CATALASE-TEST: GRONDGEDACHTE, TECHNIEK EN TOEPASSINGEN - BIOLOGIE - 2026

De catalase-test is een methode die in bacteriologische laboratoria wordt gebruikt om de aanwezigheid van het enzym catalase in die bacteriën die het bezitten, aan te tonen. Samen met de Gram-kleuring zijn dit de belangrijkste tests die moeten worden uitgevoerd op nieuw geïsoleerde micro-organismen. Deze tests begeleiden de microbioloog bij de te volgen stappen voor de definitieve identificatie van het micro-organisme in kwestie.

In het algemeen hebben bacteriën die cytochroom bevatten het enzym catalase, dat wil zeggen dat aërobe en facultatieve anaërobe bacteriën het zouden moeten hebben. Er zijn echter uitzonderingen, zoals Streptococcus, die, ondanks dat het facultatieve anaërobe micro-organismen zijn, het enzym catalase niet bezitten.

De Catalase-test uitvoeren, met een positieve reactie. Bron: geen machineleesbare auteur opgegeven. Nase verondersteld (op basis van auteursrechtclaims).

Daarom wordt de catalase-test voornamelijk gebruikt om de families Staphylococaceae en Micrococaceae (beide catalase-positief) te onderscheiden van de Streptococaceae-familie (catalase-negatief).

Evenzo onderscheidt het geslacht Bacillus (catalase-positief) zich onder andere van het geslacht Clostridium (catalase-negatief).

Basis

Catalase is een enzym dat is geclassificeerd als een hydroperoxidase, dit betekent dat ze waterstofperoxide (H ₂ O ₂ ) als substraat gebruiken .

Het wordt ook als een oxidoreductase beschouwd, omdat er in de reactie waaraan het deelneemt een element is dat dient als een elektronendonor (reducerende stof) en een ander als een elektronenreceptor (oxiderende stof).

Catalase is een eiwit dat een proserische groep bevat met vier driewaardige ijzeratomen (Fe ⁺⁺⁺ ), daarom is het een homoproteïne. Het ferri-ion blijft tijdens de reactie geoxideerd.

Er kan worden gezegd dat catalase een ontgiftend enzym is, omdat het de functie heeft om stoffen te elimineren die tijdens het metabolisme van bacteriën worden geproduceerd en die giftig zijn voor bacteriën. Een van deze stoffen is waterstofperoxide.

Waterstofperoxide wordt gevormd door de aëroob afbraak van suikers. Dit proces verloopt als volgt:

Het superoxide-ion (O ₂ ^- ) (vrije radicaal) wordt gevormd als het eindproduct van de assimilatie van glucose via de aërobe route. Dit is giftig en wordt geëlimineerd door het enzym superoxide-dismutase dat het omzet in gasvormige zuurstof en waterstofperoxide.

Waterstofperoxide is ook giftig voor bacteriën en moet worden verwijderd. Het enzym catalase breekt waterstofperoxide af in water en zuurstof.

Catalase kan inwerken op andere substraten dan waterstofperoxide, zoals alcoholen, aldehyden, zuren, aromatische aminen en fenolen. Waterstofperoxide kan echter ook door katalase worden gebruikt om andere giftige verbindingen zoals methyl- en ethylalcohol te oxideren.

Evenzo is catalase aanwezig in fagocytische cellen en beschermt het tegen de giftige werking van waterstofperoxide.

Routinetechniek voor Catalase-test

-Slide-methode

materialen

3% waterstofperoxide (10 volumes).

Microscoopschuif

Wegwerp plastic handvat of houten tandenstoker.

Werkwijze

Neem genoeg van de kolonie om te studeren zonder de agar aan te raken waaruit het kwam. De kolonie moet vers zijn, dat wil zeggen van een cultuur van 18 tot 24 uur.

Plaats de kolonie op het droge glaasje en voeg daarop een druppel 3% waterstofperoxide toe ( 30% H ₂ O ₂ kan ook gebruikt worden ). Observeer onmiddellijk of er luchtbellen vrijkomen.

Interpretatie

Positieve reactie: gasontwikkeling, blijkend uit de vorming van bellen (sterk borrelen).

Negatieve reactie: geen bellenvorming.

-Directe methode in pure cultuur

Plaats 1 ml 3% H ₂ O ₂ op een puur bord of wigcultuur zonder bloed (bij voorkeur voedingsagar). Observeer onmiddellijk of er al dan niet bellenvorming is. 30% H ₂ O ₂ kan ook worden gebruikt .

Het wordt op dezelfde manier geïnterpreteerd als de porta-objectmethode.

-Methode met capillaire buis of Fung en Petrishko

Vul een capillaire buis van 67 mm tot een hoogte van 20 mm met 3% waterstofperoxide door capillaire werking.

Raak de geïsoleerde kolonie die u wilt bestuderen aan met het capillair gevuld met 3% H ₂ O _{2 .} Kijk of het capillair zich binnen ongeveer 10 seconden met bellen vult. Deze methode maakt een semi-kwantificering van de reactie in kruisingen mogelijk:

Zonder kruisen zijn er geen bellen (negatieve reactie).

+ ---- Weinig bellen (zwakke of vertraagde reactie).

++ --– Overvloedige bellen (matige reactie).

+++ --Bubbels bereiken het andere uiteinde (sterke reactie).

