Вплив фізичних, хімічних та біологічних факторів на мікроорганізми. Фізико-хімічні фактори вологість середовища

n1.doc

Життя мікроорганізмів перебуває у тісній залежності від умов довкілля. Як на рослини, макроорганізми, так і на мікросвіт істотно впливають різні фактори зовнішнього середовища. Їх можна поділити на три групи: хімічні, фізичні та біологічні.

§ 1. Фізичні фактори

З фізичних чинників найбільше впливають на мікроорганізми: температура, висушування, промениста енергія, ультразвук, тиск.

Температура: життєдіяльність кожного мікроорганізму обмежена певними температурними межами. Цю температурну залежність зазвичай виражають трьома точками: мінімальна (min) температура - нижче за яку розмноження припиняється, оптимальна (opt) температура - найкраща температура для росту та розвитку мікроорганізмів і максимальна (max) температура - температура, при якій зростання клітин або сповільнюється, або припиняється зовсім. Вперше в історії науки Пастер розробили методи знищення мікроорганізмів при впливі на них високих температур.

Оптимальна температура зазвичай дорівнює температурі навколишнього середовища.

Всі мікроорганізми по відношенню до температури умовно можна поділити на 3 групи:

Перша група: психрофіли - це холодолюбні мікроорганізми, що ростуть за низьких температур: min t - 0°С, opt t - від 10-20°С, max t - до 40°С. До таких мікроорганізмів належать жителі північних морів та водойм. До дії низьких температур багато мікроорганізмів дуже стійкі. Наприклад, холерний вібріон довго може зберігатися у льоду, не втративши у своїй своєї життєздатності. Деякі мікроорганізми витримують температуру -190°С, а суперечки бактерій можуть витримувати до -250°С. Дія низьких температур припиняє гнильні та бродильні процеси, тому в побуті ми користуємося холодильниками. При низьких температурах мікроорганізми впадають у стан анабіозу, у якому уповільнюються всі процеси життєдіяльності, які у клітині.

До другої групи відносяться мезофіли - це найбільша група бактерій, в яку входять сапрофіти і майже всі патогенні мікроорганізми, так як opt температура для них 37°С (температура тіла), min t = 10°С, maxt = 45°C.

До третьої групи відносяться термофіли - теплолюбні бактерії, що розвиваються при t вище 55 ° С, min t для них = 30 ° С, max t = 70-76 ° С. Ці мікроорганізми живуть у гарячих джерелах. Серед термофілів трапляється багато спорових форм. Суперечки бактерій набагато стійкіші до високих температур, ніж вегетативні форми бактерій. Наприклад, суперечки бацил сибірки витримують кип'ятіння протягом 10-20 с. Всі мікроорганізми, включаючи спорові, гинуть при температурі 165-170°С протягом години. Дія високих температур на мікроорганізми покладено основою стерилізації. ,

Висушування. Для нормальної життєдіяльності мікроорганізмів потрібна вода. Висушування призводить до зневоднення цитоплазми, порушується цілісність цитоплазмагічної мембрани, що призводить до загибелі клітини. Деякі мікроорганізми під впливом висушування гинуть вже за кілька хвилин: це менінгококи, гонококи. Більш стійкими до висушування є збудники туберкульозу, які можуть зберігати свою життєздатність до 9 місяців, а також капсульні форми бактерій. Особливо стійкими до висушування є суперечки. Наприклад, суперечки цвілевих грибів можуть зберігати здатність до проростання протягом 20 років, а суперечки сибірки можуть зберігатися в грунті до 100 років.

Для зберігання мікроорганізмів та виготовлення лікарських препаратів з бактерій застосовується метод ліо-фільного сушіння. Сутність методу у тому, що мікроорганізми спочатку заморожують при -273 °З, а потім висушують в умовах вакууму. При цьому мікробні клітини переходять у стан анабіозу та зберігають свої біологічні властивості протягом кількох років. У такий спосіб, наприклад, виготовляють біопрепарат «колібактерин», що містить штами Е. coli.

Променева енергія. У природі бактеріальні клітини постійно зазнають впливу сонячної радіації. Прямі сонячні промені згубно діють мікроорганізми. Це стосується ультрафіолетового спектру сонячного світла (УФ-промені), вони інактивують ферменти клітини і руйнують ДНК. Патогенні бактерії чутливіші до дії УФ-променів, ніж сапрофіти. Тому в бактеріологічній лабораторії мікроорганізми вирощують та зберігають у темряві.

