JoVE Logo

Sign In

בידוד חיידקים צואתיים מדגימות מים על ידי סינון

Overview

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

איכות המים המיועדים לשימוש במסגרות חקלאיות, פנאי ומקומיות היא בעלת חשיבות רבה בשל הפוטנציאל להתפרצויות של מחלות המועברות במים. חומרים מיקרוביאליים מעורבים באירועים כאלה כוללים טפילים, חיידקים, ווירוסים כי הם לשפך במספרים גבוהים בצואה של אנשים ובעלי חיים נגועים. העברה למארחים חדשים ורגישים עלולה להתרחש לאחר מכן דרך המסלול הצואה-אוראלי על בליעה של מים מזוהמים. לכן, היכולת לפקח על מקורות מים לנוכחות של מיקרואורגניזמים פתוגניים היא משמעותית על מנת להבטיח את בריאות הציבור.

בשל המספר העצום והמגוון של פתוגנים צואה-אוראליים פוטנציאליים שעשויים להיות נוכחים במים ובריכוזים המשתנים שלהם, זה לא מעשי ויקר לבדיקה ישירה עבור כל אחד מהם על בסיס קבוע. לכן, בדיקות מיקרוביולוגיות לניטור איכות המים מעסיקות חיידקי אינדיקטור קוליפורמיים. קוליפורמים מהווים, בין השאר, את המיקרופלורה במעיים הרגילה של יונקים בעלי דם חם, אינם פתוגניים, ומופרשים בעקביות בצואה. לכן, זיהוי של חיידקים קוליפורמיים במים פירושו כי שחרור צואה התרחש, וכי מיקרואורגניזמים פתוגניים מזיקים עשויים להיות נוכחים גם.

Principles

טכניקת סינון הממברנה משמשת להערכת האיכות המיקרוביולוגית של המים על ידי בדיקת חיידקי אינדיקטור צואתי. כמות מים(למשל 100 מ"ל) מועברת דרך מסנן ממברנה מיוחד עם גודל נקבובית ממוצע מינימלי של 0.45 מיקרומטר, להקל על לכידת חיידקים, כפי שהם כ 1-מיקרומטר בגודל. לאחר סינון, הממברנה מוחלת בקפידה על מדיום תרבות אגרוז מיוחד, ודגור בתנאים המתאימים לתרבות המיקרואורגניזמים היעד.

כאשר מוחל לשימוש בניטור איכות המים, סינון ממברנה הוא האידיאלי ביותר עבור מקורות עכוז נמוכה כגון מי שתייה, בריכות שחייה, ומים טבעיים פנאי כגון אגמים ומאגרים. מים גבוהים בחומר חלקיקי (למשל ביוב גולמי) יגרמו לפגיעה במסנן; לכן, ניתן לנתח רק אמצעי אחסון קטנים יותר ( למשל 100מ"ל). סינון ממברנה הוא גם לא מעשי עבור מקורות מים עם מספר גדול של רקע (או לא קוליפורם) חיידקים, אשר יכול להגביר את הקושי של הספירה של חיידקי קוליפורם היעד על המדיום אגרוז לאחר הדגירה.

וידאו זה מדגים את האוסף של מי שתייה ודגימות מים סביבתיים, סינון הממברנה של הדגימות, ואת הספירה של מספר סוגים של מושבות חיידקים אינדיקטור צואה באמצעות מדיה צמיחה אגרוז מיוחדים כולל קוליפורמים הכוללים, קוליפורמים צואה, ו enterococci צואה. בדיקות שנערכו עוד יותר על מנת לאמת מושבות חזקות מוצגות גם.

