KWEEKMEDIA: GESCHIEDENIS, FUNCTIE, TYPEN, VOORBEREIDING - BIOLOGIE - 2025

De kweekmedia zijn speciale voedingspreparaten voor herstel, isolatie en onderhoud van bacteriële en schimmelmicro-organismen. Deze media kunnen vast, vloeibaar of halfvast zijn.

Louis Pasteur was de eerste die aantoonde dat in een bouillon gemaakt van gekookte stukken vlees, het werd gebruikt voor bacteriën om zich in grote aantallen te vermenigvuldigen, tot het punt dat de bouillon vertroebelde. In die zin wordt Pasteur's vleesbouillon beschouwd als het eerste vloeibare kweekmedium dat wordt gebruikt.

Ruwe en voorbereide kweekmedia (vast en vloeibaar). Bron: Flickr

Toen maakte Robert Koch, met de hulp van zijn medewerkers Julius Richard Petri en Walter Hesse, grote stappen. De eerste ontwierp de petrischaal, die nog steeds wordt gebruikt; en de tweede kwam bij hem op om gelatine te vervangen door agar-agar om vaste kweekmedia te bereiden, wat erg relevant was, aangezien gelatine werd afgebroken door sommige micro-organismen.

Momenteel zijn er veel klassen van kweekmedia met verschillende doeleinden, daarom worden deze geclassificeerd op basis van hun functie: onder de belangrijkste kunnen we de voedingsmedia, selectieve, differentiële, transport-, verrijkings- en telkweekmedia noemen. kolonies, onderhoud en voor gevoeligheidstesten.

Sommige kweekmedia zijn speciaal voor het observeren van chemische reacties, omdat ze erg nuttig zijn voor de identificatie van het betrokken micro-organisme. Onder hen kunnen we noemen: Kligler-medium, MIO, LIA, citraat, onder anderen.

Geschiedenis

Het eerste kweekmedium werd bereid door Louis Pasteur toen hij probeerde aan te tonen dat microbieel leven niet het product was van spontane generatie, maar dat micro-organismen zich konden vermenigvuldigen en ook dat ze uit de lucht kwamen.

Hij maakte een bouillon met stukjes vlees en merkte op dat het na een paar dagen na blootstelling aan de lucht troebel werd en dat er een aanzienlijke hoeveelheid micro-organismen in de bouillon zat. Tegelijkertijd bleef een andere bouillon met eerder gekookte en hermetisch afgesloten stukken vlees doorschijnend naarmate de dagen verstreken.

Dit trok de aandacht van veel onderzoekers en ze realiseerden zich dat deze micro-organismen verantwoordelijk waren voor de ontbinding van het vlees en ook voor sommige ziekten.

Om deze reden was het essentieel om een ​​manier te creëren om deze micro-organismen in het laboratorium te reproduceren om ze verder te bestuderen.

In die zin heeft Robert Koch een onschatbare bijdrage geleverd aan de verbetering van bepaalde laboratoriumtechnieken, vooral die met betrekking tot bacteriële isolatie, toen hij het concept van een vast kweekmedium introduceerde.

Aanvankelijk gebruikte hij aardappelschijfjes als een vast medium, maar later voegde hij gelatine toe aan de vleesbouillon met betere resultaten. Er waren echter momenten waarop de gelei smolt en in een vloeibare cultuur veranderde. Tegenwoordig is bekend dat dit gebeurt omdat sommige bacteriën gelatine kunnen hydrolyseren.

Op dat moment kwam een ​​van zijn medewerkers op het idee om agar-agar te gebruiken, een verbinding die zijn vrouw gebruikte om haar snoep dikker te maken.

Dit rudimentaire kweekmedium is geleidelijk geavanceerder geworden, totdat het de kweekmedia bereikt die tegenwoordig bekend zijn.

Samenstelling

Elk medium heeft een andere samenstelling, maar het is essentieel dat het de specifieke voedingsstoffen bevat voor een goede ontwikkeling van het type micro-organisme dat wordt gezocht.

Het kan ook specifieke chemische stoffen bevatten die helpen bij het onthullen van de metabolische route die een bepaalde stam bezit, of die de aanwezigheid van bepaalde enzymen aantonen.

Een ander belangrijk element is het gebruik van bufferstoffen. Deze helpen om de osmotische balans van de media en de pH te behouden.

Ze kunnen ook koolhydraten bevatten en een pH-indicator om toegevoegde suikerfermentatie aan te tonen. Een kleurverandering van het medium zal worden waargenomen als er verzuring optreedt door fermentatie.