Досвід Бухнера показує, наскільки УФ-промені згубно діють на клітини: чашку Петрі із щільним середовищем засівають суцільним газоном. Частину посіву накривають папером і ставлять чашку Петрі на сонці, а потім через деякий час її ставлять у термостат. Проростають лише ті мікроорганізми, які були під папером. Тому значення сонячного світла для оздоровлення довкілля дуже велике.

Бактерицидну дію УФ-променів використовують для стерилізації закритих приміщень: операційних, пологових відділень, перев'язувальних, у дитячих садках і т. д. Для цього використовуються бактерицидні лампи ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі 200-400 нм.

На мікроорганізми впливають інші види променистої енергії - це рентгенівське випромінювання, а-, р- і у-промені надають згубну дію на мікроорганізми лише у великих дозах. Ці промені руйнують ядерну структуру клітини. В останні роки радіаційним методом стерилізують вироби для одноразового використання – шприци, шовний матеріал, чашки Петрі.

Малі дози випромінювань, навпаки, можуть стимулювати зростання мікроорганізмів.

Ультразвук викликає ураження клітини. Під впливом ультразвуку всередині клітини виникає дуже високий тиск. Це призводить до розриву клітинної стінки та загибелі клітини. Ультразвук використовують із стерилізації продуктів: молока, фруктових соків.

Високий тиск. До атмосферного тиску бактерії, особливо суперечки, дуже стійкі. У природі зустрічаються бактерії, що живуть морях і океанах на глибині 1000- 10 000 м під тиском від 100 до 900 атм. Поєднана дія підвищених температур та підвищеного тиску використовується у парових стерилізаторах для стерилізації парою під тиском.

§ 2. Хімічні фактори

Вплив хімічних речовин на мікроорганізми по-різному. Воно залежить від хімічної сполуки, її концентрації, тривалості дії.

У малих концентраціях хімічна речовина може бути харчуванням для бактерій, а великих - на них згубне дію. Наприклад, сіль NaCl у малих кількостях додають у живильні середовища. Так само існують галофільні мікроорганізми, які віддають перевагу солоному середовищу. У більших концентраціях NaCl затримує розмноження мікроорганізмів. Для прикладу можна навести консервування в побуті: при недостатній кількості солі балони з овочами можуть вибухати.

Багато хімічних речовин використовуються в медицині як дезінфікуючі засоби. До них відносяться феноли, солі важких металів, кислоти, луги. До найпоширеніших дезрозчинів відносять хлоросодержащі сполуки: хлорне вапно, хлорамін Б, дихлор-1, сульфохлорантин, хлорцин та ін. Активність дезінфікуючих речовин не однакова і залежить від часу експозиції, концентрації, температури. Як контрольні мікроорганізми для вивчення дії дезрозчинів використовують S. typhi і S. aureus. Для дезінфекції можуть використовуватись кислоти: 40% розчин оцтової кислоти для знезараження взуття. Види дезінфекцій: профілактична-для попередження та поширення інфекцій; поточна – при виникненні епідемічного вогнища та заключна – після закінчення епідемічного спалаху (див. схему «Характеристика показань для дезінфекції»)

Деякі хімічні речовини використовуються як антисептики. Антисептики – це протимікробні речовини, які використовуються для обробки біологічних поверхонь. Антисептика - це комплекс заходів, вкладених у знищення мікробів у рані чи організмі загалом, попередження і ліквідацію запального процесу. До антисептиків належать:

препарати йоду (спиртовий розчин йоду, йодинол, йодоформ, розчин Люголя);

* з'єднання важких металів (солі ртуті, срібла, цинку);

* хімічні речовини нітрофуранового ряду (фуразо-лідон, фурацилін); окислювачі (перекис водню, калію перманганат);

* кислоти та їх солі (саліцилова, борна);

* Барвники (метиленовий синій, діамантовий зелений).

Характеристика показань для дезінфекції

Види дезінфекції

Профілактична

При можливості чи загрозі поширення інфекційних хвороб при невиявленому джерелі інфекції

Місця скупчення людей:

Готелі

Гуртожитки

Громадські туалети

Перукарні

Дитячі дошкільні заклади

Басейни

-^- Лікувальні заклади:

Пологові будинки Операційні блоки та ін.

Підприємства з виготовлення харчових продуктів-- Водопровідні станції та споруди

Виконавці:

персонал установ працівники дезінфекційних установ

" Час проведення:

періодично

осередкова

За наявності джерела збудника інфекції (хворого або бактеріовиділювача) вдома, в стаціонарі Виконавці:

мед. персонал лікарні члени сім'ї хворого хворі та бактеріовиділювачі

Час проведення:

постійно Заключна

Після видалення джерела з осередку госпіталізація хворого смерть хворого одужання перепрофілювання інфекційного відділення

Виконавці:

мед. персонал відділень члени сім'ї хворого працівники дез. служби

Час проведення:

§ 4. Знищення мікроорганізмів у навколишньому середовищі

Для знищення мікроорганізмів у навколишньому середовищі застосовуються стерилізація та дезінфекція.