Procedure

1. איסוף ועיבוד דוגמאות מים

  1. לאסוף כמה דגימות מים 1-L ממקור המים הבדיקה (למשל מזרקות מים, בריכות שחייה, מאגרים, מערכות חלוקת מים, שפכים גולמיים או מטופלים), והובלה על קרח למעבדה לניתוח מיקרוביאלי.
  2. לחטא או לחטא את ההרכבה סעפת סינון הממברנה לפני השימוש על ידי autoclaving, חשיפה לקרינת UV (2 דקות), או הצתת להבת אתנול.
  3. עם קירור כל החלקים, חברו כראוי את הסעפת למשאבת ואקום ולבקבוקון פסולת סינון ואקום המכיל אקונומיקה.
  4. להבת אתנול מחטאת זוג מלקחיים ואיתם מסירים מסנן ממברנה סטרילי ומרושת מאריזה. ממברנות בקוטר 47 מ"מ עם גודל נקבובית 0.45-מיקרומטר משמשים בדרך כלל. עם זאת, ניתן להשתמש בקטרים חלופיים ובגודלי נקבוביות בתנאי שגודל הנקבבובית יכול ללכוד במידה מספקת את המיקרואורגניזמים של היעד, ולפחות 70% משטח המסנן מורכב משטח נקבוביות.
  5. מניחים את המסנן על מרכז אזור סינון הממברנה של הסעפת, ומחילים משפך מסנן סטרילי על היחידה ומאבטחים אותו במקומו.
  6. מדוד את הנפח הרצוי של מי בדיקה(למשל 100 מ"ל) והוסף אותו למשפך (סימן קו 100 מ"ל גלוי על המשפך).
  7. החל ואקום חלקי [הפרש לחץ של 34 עד 51 kPa (קילוPascals)] על מנת לצייר את דגימת הבדיקה דרך המסנן. סה"כ חומר מוצק מושעה, כולל חיידקים וחומר אורגני מתפורר, גדול יותר מאשר גודל הנקבבובית הממוצע מסנן של 0.45 מיקרומטר לכודים על המסנן. חלקיקים קטנים יותר כולל וירוסים ומוצקים מומסים כגון כמויות קטנות של חומר אורגני ומלחים, יעברו דרך הממברנה לתוך בקבוק ואקום מיכל הפסולת המכיל אקונומיקה.
  8. לאחר מעבר מלא של המדגם דרך המסנן, לשטוף את הפנים של המשפך עם שניים עד שלושה 20-30 מ"ל כמויות של מים סטריליים.
  9. לכבות את הוואקום ולהסיר את המשפך מן הסעפת עם סגירת השטיפה הסופית.
  10. עם מלקחיים מעוקרים להבת אתנול, הסר מיד את מסנן הממברנה מהיחידה והנח אותו מיד על מדיום הצמיחה המתאים למיקרואורגניזם היעד (טבלה 1 מפרטת את אמצעי הצמיחה ותנאי הדגירה המומלצים לכל אחד מהם).
  11. החל את מסנן הממברנה על משטח אגרוז עם תנועה מסוג גליל כדי להבטיח מגע מלא של הממברנה עם מדיום הצמיחה, כדי למנוע את מלכוד של בועות אוויר.
  12. החלף את משפך הסינון המשומש ביחידה סטרילית בין העיבוד של כל דגימה, וחטא אתל סעפת נירוסטה כדי למנוע זיהום צולב.

2. הספירה למושבה

  1. לאחר תקופת הדגירה, להסיר את לוחות הצמיחה מן האינקובטור לספירה.
  2. באופן אידיאלי, בצע את ספירת המושבה תחת הגדלה של צריכת חשמל נמוכה באמצעות מקור אור לבן וקריר.
  3. סה"כ קוליפורמים
    1. מושבות קוליפורם הכוללות הן בדרך כלל ורודות עד אדומות כהות בצבע עם ביהק משטח מתכתי. ההבהמה עצמה עשויה לכסות חלקית או מלאה את המושבה. מורפולוגיות מושבה קוליפורמיות לא טיפוסיות עשויות להיות אדומות כהות, ריריות או מגושמת ללא ברק.
    2. מושבות ורודות, כחולות, לבנות או חסרות צבע בהיעדר ביהר נחשבות ללא קוליפורמים.
  4. קוליפורמים צואתיים
    1. מושבות קוליפורם צואתיות מופיעות כגוונים שונים של כחול.
    2. מושבות קוליפורם לא דביקות אפורות לקרם בצבע.
  5. צואה אנת'קוקוצ'י
    1. מושבות צואה אנתרוקוצ'י נעות בין ורוד לאדום כהה בצבע.