Sommige kweekmedia bevatten remmende stoffen. Afhankelijk van de gebruikte stof zal de groei van sommige micro-organismen worden beperkt en die van andere wordt bevorderd.

Soorten kweekmedia

Kweekmedia worden geclassificeerd op basis van verschillende criteria. Dit zijn: volgens zijn consistentie, zijn samenstelling en zijn functie.

- Volgens zijn consistentie

Vloeistoffen

Ze bevatten geen agar-agar. Bacteriële of schimmelgroei blijkt uit de troebelheid van de bouillon, die oorspronkelijk doorschijnend is.

Solide

Ze bevatten tussen 1,5 en 2% agar-agar. Het gestolde mengsel heeft een oppervlak dat de fijne beweging van het platina handvat weerstaat zonder het te breken.

Halfvast

Ze bevatten ongeveer 0,5% agar-agar, daarom is het een tussenliggende toestand tussen vloeibaar en vast. Ideaal in media die dienen om beweeglijkheid te zien. Ze worden ook aanbevolen voor het behoud van soorten, omdat ze veel langer vocht vasthouden.

Bifasisch

Het zijn media die zo zijn voorbereid dat er een vaste fase is en daarop een vloeibaar medium. Veel gebruikt voor bloedkweken.

- Volgens zijn samenstelling

Natuurlijke groeimedia

Het zijn stoffen die rechtstreeks uit de natuur worden gehaald om bacteriën te kweken, waardoor ze een omgeving krijgen die zo dicht mogelijk bij hoe ze zich normaal in het ecosysteem ontwikkelen. Bijvoorbeeld melk, sappen, verdund bloed, serum, etc.

Synthetische kweekmedia

Ze worden tegenwoordig het meest gebruikt, het zijn de gedehydrateerde media die we in commerciële huizen kopen en waarvan de volledige chemische samenstelling bekend is, omdat ze strategisch zijn ontworpen volgens het type micro-organisme dat moet worden geïsoleerd.

Halfsynthetische kweekmedia

Het is de combinatie van een synthetisch medium waaraan een natuurlijk element is toegevoegd om het medium te verrijken.

Celcultuurmedia

Het zijn speciale media voor het kweken van virussen, aangezien deze micro-organismen niet buiten cellen kunnen overleven, moeten ze weefsel of levende cellen van een dier of plant bevatten.

Voorbeeld: celculturen van apennieren of geëmbryoneerde eieren.

- Volgens zijn nut

Voedings-, selectieve, differentiële, transport-, verrijkings-, identificatie-, kolonie-kwantificering, onderhoud en gevoeligheidstestmedia. Ze zullen later worden beschreven.

Functie

Ongeacht het type kweekmedium hebben ze allemaal iets gemeen en dat is dat ze de reproductie van bepaalde micro-organismen vergemakkelijken of bevorderen. Het verschil zit in de samenstelling van elk van hen, wat een bepalende factor is voor het uiteindelijke nut dat ze zullen hebben.

Elk van de bestaande kweekmedia is strategisch ontworpen voor de specifieke functie waarvoor het is gemaakt, dat wil zeggen, ze hebben allemaal een basis die de richtlijnen van hun specifieke functie regelt.

Opgemerkt moet worden dat het kweekmedium, eenmaal gezaaid, moet worden onderworpen aan temperatuur- en zuurstofomstandigheden die geschikt zijn voor het type bacteriën of schimmel dat moet worden geïsoleerd.

Als u bijvoorbeeld mesofiele anaërobe bacteriën wilt isoleren, kunt u bloedagar gebruiken en 48 uur onder anaërobe omstandigheden (zonder zuurstof) bij 37 ° C incuberen.

Als er nu een schimmel geïsoleerd moet worden, wordt Sabouraud-agar met antibiotica gebruikt. Het wordt gedurende enkele dagen in aerobiose bij kamertemperatuur geïncubeerd, aangezien de laatste langzaam groeien.

Voedzame eenvoudige cultuurmedia

Zoals de naam al aangeeft, bevatten deze kweekmedia voedingsstoffen, zoals bronnen van vitamines, aminozuren, stikstof en koolstof, waaronder we kunnen noemen: vleesextract of gistextract, maïszetmeel, pancreasvertering, peptonen, glucose, onder andere.