Стерилізація - це звільнення об'єктів довкілля від мікроорганізмів та його суперечка. Існують фізичні, хімічні та механічні способи стерилізації.

До найбільш поширених способів фізичної стерилізації відносяться автоклавування та сухожарова стерилізація.

Автоклавування – це обробка парою під тиском, яка проводиться у спеціальних приладах – автоклавах. Автоклав являє собою металевий циліндр із міцними стінками, що складається з двох камер: пароутворюючої та стерилізуючої. В автоклаві створюється підвищений тиск, що призводить до підвищення температури кипіння води. Пором під тиском стерилізують живильні середовища, патологічний матеріал, інструментарій, білизну тощо.

Найбільш поширений режим роботи автоклава - 2 атм., 120 ° С, 15-20 хв. Початком стерилізації вважають момент закипання води.

До роботи з автоклавом допускаються підготовлені спеціалісти, які точно та суворо виконують усі правила роботи з цим приладом.

Сухожарова стерилізація - проводиться в печах Пастера. Це шафа з подвійними стінками, виготовлена ​​з металу і азбесту, що нагрівається за допомогою електрики і має термометр. Сухим жаром стерилізують в основному лабораторний посуд. Знезараження матеріалу в ньому відбувається при 160 ° С протягом 1 години.

У бактеріологічних лабораторіях використовується такий вид стерилізації, як прожарювання над вогнем. Цей спосіб застосовують для знезараження бактеріологічних петель, шпателів, піпеток. Для прожарювання над вогнем використовують спирти або газові пальники.

До фізичних способів стерилізації відносяться також УФ-промені та рентгенівське випромінювання. Таку стерилізацію проводять у тих випадках, коли стерилізовані предмети не витримують високої температури.

Механічна стерилізація - проводиться за допомогою фільтрів (керамічних, скляних, азбестових) та особливо мембранних ультрафільтрів з колоїдних розчинів нітроцелюлози. Така стерилізація дозволяє звільняти рідини (біопрепарати, сироватку крові, ліки) від бактерій, грибів, найпростіших та вірусів, залежно від розмірів пір фільтра. Для прискорення фільтрації створюють підвищений тиск у ємності з рідиною, що фільтрується, або знижений тиск у ємності з фільтратом.

У мікробіологічній практиці часто використовують азбестові фільтри Зейтца, Шамберлана. Такі фільтри розраховані на одноразове застосування.

Хімічна стерилізація – цей вид стерилізації застосовується обмежено. Найчастіше використовують хімічні речовини для попередження бактеріального забруднення поживних середовищ та імунобіологічних препаратів.

При хімічній стерилізації можливе використання двох токсичних газів: окису етилену та формальдегіду. Ці речовини у присутності води можуть інактивувати ферменти, ДНК та РНК, що призводить бактеріальні клітини до загибелі. Стерилізація газами здійснюється у присутності пари при 50-80 ° С у спеціальних камерах. Цей вид стерилізації небезпечний для оточуючих, проте існують об'єкти, які можуть бути пошкоджені при нагріванні та по-

3* 67 їх можна стерилізувати тільки газом. Наприклад, оптичні прилади, деякі живильні середовища.

Для проведення стерилізації тих чи інших об'єктів необхідно суворо дотримуватись встановленого режиму стерилізації (наприклад, для живильних середовищ він вказаний у рецепті приготування).

Під час проведення стерилізації в автоклаві необхідно здійснювати контроль стерилізації.

Існує 3 види контролю:

* Хімічний - в автоклав при кожному завантаженні кладуть бензойну кислоту, сечовину, запаяні в ампули, або індикатори стерилізації ТВІ - 120 ° С - 1 атм, ТВІ - 132 ° С - 2 атм.

При досягненні заданого режиму стерилізації зазначені речовини змінюють колір, а термочасові індикатори темніють; термічний - 2 рази на місяць максимальним термометром під час стерилізації проводять замір температури у контрольних точках, яка має досягти заданих параметрів;

* Біологічний - проводиться 2 рази на рік. У контрольних точках поміщають пробірки зі спорової культурою Bacillus stearothermophilies, що гине при 120°С протягом 15 хв. Після стерилізації пробірки поміщають термостат при t = 55 °С на 48 годин. При досягненні заданого режиму зростання тест-культури відсутнє: фіолетовий колір середовища в пробірках не змінюється.