3. אימות מושבה

  1. סה"כ קוליפורמים
    1. לאימות נוכחות-היעדרות, ספוגית הממברנה כולה באמצעות לולאת חנק סטרילית. עבור מושבות, עדיף לאמת לפחות חמש כל אחת מהמורפולוגיות האופייניות והבלתי טיפוסיות.
    2. מעבירים את המושבה שנבחרה לכלי זכוכית המכיל ציר טריפטוז לאוריל עם צינור דורהאם. לדגור על הצינורות המחוסנים ב 35±0.5 °C (5 °F) עבור 48 שעות. נוכחות של עכוז המציין צמיחה בשילוב עם הפקת גז מאמתת את המושבה כקולפורם.
  2. קוליפורמים צואתיים
    1. העבר מושבות כחולות בצבע באופן הפוך לכלי זכוכית המכילים מדיום EC סטרילי עם צינור דורהאם. לדגור על הצינורות המחוסנים ב 44.5 ± 0.2 °C (24 °F). נוכחות של עכוז המציין צמיחה בשילוב עם הפקת גז מאמתת את המושבה כקולפורם צואתי.
  3. צואה אנת'קוקוצ'י
    1. מושבות שביתה המאפות את המורפולוגיה של אנתרוקוצ'י צואה לבידוד באופן אסטפטי על אגר עירוי המוח-לב (BHIA), ודגרה ב 35 ± 0.5 °C (5 °F) עבור 24 עד 48 שעות.
    2. העבר צמיחה ממושבה מבודדת על BHIA על שתי שקופיות זכוכית מנוקה מראש.
    3. הוסף שתיים עד שלוש טיפות של 3% מי חמצן כדי להכין מריחות על השקופיות. המראה המהיר של בועות מצביע על תוצאה "קטלס חיובית", ואת לבודד אינו חיידק סטרפטוקוקוס צואה.
    4. בצע כתם גרם לבדיקות מבודדות כ"קטלס שלילי " (לא נצפו בועות). צואה enterococci הם גרם חיובי, ביצות, ומופיע בעיקר בזוגות או שרשראות קצרות.
מחוון חיידקי צואתי מדיה מומלצת
(טמפרטורת הדגירה, זמן) 1
סה"כ קוליפורמים LES אנדו אגר (35 ± 5 °C (5 °F), 24 שעות)
M-Endo בינוני (35 ± 5 °C (5 °C), 24 שעות)
קוליפורמים צואתיים בינוני m-FC (44.5 ± 0.2 °C (5 °F), 24 שעות)
צואה אנת'קוקוצ'י m אנטרוקוקוס אגר (35 ± 0.5 °C (5 °F), 48 שעות)

טבלה 1. מדיה צמיחת תרבית נפוצה לאיתור אינדיקטורים חיידקיים צואתיים בדגימות סביבתיות
1 כפי שהומלץ על ידי השיטות הסטנדרטיות לבחינת מים ושפכים (איגוד בריאות הציבור האמריקאי והאגודה האמריקאית לעבודות מים, מהדורה22, 2012)

Application and Summary

סינון ממברנה משמש לכידת וירוס וריכוז ממים. וירוסים פתוגניים אנושיים נושאים מטען שלילי נטו בפתרונות ימיים, ולעתים קרובות נמצאים ברמות נמוכות במקורות מים. לכן הם חייבים להיות מרוכזים לפני הניתוח. סינון ממברנה הוא רק שיטת לכידה אחת למטרה זו, ומפעיל מסנן טעון שלילית. דגימות מים(למשל 1-L) של עניין מתוקנות עם תמיסת מלח(למשלמגנזיום כלוריד) כדי להקנות מטען חיובי לווירוסים, ובכך להקל על ספיחות שלהם למסנן קרום HA טעון שלילית כמו המים מסוננים. תמיסת חומצה בריכוז נמוך משמשת לשטיפת הממברנה ולהיפטר מלחים עודפים. ריכוז נמוך ונפח של נתרן הידרוקסיד משמש לאחר מכן כדי לשחרר את הווירוסים מהמסנן לפני ריכוזים ניתוחים נוספים (למשל בדיקות זיהום תרבית התא או PCR כמותי).

סינון ממברנה משמש גם בייצור של מים תהליך טוהר גבוה לשימוש תעשייתי. תעשיות רבות דורשות מים מטוהרים מאוד לתהליכים התפעוליים שלהן. סינון ממברנה(למשל ננו-סינון) משמש להסרת מזהמים כולל מתכות מומסות ומלחים מהמים. סינון ממברנה משמש גם בהתפלת מי מלח כדי לייצר מים ראויים לשתייה.

Tags

IsolationFecal BacteriaWater SamplesFiltrationCulturingTechniqueAssessQualityCleanlinessWater SourceAgriculturalRecreationalDomestic SettingsWaterborne DiseaseContaminationPathogenic ParasitesBacteriaVirusesMonitoringDisease causing OrganismsPublic HealthMicrobiological AssaysColiform Indicator BacteriaMembrane Filtration TechniqueEnvironmental Water SampleTotal ColiformsFecal ColiformsFecal EnterococciPresence Of Fecal Contamination

Skip to...

0:00

Overview

1:37

Principles of Membrane Filtration for Indicator Bacteria

3:48

Water Sample Collection and Processing

6:01

Colony Identification

7:16

Colony Verification

9:23

Applications

10:26

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

בידוד חיידקים צואתיים מדגימות מים על ידי סינון

Environmental Microbiology

39.3K Views

article

קביעת תכולת הלחות בקרקע

Environmental Microbiology

359.3K Views

article

טכניקה אספטית במדעי הסביבה

Environmental Microbiology

126.4K Views

article

כתמי גרם של חיידקים ממקורות סביבתיים

Environmental Microbiology

100.2K 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

44.6K 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

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