichomonas vaginalis, Streptococcus sp., Salmonella sp., Shigella sp. и др. Наиболее требовательные микроорганизмы сохраняются в данной среде более суток, прочие – до нескольких дней.
Наличие в среде тиогликолата подавляет ферментативную активность бактерий, а отсутствие азота предотвращает их размножение.
Транспортная система со средой Кери Блэйр
Транспортная среда Кери Блейр представляет собой модификацию базовой транспортной среды Стюарта, предназначенную специально для фекальных образцов.
Глицерофосфат, являющийся метаболитом некоторых энтеробактерий (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, и др.), заменен неорганическим фосфатом,
удален метиленовый синий и рН среды увеличена до 8,4.
Среда Кери Блейр позволяет сохранять большинство патогенов, включая требовательные микроорганизмы, такие как Neisseria sp., Haemophilus sp., Streptococcus sp .
Данная среда является стандартной для транспортировки анаэробов.
Транспортная система со средой Эймса
Транспортная среда Эймса представляет собой очередную модификацию базовой транспортной среды Стюарта, в которой глицерофосфат заменен неорганическим фосфатом, поскольку глицерофосфат является метаболитом некоторых энтеробактерий (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, ets .) и может поддерживать рост некоторых грамотрицательных микроорганизмов.
Метиленовый синий заменен на активированный уголь фармацевтического качества.
В среду добавлены кальций и магний для поддержания проницаемости бактериальных клеток.
Эта среда способна более 3 дней поддерживать такие микроорганизмы, как Neisseria sp., Haemophilus sp., Corynebacteria, Streptococci, Enterobacteriaceae и др., однако наилучшие результаты дает культивирование в течение первых 24 часов.
Универсальные накопительные среды: Мясопептонный агар (МПА) и мясопептонный бульон (МПБ)
Являются основными средами для посевов микроорганизмов, для проверки чистоты культур перед биохимическим и серотипированием.
Их используют для культивирования и подсчета неприхотливых микроорганизмов. В полужидком виде среда может быть использована для хранения контрольных (эталонных) микроорганизмов.
Универсальные накопительные среды Среда Хоттингера
Предназначен для культивирования различных микроорганизмов, таких как энтеробактерии, синегнойная палочка, стафилококки, некоторые виды стрептококков. При необходимости может быть обогащен углеводами, солями.
Содержит гидролизат Хоттингера, который получают путём ферментативного гидролиза мясного фарша (говяжьего) панкреатином с последующим фильтрованием и добавлением хлороформа в качестве консерванта.
Универсальные накопительные среды: Среда Мюллера-Хинтона
Эту среду используют для культивирования Neisseria sp. и для определения чувствительности микроорганизмов к антимикробным средствам.
Среда МакКонки
Среды МакКонки в качестве дифференциальных рекомендуют для селективного выделения энтеробактерий и близких к ним грамотрицательных палочек.
Лактозоположительные штаммы растут с образованием розовых или красных колоний, которые могут быть окружены зоной преципитации желчных солей.
Красный цвет появляется в результате закисления среды продуктами разложения лактозы (при падении рН ниже 6,8) и адсорбции нейтрального красного.
Штаммы, не ферментирующие лактозу (шигеллы, сальмонеллы), обычно образуют прозрачные бесцветные колонии и не изменяют среду.
Дифференциально-диагностические среды: Среда Эндо
Эта среда разработана Endo как культуральная среда для дифференциации микроорганизмов, ферментирующих и неферментирующих лактозу. Она используется для микробиологического исследования воды, стоков, молочных и других пищевых продуктов.
Сульфит натрия и основной фуксин обладают подавляющим эффектом на грамположительные микроорганизмы. Лактоза разлагается микроорганизмами до альдегида и кислоты. Альдегид в свою очередь освобождает фуксин из фуксин-сульфитного комплекса, усиливая красное окрашивание колоний. У кишечных палочек эта реакция очень выражена и сопровождается кристаллизацией фуксина, что проявляется зеленоватым металлическим блеском (фуксиновый глянец) колоний.
Дифференциально-диагностические среды: Желточно-солевой агар
Эту среду используют в качестве селективной для выделения клинически значимых культур стафилококков.
Маннит является ферментируемым и дифференцирующим субстратом, а также источником углерода.
Добавление (до 5% об/об) эмульсии яичного желтка дает возможность определить липазную активность микроорганизмов. Эмульсия в солевой среде становится прозрачной, поэтому при наличии липазной активности вокруг колоний формируется желтая непрозрачная зона.
Дифференциально-диагностические среды: Вильсона-Блера или Висмут-сульфитный агар
Селективная среда для выделения сальмонелл.
Пептический перевар животной ткани и мясной экстракт служат источником азотистых питательных веществ, углерода, серы, витаминов группы В и микроэлементов, необходимых для роста указанных бактерий.
Бриллиантовый зеленый подавляет рост всех грамположительных бактерий. Глюкоза является ферментируемым углеводом. Сульфат железа позволяет выявить продукцию сероводорода.
Висмут является тяжелым металлом, который подавляет рост большинства грамотрицательных кишечных бактерий, кроме сальмонелл.
Сальмонеллы восстанавливают сульфат железа в присутствии глюкозы и сульфита висмута до сульфида железа, который окрашивает их колонии в черный цвет.
Специальные элективные среды: Среда Леффлера
Эту среду с добавлением лошадиной сыворотки используют для культивирования Corynebacterium diphtheriae из клинического материала и пересевов чистых культур этих микроорганизмов.
Высокая концентрация сыворотки помогает определить протеолитическую активность микроорганизмов, а также пигментообразование. Пептон и мясной экстракт обеспечивают микроорганизмы важнейшими питательными веществами. Глюкоза является ферментируемым субстратом и источником энергии.
Специальные селективные среды: Кампилобакагар
Селективная среду для кампилобактерий которая состояла из основы кровяного агара с бараньей кровью или лошадиной кровью и антибиотиками.
Антимикробные компоненты, существенно подавляют рост нормальной микрофлоры, способствуя росту и выделению из испражнений Campylobacter fetus ssp. jejuni .
Присутствие амфотерицина В в добавке существенно или полностью подавляет рост грибов, введенный позже цефалотин усиливает подавление нормальной кишечной микрофлоры.
Колонии Campylobacter fetus ssp. jejuni имеют слизистый характер, плоские серые с неправильными очертаниями или приподнятые, округлые, без гемолиза.
Некоторые штаммы могут образовывать желто-коричневые или розоватые колонии.
На влажной поверхности среды может наблюдаться слияние роста или роение