Для збереження стерильності предмети, що стерилізуються, повинні мати упаковку, що не допускає мікробного забруднення.

§ 5. Бактеріофаги

Бактеріофаги - це віруси, що мають здатність проникати в бактеріальні клітини, репродуктуватися в них і викликати їх лізис.

Фаги широко поширені у природі - у воді, ґрунті, стічних водах, у кишечнику тварин, людини, птахів, у ракових пухлинах рослин. Фаг був виділений із молока, овочів. Джерелом фагів патогенних мікробів є хворі люди та тварини, бактеріоносії, реконвалесценти. Виділяються із вмістом кишечника, сечею, його виявляли в мокротинні, слині, гнійному, носовому секреті. Особливо велика кількість фагів виділяється у період одужання.

Фаг отримують шляхом додавання котли з бульйонними культурами спеціального виробничого фага, який витримують добу при 37°С, потім фільтрують. Перевіряють на чистоту, стерильність, нешкідливість та активність (силу дії).

Структура та морфологія фагів: більшість фагів складається з голівки, комірця та хвостового відростка, що закінчується базальною пластинкою, до якої прикріплені фібрили.

Фаги більш стійкі у зовнішньому середовищі, ніж бактерії. Витримують тиск до 6000 атм, стійкі до дії радіації. До 13 років не втрачають своїх літичних властивостей, перебуваючи у запаяних ампулах.

Деякі речовини, наприклад, хлороформ і ферментативні отрути (ціанід, флорид) не впливають на фаги, але викликають загибель бактерій.

Однак фаги швидко гинуть при кип'ятінні, дії кислот, УФ-променів.

За механізмом взаємодії з клітинами фаги поділяються на вірулентні та помірні.

Феномен бактеріофагії, що викликається вірулентними фагами, проходить у 5 фаз:

1) адсорбція – за допомогою ниток хвостового відростка;

2) проникнення у клітину;

3) репродукція білка та нуклеїнової кислоти всередині клітини;

4) складання та формування зрілих фагів;

5) лізис клітини, вихід фага із неї.

Помірні фаги не лізують усі клітини, а з деякими вступають у симбіоз. Клітина виживає. Помірний фаг перетворюється на профаг, який не має літичної дії.

Лізогенезація бактерій супроводжується зміною їх морфологічних, культуральних, ферментативних, антигенних та біологічних властивостей. Так, наприклад, нетоксигенні штами коринебактерій дифтерії в результаті лізогенізації перетворюються на токсигенні. Практичне використання фагів: * призначають з профілактичною та лікувальною метою при дизентерії, черевному тифі, паратифах, холері, чумі, стафілококовій інфекції; у діагностиці інфекційних захворювань; метод фаготипування дає можливість встановлювати вид бактерій і цим виявляти джерела інфекції.

§ 6. Генетика бактерій

Генетика (від грец. Genos - народження) - це наука, що вивчає спадковість та мінливість. Мікроорганізми мають здатність змінювати свої основні ознаки:

морфологічні (будова); культуральні (зростання на поживних середовищах); біохімічні або ферментативні ознаки (додавання певних речовин у живильне середовище може спричинити активацію ферменту, який до цього знаходиться у латентному стані); біологічні властивості - може змінюватися ступінь патогенності, на цьому засновані способи приготування живих вакцин.

Наприклад, при 12-14-денному культивуванні збудника сибірки при t° - 42-43°С мікроби втратили здатність викликати захворювання у тварин, але зберегли свої імуногенні властивості.

БЦЖ (бацила Кальмета-Герена) знизила хвороботворність бичачого виду мікобактерій туберкульозу шляхом тривалих пасажів на картопляному середовищі з жовчю і гліцерином при t° 38°C. Пересіви через кожні 14 днів отримали ослаблений штам мікобактерій туберкульозу, який названо «вакциною» БЦЖ, яка використовується для профілактики туберкульозу.

Спадковість – це здатність організмів зберігати певні ознаки протягом багатьох поколінь.

Мінливість - це набуття ознак під впливом різних факторів, що відрізняють їх від попередніх поколінь.

Генетична інформація у клітинах бактерій міститься у ДНК (у деяких вірусів РНК). Молекула ДНК і двох ниток, кожна з яких спірально закручена щодо інший. При розподілі клітини спіраль подвоюється. І знову утворюється двонитчаста молекула ДНК. До складу молекули ДНК входять 4 азотисті основи - одекаїн, гуанін, цитозин, тимін. Порядок розташування в ланцюгу у різних організмів визначає їхню спадкову інформацію, закодовану в ДНК.