Ze bevatten ook andere componenten die het milieu een osmotische balans geven, aangezien de meeste gewassen een pH van dichtbij 7,0 nodig hebben. Deze elementen kunnen onder meer zijn: natriumchloride, dinatriumfosfaat.

Het verdunningsmiddel is gedestilleerd water en de vaste media hebben agar-agar.

Het doel van deze kweekmedia is om de bacteriële of schimmelmicrobiota die in een bepaald monster bestaat, terug te winnen. Het maakt geen onderscheid tussen micro-organismen, aangezien het in staat is een groot aantal bacteriën te kweken, zowel grampositief als gramnegatief, evenals gist- en myceliumschimmels.

Ze worden aanbevolen voor het zaaien van monsters van normaal steriele locaties. Ze zijn echter niet geschikt voor veeleisende micro-organismen.

Ze zijn ook nuttig voor het onderhoud van stammen, zolang ze geen glucose bevatten.

Verrijkte kweekmedia

Als bloed of verhit bloed wordt toegevoegd aan de eenvoudige voedingsmedia, worden ze verrijkte media (respectievelijk bloedagar en chocoladeagar).

Deze media zijn zeer nuttig voor het zaaien van normaal steriele monsters, voor het redden van zwakke stammen en voor het isoleren van voedingskundig veeleisende micro-organismen.

Selectieve kweekmedia

Selectieve kweekmedia bevatten naast essentiële voedingsstoffen voor de groei van bepaalde van belang zijnde micro-organismen, remmende stoffen worden ook toegevoegd, zoals antibiotica, antischimmelmiddelen, kleurstoffen, galzouten, onder anderen.

De remmende stoffen zijn bedoeld om de variëteit aan stammen die kunnen groeien te verminderen, waardoor de groei van een bijzonder speciale groep die moet worden gered, wordt bevorderd.

Voorbeeld: EC-bouillon (speciaal voor totale en fecale coliformen) of Sabouraud-agar met antibiotica (specifiek voor schimmels).

Differentiële kweekmedia

Differentiële media bevatten voedingselementen die nodig zijn voor de groei van een specifieke groep micro-organismen en bevatten ook stoffen die in aanwezigheid van bepaalde micro-organismen zullen worden gemetaboliseerd of afgebroken.

Dat wil zeggen, ze zullen chemische reacties veroorzaken die op de een of andere manier in het kweekmedium zullen blijken.

Sommige reacties alkaliseren of verzuren het medium en, dankzij de aanwezigheid van een pH-indicator, kunnen deze veranderingen worden aangetoond door een kleurverandering in het medium en in de kolonie.

Daarom zullen onder een grote groep bacteriën die in dit medium kunnen groeien, diegenen worden onderscheiden die de stof metaboliseren of afbreken en degenen die dat niet doen, simpelweg door de kleur van de kolonie en het medium te observeren.

Bloedagar maakt het bijvoorbeeld mogelijk om bacteriën die bèta-hemolyse (heldere halo) veroorzaken te onderscheiden van bacteriën die alfa-hemolyse (groenachtige halo) veroorzaken en bacteriën die geen hemolyse veroorzaken.

Selectieve en differentiële media

Een voorbeeld hiervan is wat er gebeurt in MacConkey-agar. Het is selectief omdat het alleen de groei van gramnegatieve bacillen toelaat; en het is verschillend, aangezien lactose-fermenterende bacteriën (fuchsia-kolonies) kunnen worden onderscheiden van niet-fermenterende bacteriën (lichtroze of kleurloos).

Transport kweekmedia

Zoals de naam al doet vermoeden, zijn het middelen om monsters die op een min of meer afgelegen plaats zijn genomen, te vervoeren naar het laboratorium dat het monster gaat verwerken. Het transportmedium houdt het monster in de beste omstandigheden zodat betrouwbare resultaten worden verkregen.

Deze kweekmedia hebben zeer bijzondere eigenschappen, aangezien ze niet kunnen worden overschreden in voedingsstoffen, aangezien de aanwezige bacteriepopulatie levensvatbaar moet blijven, maar zonder in aantal toe te nemen.

Het zijn over het algemeen halfvaste media, waardoor het monster gehydrateerd blijft. Er mag echter geen compromis worden gesloten om het monster zo snel mogelijk naar het laboratorium te brengen. Voorbeelden van transportmiddelen: Stuart medium, Cary Blair en Amies.

Verrijking kweekmedia

Deze kweekmedia zijn vloeibaar. Ze worden gebruikt om specifieke ziekteverwekkers te redden die op een bepaald moment in een minimale hoeveelheid in een monster aanwezig kunnen zijn.