-Taylor en Achanzar-methode voor catalase-tests die twijfelachtig zijn

Plaats een geïsoleerde kolonie op een schoon, droog glaasje, plaats vervolgens een druppel 0,5% H ₂ O ₂ en dek af met een dekglaasje. Kijk of er al dan niet opgesloten bellen worden gevormd.

Interpretatie: de aanwezigheid van bellen duidt op een positieve reactie. Geen bellen, het wordt geïnterpreteerd als een negatieve reactie.

Catalase-test voor Mycobacterium-soorten

Deze techniek moet worden gedaan door de pH en temperatuur te regelen. Het moet worden uitgevoerd onder een kap met laminaire stroming, omdat manipulatie van de verschillende Mycobacterium-soorten gevaarlijk is.

-Materialen

Waterstofperoxide 30% of 110 volumes (superoxal).

Fosfaatbuffer pH 7

10% Tween 80

Mycobacterium wigcultuur gedurende 3 tot 4 weken

-Voorbereiding

Fosfaatbuffer pH 7

Wegen:

1,361 g watervrij monokaliumfosfaat (KH ₂ PO ₄ ).

1.420 g watervrij dinatrium (Na2HPO3) fosfaat.

Los beide zouten op in een beetje steriel gedestilleerd water en vul aan met water tot 1000 ml.

10% Tween 80

Maak een 1:10 verdunning tot de Tween 80 die commercieel geconcentreerd is, ga hiervoor als volgt te werk:

Neem 1 ml Tween 80 en doe dit in een beetje gedestilleerd water, los op en vul aan met water tot 10 ml.

Laatste reagens

Meng een hoeveelheid fosfaatbuffer met een hoeveelheid van 10% Tween 80 (gelijke delen). Bepaal in het laboratorium hoeveel u wilt bereiden.

-Werkwijze

Breng 5 ml fosfaatbuffer in een steriele reageerbuis met schroefdop (bakeliet).

Neem met een inoculatielus voldoende kolonie van een Mycobacterium-groei, gezaaid in wiggen en los op in de fosfaatbuffer.

Sluit de buis af zonder de schroefdraad te strak aan te spannen. Plaats gedurende 20 tot 30 minuten in een waterbad van 68 ° C. Uitnemen en laten afkoelen tot 22-25 ° C

Meet 0,5 ml van het laatste reagens (mix) af en voeg dit toe aan de buis met de koude oplossing. Let op de vorming van bellen of niet.

Het wordt op dezelfde manier geïnterpreteerd als de vorige technieken.

Gebruik

Wanneer koloniegroei wordt verkregen in verrijkte media, moeten een Gramkleuring en een catalase-test worden uitgevoerd op de verkregen kolonies. Dit zal de microbioloog begeleiden bij de procedures die moeten worden gevolgd voor definitieve identificatie.

Bron: opgesteld door de auteur MSc. Marielsa gil

QA

Om de goede prestatie van het waterstofperoxidereagens te beoordelen, gebruikt u vers gekweekte controlestammen, zoals Staphylococcus aureus als positieve controle en Streptococcus sp-stammen als negatieve controle.

Een ander alternatief dat als een positieve controle dient, is om een ​​druppel waterstofperoxide op de bloedagar te plaatsen, de erytrocyten hebben catalase, daarom zal er een borrel zijn als het reagens in goede staat is.

Een chocolade-agar kan als negatieve controle worden gebruikt, hier zijn de erytrocyten al gelyseerd en is de test negatief.

Beperkingen

-Gebruik geen oude culturen voor de test, dit kan valse negatieven veroorzaken.

-Vermijd het nemen van kolonies uit culturen op bloedagar, als u voorzichtig bent de agar niet aan te raken; Deze procedure kan leiden tot vals-positieven, omdat rode bloedcellen catalase bevatten.

-Als u de kolonie met een platina-handvat neemt, draai de volgorde van de procedure dan niet om, omdat dit vals-positieven kan genereren. Dit komt doordat platina kan reageren met waterstofperoxide, waardoor het gaat borrelen.

-Gebruik het waterstofperoxide-reagens niet als het erg oud is, aangezien het reagens erg onstabiel is en na verloop van tijd de neiging heeft af te breken.

-Bewaar het waterstofperoxide reagens beschermd tegen licht en gekoeld om schade te voorkomen.

-Voer elke keer dat het wordt gebruikt een kwaliteitscontrole uit van het waterstofperoxidereagens.

-Houd er rekening mee dat als 30% H ₂ O ₂ wordt gebruikt, de reacties sterker zijn dan die uitgevoerd met 3% H ₂ O ₂ .

Referenties

1. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Microbiologische diagnose. 5e druk. Redactioneel Panamericana SA Argentina.
2. Forbes B, Sahm D, Weissfeld A. (2009). Bailey & Scott Microbiologische diagnose. 12 ed. Redactioneel Panamericana SA Argentina.
3. Mac Faddin J. (2003). Biochemische tests voor de identificatie van bacteriën van klinisch belang. 3e ed. Redactioneel Panamericana. Buenos Aires. Argentinië.
4. BD Laboratoria. Catalase-Gotario-reagens. Beschikbaar op: http://winklerltda.cl
5. Vadequímica Laboratoria. Peroxide. Gelijkwaardigheid tussen volumes en percentage. Beschikbaar op: vadequimica.com