Форми прояву мінливості

Неспадкова, фенотипічна мінливість, або модифікація, мікроорганізмів виникає як відповідь клітини на не сприятливі умовиїї існування. Ця адаптивна реакція на зовнішні подразники не супроводжується зміною генотипу і тому не передається у спадок. Можуть змінитись морфологія (подовжується), культуральні властивості (стафілококи без пігменту при нестачі кисню) біохімічні або ферментативні властивості, виробляються адаптивні ферменти Е. coli, фермент лактаза на середовищі – з лактозою.

2. Спадкована генетична мінливість виникає в результаті мутацій та генетичних рекомбінацій. Мінливість мікроорганізмів

Фенотипова мінливість (неуспадкована модифікація)

Генотипова мінливість успадкована

Мутації (від латів. mutatio - змінювати) - це структурні зміни генів, що передаються у спадок. При мутаціях змінюються ділянки геномів (тобто спадкового апарату).

Бактеріальні мутації можуть бути спонтанними (мимовільними) та індукованими (спрямованими), тобто з'являються в результаті обробки мікроорганізмів спеціальними мутагенами (хімічними речовинами, температурою, випромінюванням і т.д.).

В результаті бактеріальних мутацій можуть відзначатися:

* Зміна морфологічних властивостей; зміна культуральних властивостей; виникнення у мікроорганізмів стійкості до лікарських препаратів;

* ослаблення хвороботворних властивостей та ін.

До генетичних рекомбінацій відносяться рекомбінації генів, що відбуваються внаслідок трансформації, від донора трансдукції та кон'югації.

Трансформація – передача генетичного матеріалу реципієнту за допомогою ізольованої ДНК іншої клітини. Клітини, здатні приймати ДНК іншої клітини, називаються компетентними.

Стан компетентності часто збігається з логарифмічною фазою зростання. Для трансформації необхідно створювати спеціальні умови, наприклад, додаючи неорганічні фосфати, підвищується частота трансформації.

Трансдукція – це перенесення спадкового матеріалу від бактерії-донора до бактерії-реципієнта, який здійснює фаг. Наприклад, за допомогою фага можна відтворити трансдукцію джгутиків, ферментативні властивості, резистентність до антибіотиків, токсигенність та інші ознаки.

Кон'югація бактерій – передача генетичного матеріалу від однієї клітини іншій шляхом безпосереднього контакту. Причому відбувається одностороннє перенесення генетичного матеріалу - від донора реципієнту. Необхідною умовою для кон'югації є наявність у донора специфічного фактора плодючості F. У грамнегативних бактерій виявлено статеві F-волоски, через них відбувається перенесення генетичного матеріалу. Клітини, які відіграють роль донора, позначають F+, а реципієнти - F.

F-фактор знаходиться у цитоплазмі клітин, причому він не один. При кон'югації відбувається перенесення лише ДНК без РНК та білка.

Практичне значення мінливості: за допомогою генетичних методів одержано спеціальні культури дріжджів та інших мікробів, що використовуються у технології виготовлення харчових продуктів, виробництві анатоксинів, вакцин, антибіотиків, вітамінів;

* велике наукове та практичне значення має генна інженерія, методи якої дозволяють змінювати структуру генів та включати в хромосому бактерій гени інших організмів, відповідальних за синтез важливих та потрібних речовин, які отримати хімічним шляхом дуже важко, - інсулін, інтерферон та ін;

* при використанні мутагенних факторів (УФ-променів, рентгенівські промені, у-промені, діетилсульфат та ін) були отримані мутанти - продуценти антибіотиків, які в 100-1000 разів активніші за вихідні.

§ 7. Практична частина

Підготовка до стерилізації лабораторного посуду

1. Перед стерилізацією лабораторний посуд ретельно миють та сушать.

2. Пробірки, флакони, сулії, матраци, колби закривають ватно-марлевими пробками. Поверх пробки на кожну посудину (крім пробірок) надягають паперовий ковпачок.

3. Чашки Петрі стерилізують загорнутими в папір по 1-5 штук або в пеналах.

4. Пастерівські піпетки по 3-5-10-15 штук загортають у щільний обгортковий папір. У верхню частину кожної піпетки вкладають шматочок вати. Під час роботи піпетки із пакета виймають за верхній кінець.

Лабораторний посуд стерилізують:

а) сухим жаром при температурі 150, 160 та 180°С відповідно 2 години, 1 годину та 30 хвилин.

б) у автоклаві при тиску 1 атм. протягом 20-30 хвилин.