Het is ook nuttig om een ​​pathogene stam te redden die zwak kan zijn na een eerdere behandeling. Ex: peptonwater, thioglycolaatbouillon en selenietbouillon.

Deze media bevatten remmende stoffen die de groei van de bijbehorende microbiota verhinderen, en specifieke voedingsstoffen die de ontwikkeling van het betreffende micro-organisme bevorderen.

Kweekmedia voor identificatiedoeleinden

Deze media bevatten stoffen die chemisch kunnen worden gemetaboliseerd door bepaalde bacteriën, waarbij ze chemische reacties veroorzaken die de aanwezigheid van specifieke enzymen of metabolische routes aantonen.

Daarom worden ze gebruikt als biochemische tests die helpen bij de herkenning van het geslacht en de soort van een bepaalde groep stammen. Voorbeeld: het Kligler-medium laat zien of het micro-organisme glucose en lactose kan fermenteren, of het waterstofsulfide en gas produceert.

Dit medium bevat onthullende stoffen waarmee de reactie kan worden waargenomen, zoals de pH-indicator en ijzerionen.

Deze eenvoudige test kan twee grote groepen bacteriële micro-organismen onderscheiden, zoals de bacteriën die behoren tot de Enterobacteriaceae-familie, en de zogenaamde niet-fermenterende bacteriën.

Media voor het tellen van kolonies

Dit zijn eenvoudige, niet-selectieve media die dienen voor het kwantificeren van een microbiële populatie, zoals het standaard telmedium. Het type micro-organisme dat in dit medium zal groeien, is afhankelijk van de temperatuur en zuurstofomstandigheden die zijn vastgesteld.

Kweekmedia voor gevoeligheidstesten

Het gestandaardiseerde medium hiervoor is Müeller Hinton-agar, dit medium is ideaal voor het evalueren van het gedrag van verschillende antibiotica tegen een geïsoleerd pathogeen micro-organisme.

Het is vooral nuttig bij niet veeleisende bacteriën, terwijl het bij veeleisende bacteriën alleen kan worden gebruikt als het wordt aangevuld met bloed.

Kweekmedia voor onderhoud

Het doel van deze middelen is om het micro-organisme te reproduceren en ook om de levensvatbaarheid van de bacteriën of schimmel zo lang mogelijk te behouden en ook om de fysiologische functies ervan te behouden.

Een belangrijk kenmerk is dat dit type medium geen glucose mag bevatten, want hoewel het een element is dat zorgt voor een snelle groei, produceert de fermentatie ervan ook zuren die de levensduur van het micro-organisme verkorten.

Sommige laboratoria moeten bepaalde micro-organismen levensvatbaar houden voor later gebruik in onderzoeksstudies, interne controles of voor educatieve doeleinden.

Voorbereiding

Momenteel zijn er veel commerciële merken die de verschillende kweekmedia verspreiden. Het medium wordt geleverd in gevriesdroogde of gedehydrateerde vorm, verpakt in luchtdichte potten en beschermd tegen licht.

Elk medium wordt geleverd met een label met de naam van het medium, de componenten, het partijnummer en hoeveel er moet worden gewogen om een ​​liter kweekmedium te bereiden.

Als verdunningsmiddel wordt gedestilleerd water gebruikt. De afgewogen hoeveelheid wordt opgelost in een liter gedestilleerd water totdat het mengsel is gehomogeniseerd. De meeste media worden geautoclaveerd, bij 15 pond druk, 121 ° C temperatuur, gedurende 15 minuten.

Vloeibare media worden al gedistribueerd in hun respectievelijke werkbuizen, terwijl vaste media worden geautoclaveerd in erlenmeyers.

Deze laatste mogen staan ​​tot ze een temperatuur van 55 ° C hebben bereikt en worden geserveerd in de petrischalen in een laminaire stromingskap of bij de bunsenbrander. Ze worden gestold en ondersteboven in de koelkast bewaard.

Er zijn ook vaste kweekmedia die in buisjes worden verdeeld, waardoor ze kunnen stollen in noppen (recht) of in snavel (schuin).

Alvorens een bereid kweekmedium te gebruiken, of het nu vast of vloeibaar is, moet het worden getemperd voordat het monster wordt gezaaid.

