ISOLATIE VAN MICRO-ORGANISMEN: TECHNIEKEN EN BELANG - BIOLOGIE - 2025

De isolatie van micro-organismen omvat een reeks technieken die worden gebruikt om de soorten microben van belang te extraheren en te scheiden van hun natuurlijke habitat naar een in vitro habitat. Deze technieken zijn een verzameling van vele fundamentele en noodzakelijke hulpmiddelen voor microbiologische studies.

De meeste van de micro-organismen die bekend zijn en die door de wetenschap zijn gedefinieerd, zijn die welke kunnen worden geïsoleerd en bewaard in containers die gedeeltelijk de intrinsieke omstandigheden simuleren van de plaatsen waar ze leven.

Typisch beeld van kolonies van bacterieachtige micro-organismen geïsoleerd op een vast medium in een petrischaal (afbeelding door nadya_il op www.pixabay.com)

Misschien was een van de eersten die het isoleren van micro-organismen beoefende Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723), die monsters van microben verzamelde en isoleerde van een groot aantal plaatsen en ecosystemen om ze zorgvuldig te observeren onder de honderden microscopen die hij ontwierp. .

Het was echter pas in de tijd van de wetenschappers Louis Pasteur en Robert Koch, in de loop van de 19e eeuw, dat rigoureuze praktijken werden uitgevoerd die dienden om specifieke micro-organismen te isoleren, allemaal om ze in detail te kunnen bestuderen. .

In tegenstelling tot Leeuwenhoek concentreerden deze onderzoekers zich op het isoleren van bepaalde soorten van de andere soorten microben in de omgeving. Bovendien waren ze geïnteresseerd om ze zo lang mogelijk buiten hun natuurlijke omgeving in leven te houden.

Tegenwoordig zijn er nauwkeurige technieken ontwikkeld voor de isolatie en groei van veel verschillende micro-organismen die uit bijna elke omgeving in de biosfeer zijn verkregen.

Isolatietechnieken voor micro-organismen

Alle isolaties van micro-organismen beginnen met het verzamelen van een monster in het wild waar de micro-organismen van belang worden gevonden. Deze plaatsen kunnen wonden zijn in weefsels van dieren of planten, bodems of substraten, plassen, zeeën, oppervlakken zoals huid, enz.

Het monster wordt genomen door een houder aan te raken of te ondersteunen die een medium heeft met de juiste vereisten voor de groei van micro-organismen op het oppervlak waarvan het gewenst is om te isoleren. In deze container krijg je een zogenaamde "cultuur" van microben.

Over het algemeen is het eerste gewas dat uit natuurlijke habitats wordt gewonnen ongetwijfeld een "gemengd gewas", dat wil zeggen een gewas dat is samengesteld uit een groot aantal verschillende soorten microben.

De meeste soorten micro-organismen kunnen echter in het laboratorium van elkaar worden geïsoleerd om micro-organisme-culturen te verkrijgen waarin alleen de soort van interesse groeit of, met andere woorden, "zuivere culturen" te verkrijgen.

In wezen is het proces dat wordt uitgevoerd om "zuivere culturen" te verkrijgen, wat bekend staat als "isolatie van micro-organismen".

Er is een groot aantal technieken voor het isoleren van micro-organismen, en er zijn er zelfs enkele die specifiek zijn voor een bepaald type micro-organisme. In andere gevallen is het alleen mogelijk om een ​​zuivere cultuur te verkrijgen door het monster uit de natuurlijke omgeving te verzamelen.

Een van de meest gebruikte isolatietechnieken om een ​​soort van interesse in gemengde kweekmedia te scheiden, zijn:

Krassen of strepen

Misschien is dit de meest gebruikte methode om micro-organismen te isoleren. Deze techniek bestaat uit het bereiden van een steriel vast medium met alle voedingsstoffen die nodig zijn voor de groei van het micro-organisme in een glazen houder, zoals een petrischaal.

Met behulp van een fijn instrument, meestal puntig, wordt het micro-organisme dat in de gemengde cultuur moet worden geïsoleerd aangeraakt, en vervolgens wordt in het steriele vaste medium de punt van het instrument waarmee het micro-organisme werd aangeraakt door het hele lichaam heen en weer geschoven. nummerplaat.

Dit gebeurt intensief heen en weer over het oppervlak van het vaste of agarized medium, alsof het een zigzaggende beweging is. Het wordt meestal gedaan totdat ongeveer een derde van de diameter van de agar op de plaat bedekt is.

Fusie met het medium of de coating

Voor deze methode wordt een verdunning van het medium waarin de verzamelde microben leven, uitgevoerd tot het punt waarop slechts een paar honderd cellen overblijven voor elke milliliter van het medium waarin ze werden verdund.

Uit deze verdunning worden enkele milliliter genomen en gemengd met het medium dat aan de container wordt toegevoegd voordat deze stolt. Omdat een mengsel wordt gemaakt tussen het agarized medium en het vloeibare medium waar de micro-organismen zich bevinden, blijven ze ondergedompeld in het medium en zijn ze alleen zichtbaar totdat ze zich vermenigvuldigen als een kolonie.