Стерилізація металевих інструментів

Ножиці, скальпелі, пінцети та ін. стерилізують у 2% содовому розчині (сода попереджає появу іржі та втрату гостроти). Леза скальпелів та ножиць перед зануренням у воду рекомендується обгортати ватою.

Стерилізація рукавичок та інших гумових виробів

Рукавички, шланги, трубки та інші, забруднені вегетативною формою мікробів, стерилізують кип'ятінням у 2% розчині соди або текучим пором 30 хвилин; при забрудненні спороносною патогенною мікрофлорою – в автоклаві при тиску 1 атм. протягом 30 хвилин.

Приготування дезрозчинів групи хлору

1. Хлорне вапно має високу бактеріальну дію. Її використовують у мікробіологічній практиці у вигляді порошку, 10-20% хлорно-вапняного молока та 0,2-10% освітленого розчину.

2. Схема приготування хлорно-вапняного молока.

Концентрація хлорно-нзвстсткового молока (в %)

Кількість хлорного вапна в грамах на 10 л води при вмісті активного хлору (в %)

У таблиці показано взаємозв'язок між вмістом активного хлору в хлорного вапна та її кількістю, необхідною для приготування 10 л хлорно-вапняного молока 10-20% концентрації.

3. Хлорамін – містить 25-26,5% активного хлору.

У мікробіологічних лабораторіях користуються 02-10% розчинами хлораміну.

Концентрація розчину (%)

Кількість хлораміну в 1 г на:

Приготування маточного розчину хлорного вапна

1. Взяти ємність (скляні сулії темного скла з притертою пробкою, емальований або скляний посуд) і помістити в неї 1 кг сухого хлорного вапна, після чого, продовжуючи помішувати, додати поступово невелику кількість води до отримання кашкоподібної маси. І потім, перемішуючи, додати воду до об'єму 10 літрів, тобто для приготування 10% розчину хлорного вапна необхідно взяти: 1 кг сухого хлорного вапна + 9 літрів води = = 10 літрів розчину.

2. Свіжоприготовані розчини залишають на 24 години у прохолодному темному приміщенні у закритому посуді. Через 24 години обережно, не збовтуючи осаду, зливають освітлений розчин в іншу ємність (скляні ємності темного кольору, емальований або пластмасовий посуд) для зберігання до 10 днів.

3. При приготуванні маточного розчину на ємності (на етикетці, що кріпиться на ній) вказується дата приготування, концентрація розчину, посада, прізвище особи, яка приготувала розчин.

Увага! Використання оцинкованого посуду заборонено. Дезрозчини групи фенолу

1. Карболова кислота. Рідка карболова кислота містить 90% кристалічного фенолу та 10% води. У мікробіологічних лабораторіях використовують 3-5% розчини карболової кислоти.

Схема приготування розчинів карболової кислоти

2. Хромова суміш. Пропис приготування:

У колбу наливають 150 мл концентрованої сірчаної кислоти, туди всипають 25 г дворомовокислого калію. Отриману суміш залишають стояти до розчинення. Через добу розчин темно-жовтогарячого кольору може бути застосований для миття посуду. Перед вживанням суміш підігріти до 45-50°С. Якщо колір суміші змінюється на темно-зелений, це говорить про її непридатність.

Виділення бактеріофага з патологічного матеріалу

Досліджувану рідину фільтрують від бактерій.

Твердий досліджуваний матеріал (ґрунт, харчові продукти, оформлені випорожнення) подрібнюють у ступці, емульгують, фільтрують. Наявність фага в отриманому фільтраті визначають рідких поживних середовищах або на щільних середовищах за методом Отто або Граціа.

Виявлення бактеріофага на щільних живильних середовищах за методом Отто

1,5% МПА розливають у чашки Петрі (вища концентрація агару пригнічує розвиток колоній бактеріофага). Після захолодження МПА засівають 16-18-годинний бульйонної культурою бактерій, гомологічних шуканому фагу. Для отримання суцільного зростання посів розтирають шпателем. Через 5-10 хв після посіву на підсушену поверхню краплями наносять досліджуваний фільтрат. Чашки ставлять термостат на 18-24 години при температурі 37°С.

Немає результатів: доказом наявності бактеріофага є повна відсутність зростання культури в місці потрапляння краплі фільтрату (активний бактеріофаг) або поява в цьому місці дрібних стерильних плям-колоній бактеріофага (бактеріофаг слабкої активності).