Belang

Kweekmedia zijn ongetwijfeld een zeer waardevol werkinstrument voor microbiologen, omdat ze het mogelijk maken om het infectieuze agens te recupereren dat op een bepaald moment een individu kan aantasten of een voedsel, een omgeving of een oppervlak kan besmetten.

In die zin kan worden gezegd dat microbiologie verschillende gebieden heeft, waaronder onder meer klinische, industriële, milieu-, voedselmicrobiologie, en op al deze gebieden worden kweekmedia gebruikt.

Het type medium dat in elk geval wordt gebruikt, kan natuurlijk variëren afhankelijk van de behoeften en het type monster dat wordt verwerkt. Ook de gezochte groep micro-organismen heeft invloed.

Het isoleren van het pathogene micro-organisme of de oorzaak van enige besmetting is essentieel om een ​​effectieve behandeling te kunnen implementeren of procedures te volgen die helpen bij het elimineren van de betreffende verontreiniging.

In het geval van klinische microbiologie is het niet alleen belangrijk om het micro-organisme te isoleren en te identificeren (ken het geslacht en de soort), maar het antibiogram moet ook worden uitgevoerd.

Deze studie, waarbij ook een kweekmedium wordt gebruikt, zal ons in staat stellen te zeggen welke antimicrobiële stof gevoelig en resistent is of, kort gezegd, welke als behandeling kan worden gebruikt en welke niet.

Daarom mogen kweekmedia in het algemeen niet ontbreken in een microbiologisch laboratorium, ongeacht het gebied.

Ten slotte kan worden gezegd dat de kweekmedia het mogelijk hebben gemaakt om verschillende aspecten van zowel bacteriën als schimmels te onderzoeken.

Kwaliteitscontrole van kweekmedia

De bereiding en het gebruik van voedingsbodems moet niet lichtvaardig worden gedaan. In elk laboratorium moet er een afdeling zijn die kwaliteitscontroleprotocollen toepast op de media, elke keer dat er nieuwe batches worden bereid, en er dus voor zorgt dat ze goed voorbereid, steriel en functioneel zijn.

Om hun onvruchtbaarheid te beoordelen, worden willekeurig een of twee media uit elke batch genomen en enkele dagen bij 37 ° C geïncubeerd (er mag geen groei zijn). Goed gekweekte en levensvatbare ATCC-referentiestammen (American Type Culture Collection) worden gebruikt om hun functie te verifiëren.

Verwijdering van kweekmedia

Na gebruik van het kweekmedium moet het zo worden afgevoerd dat het het milieu niet verontreinigt.

Hiervoor wordt het materiaal in een autoclaaf gesteriliseerd voordat het wordt weggegooid. Vervolgens wordt het materiaal van het glaswerk verwijderd. De laatste wordt vervolgens gewassen, gedroogd, gesteriliseerd en opgeslagen voor later gebruik. Bij gebruik van wegwerpplaten worden deze gesteriliseerd en later in speciale zakken weggegooid.

Referenties

1. Borrego Microbiology in postzegels VIII. Robert Koch: De triomf van doorzettingsvermogen (I). Nieuws SEM 2018, 117 (1): 1-18 Universiteit van Malaga. Beschikbaar op: jornades.uab.cat/
2. Volcy C. Genesis en evolutie van Koch's postulaten en hun relatie met fytopathologie. Een Colombiaanse recensie. 2008; 26 (1): 107-115. Beschikbaar op: scielo.org.co/
3. Het meer van Burguet van Nancy, het kasteel van Abraham Lourdes. Kwaliteitscontrole van kweekmedia die worden gebruikt bij milieumonitoring van geclassificeerde productiegebieden. Rev Cubana Hig Epidemiol 2013; 51 (2): 155-160. Verkrijgbaar in: scielo.
4. Bonilla M, Pajares S, Vigueras J, Sigala J, Le Borgne S. Didactisch materiaalhandboek van elementaire microbiologische praktijken. Metropolitan autonome universiteit. Afdeling Natuurwetenschappen en Techniek. Cuajimalpa-eenheid. 2016 Beschikbaar op: cua.uam.mx/
5. Carbajal A. Celcultuurmedia: een overzicht. Labome De wereld van laboratoria. University of Pittsburgh Medical Center, Verenigde Staten. 2013 beschikbaar in: es /
6. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Microbiologische diagnose. 5e druk. Redactioneel Panamericana SA Argentina.
7. Forbes B, Sahm D, Weissfeld A. (2009). Bailey & Scott Microbiologische diagnose. 12 ed. Redactioneel Panamericana SA Argentina.