Naarmate ze zich als kolonie ontwikkelen, is het gemakkelijker om ze te scheiden van de rest van de micro-organismen met andere methoden zoals krabben.

Seriële verdunningen

Deze methode bestaat uit het maken van seriële verdunningen van het medium waar de micro-organismen zich bevinden. Een voorbeeld hiervan zijn de verdunningen die worden gemaakt om Lactococcus lactis of Lactobacillus acidophilus, bacteriën die verantwoordelijk zijn voor de productie van kaas en yoghurt, te zuiveren.

Ongeveer 1 milliliter wordt uit een buisje met zure melk of eerder gefermenteerde yoghurt gehaald en deze milliliter wordt zonder micro-organismen in steriele melk geïnoculeerd. Later wordt ongeveer een milliliter van genoemde melk genomen en wordt het proces herhaald.

Dit wordt ongeveer drie of vier opeenvolgende keren herhaald, waardoor het zeer waarschijnlijk is dat Lactococcus lactis of Lactobacillus acidophilus wordt verkregen in een medium dat is geïsoleerd uit verontreinigingen die andere microben kunnen vertegenwoordigen.

Gedetailleerde foto van de site en typische materialen voor het isoleren van micro-organismen (afbeelding door Sintija Valucka op www.pixabay.com)

Verrijkingsprocedure

Deze methodologie wordt bereikt door de micro-organismen in kweekmedia te laten groeien onder omstandigheden die de groei van de soort van interesse stimuleren of vergemakkelijken en, in veel gevallen, onder omstandigheden die de groei van andere verontreinigende micro-organismen remmen.

Bacteriën van het geslacht Salmonella groeien in kweekmedia verrijkt met seleniet, aangezien deze micro-organismen seleniet omzetten in selenium om het te metaboliseren. Het seleniet in het medium maakt het moeilijk om de voedingsstoffen voor andere micro-organismen dan salmonella's te assimileren.

Unieke of exclusieve techniek

Dit is misschien wel de moeilijkste en minst effectieve techniek om microben te isoleren. Dit omvat het plaatsen van een druppel van het medium (monster) waar de micro-organismen zijn ondergebracht op een steriel dekglaasje en het vervolgens plaatsen op het microscoopplatform.

Later wordt tijdens het observeren een enkele cel verwijderd met behulp van een steriele micropipet. De druppel wordt op een ander steriel dekglaasje geplaatst dat wordt geïncubeerd bij de juiste temperatuur voor het micro-organisme. Ten slotte wordt het opnieuw onder de microscoop bekeken om groei te tonen.

Als er bij herobservatie nieuwe cellen zijn ontstaan ​​uit de individuele cel die werd afgenomen, worden deze toegevoegd aan een steriel kweekmedium om een ​​volledig geïsoleerde zuivere kweek te verkrijgen.

Aangepaste technieken

Er zijn talloze verschillende microben op planeet Aarde die verspreid zijn over bijna alle bekende ecosystemen. Sommige micro-organismen staan ​​bekend als Extremofielen en hebben unieke omstandigheden nodig voor hun ontwikkeling en groei.

Deze extreme omstandigheden zijn zowel voordelig als nadelig voor isolatie, omdat, hoewel ze alleen de groei van deze micro-organismen mogelijk maken, het moeilijk kan zijn om in vitro opnieuw te creëren.

Belang

De isolatie van micro-organismen was een van de belangrijkste vorderingen op het gebied van wetenschap en geneeskunde. Dit heeft de mensheid in staat gesteld om effectieve behandelingen tegen verschillende microbiële pathogenen te bestuderen en te ontwikkelen.

Op dit moment is het zeker bekend dat micro-organismen een essentieel onderdeel vormen van alle ecosystemen, dus door het isoleren van sommige ervan met relatief belang voor de mens te bereiken, kunnen onderzoekers ze intensief bestuderen, om een ​​diepgaand inzicht te krijgen. zijn rol in elk ecosysteem.

Referenties

1. De Kruif, P. (1996). Microbe-jagers. Houghton Mifflin Harcourt.
2. López, MJ, Nichols, NN, Dien, BS, Moreno, J., & Bothast, RJ (2004). Isolatie van micro-organismen voor biologische ontgifting van lignocellulosehydrolysaten. Applied Microbiology and Biotechnology, 64 (1), 125-131.
3. Spigno, G., Tramelli, L., Galli, R., Pagella, C., & De Faveri, DM (2005). Biofiltratie van dichloormethaandampen: isolatie van micro-organismen.
4. Tresner, HD en Hayes, JA (1970). Verbeterde methodologie voor het isoleren van bodemmicro-organismen. Appl. Environ. Microbiol. , 19 (1), 186-187.
5. Willey, JM, Sherwood, L., en Woolverton, CJ (2009). Prescott's principes van microbiologie. Boston (MA): McGraw-Hill Higher Education.