Техніка фаготшрування мікробів за методом Креджі та Єнсену

В основу фаготипування покладено принцип спільного вирощування культури з типовим бактеріофагом. Настання лізису визначає типову приналежність бактерій. Для фаготипування бактерій застосовують 1,5% МПА із 5% гліцерину. Пророщену бульйонну культуру краплями наносять на поверхню живильного середовища. Краплі не повинні розтікатися. Вони повинні вбратися протягом 3-10 хв.

Потім поверхню кожної краплі наносять по 1 краплі типового фага з таким розрахунком, щоб частина культури залишалася вільної від впливу бактеріофага (для контролю зростання культури). Чашки поміщають у термостат за нормальної температури 37°З: через 6-8 годин роблять облік результатів фаготипування.

Наявність добре вираженого лізису досліджуваної культури з однією з типових фагів свідчить про належність культури до цього фаготипу.

Додаток 7.4 (довідковий)

Засоби та методи дезінфекції, що використовуються при роботі з мікроорганізмами ІІІ-ІV груп патогенності

I. Бактерії, які не утворюють суперечки

1. Хлорамін Б або ХБ (зміст активного хлору - АХ не менше 26%):

0,5%, 1%, 2%, 3%-і (за препаратом) розчини.

суха речовина;

10%-і (за препаратом) освітлені та неосвітлені розчини;

20%-і (за препаратом) хлорно-вапняне молоко.

суха речовина;

0,5%, 1%, 2%-е (за препаратом) освітлені розчини;

10% (за препаратом) освітлені та неосвітлені розчини.

4. Нейтральний гіпохлорит кальцію - НГК (зміст АХ не менше 52% для марки А і не менше 24% для марки Б):

суха речовина;

0,15%-й (АХ) розчин;

0,25%, 0,5%, 1% (по АХ) освітлені розчини;

5. Гіпохлорит кальцію технічний – ГКТ (зміст АХ не менше 35%):

суха речовина;

1%, 1,5%-е (за препаратом) освітлені розчини;

5% (за препаратом) освітлені та неосвітлені розчини.

6. Двотретина сіль гіпохлориту кальцію - ДТЗ ГК (зміст АХ не менше 47%):

суха речовина;

0,25%, 0,5%, 1%-е (за препаратом) освітлені розчини;

5% (за препаратом) освітлені та неосвітлені розчини.

7. Двоосновна сіль гіпохлориту кальцію – ДСГК (зміст АХ не менше 30%):

суха речовина;

1%-й (за препаратом) освітлений розчин;

5% (за препаратом) освітлені та неосвітлені розчини.

8. Гіпохлорит натрію (зміст АХ не менше 14%):

1%-й (по АХ) розчин.

9. Гіпохлорит натрію, одержуваний методом електролізу кухонної солі на установках, дозволених до виробництва та застосування 0,125%, 0,25% (по АХ) розчини.

10. Аноліти, одержувані на установках, дозволених до виробництва та застосування:

11. Спорокс (зміст АХ не менше 2,5%):

2%, 5%-і (за препаратом) розчини.

0,1%, 0,2%-і (за препаратом) розчини. 13.Дезоксон-1 або дезоксон-4 (зміст надоцтової кислоти - НУ К не менше 5%):

1%, 2%-і (за препаратом) розчини.

14. Пергідроль (зміст перекису водню 30-35%):

3%-й (по ДВ) розчин перекису водню;

3%-й (по ДВ) розчин перекису водню з 0,5% миючого засобу («Прогрес», «Новина», «Астра», «Лотос»);

6%-й (по ДВ) розчин перекису водню.

0,5%, 0,75%, 2% (по перекису водню) розчини.

16. Пероксимед (зміст перекису водню 30% і ПАР):

3%-й (по перекису водню) розчин.

17. Пероксогідрат фториду калію - ПФК-1 (зміст перекису водню не менше 30%):

3%, 6%, 7%, 9% (за препаратом) розчини.

18. Полісепт (зміст полігексаметиленгуанідину хлориду 25%):

1%-й (за препаратом) розчин.

19. Демос (що містить комплекс катіонних та ін ПАР):

5%, 10% (за препаратом) розчини.

20. Велтолен (вміст клатрату сечовини з дидецилді-метиламоній броміду 20%):

1%-й (за препаратом) розчин.

21. Фогуцид (зміст підлоги ігексаметиленгуанідину фосфату 19-25%):

0,5-1%-е (за ДВ) розчини.

22. Ніка-екстра М (вміст алкілдиметил бензил амонію хлориду 3,5-4,5%):

23. Лізол А (зміст фенолів 50%):

5%-й (за препаратом) розчин.

24. 1-хлор-р-нафтол:

0,5%, 2%-і (за препаратом) розчини.

25. Їдкий натр:

10%-й (за препаратом) розчин.

26. Аламінол (містить катамін АБ, гліоксаль та ін):

1%-й (за препаратом) розчин.

27. Біанол (містить глутаровий альдегід, гліоксаль і катамін АБ):

1,5%-й (за препаратом) розчин.

28. Глутарал або Глутарал Н (зміст глутарового альдегіду 2%):

29. Формалін:

3%, 10%, 20%, 40% (за формальдегідом) водні розчини.

30. Аміак 25% (ДВ) водний розчин.

Для нейтралізації формальдегіду застосовується співвідношення 1:1.

31.Діхлор-1, Білка, Блиск, Блиск-2, Саніта, Дезус та ін. побутові чистяче-дезінфікуючі засоби: пасти, порошки та ін форми.

32. Кип'ятіння:

2% розчин харчової соди;

33. Обробка водяною насиченою парою під тиском (автоклавування).

34. Етиловий спирт 70%, 96%, суміш Никифорова.

35. Обробка гарячим повітрям – 180°С.

36. Спалювання.

37. Прожарювання.

38. Обробка у дезінфекційних камерах: пароповітряний, пароформаліновий методи.

39. Аерозольний метод знезараження.

40. Газовий метод (дезінфекція парами формальдегіду).

41. Ультрафіолетове опромінення.

ІІ. Мікобактерії

5%-й (за препаратом) розчин;

0,5% і 1%-е (АХ) активовані розчини.

2. Хлорне вапно (зміст АХ не менше 25%):

суха речовина;

20%-й (за препаратом) хлорно-вапняне молоко;

0,25 0,5%-е (по АХ) активовані розчини.

3. Вапно білильне термостійке (зміст АХ не менше 25%):

суха речовина;

2-10%-і (за препаратом) розчини;

0,25-0,5%-е (по АХ) активовані розчини.

4. Двотретина сіль гіпохлориту кальцію - ДТС ГК (зміст АХ не менше 47%):

суха речовина;

20%-не хлорно-вапняне молоко;

1%-й (за препаратом) розчин.

суха речовина.

6. Нейтральний гіпохлорит кальцію - НГК (зміст АХ не менше 52% для марки А і не менше 24% для марки Б):

суха речовина;

1%, 5%-і (по АХ) розчин.

7. Гіпохлорит кальцію технічний – ГКТ (зміст АХ не менше 35%):

суха речовина;

2%-й (за препаратом) розчин.

8. Гіпохлорит натрію, одержуваний методом електролізу на установках, дозволених до виробництва та застосування:

0,25%, 0,5%-е (по АМ) розчини.

9. Аноліти, одержувані на установках, дозволених до виробництва та застосування із вмістом 0,05,0,09% АХ.

10. Спорокс (зміст АХ не менше 2,5%):

10%-й (за препаратом) розчин.

суха речовина;

0,5%-і (за препаратом) розчин.

12. Дезоксон-1 або Дезоксон-4 (зміст надоцтової кислоти - НУК не менше 5%):

0,25%, 0,5%, 1%-е (по НУК) розчини.

13. Пергідроль (зміст перекису водню - ПВ - не менше 30%):

3%-й розчин.

14. Пероксимед (зміст ПВ не менше 30% та миючі компоненти):

3 та 4%-і (за ПВ) розчини.

2,5%-і (по ПВ) розчин.

16. Лізол марки А (зміст фенолів 50%):

5%-й розчин.

17. 1-хлор-р-нафтол:

0,5%-й (за препаратом) розчин.

18. Глутарал або Глутарал Н (зміст глутарового альдегіду 2%):

готовий до застосування засіб.

19. Аламінол (містить катамін АБ, гліоксаль та ін):

1%-й (за препаратом) розчин.

20. Біанол (містить глутаровий альдегід, гліоксаль та катамін АБ):

1,5%-і (за препаратом) розчин.

21. Кип'ятіння:

2% розчин харчової соди;

2% розчин кальцинованої соди.

22. Обробка водяною насиченою парою.

23. Обробка гарячим повітрям – 180°С.

24. Спалювання.

25. Прожарювання.

26. Обробка у дезінфекційних камерах: пароповітряний, пароформаліновий методи.

27. Ультрафіолетове опромінення.

Ш. Бактерії, що утворюють суперечки

1. Хлорамін Б або ХБ (зміст АХ не менше 26%):

1-4% активовані розчини, що містять 0,25 - 1% АХ.

2. Хлорне вапно або білильне термостійке вапно (зміст АХ не менше 25%):

суха речовина;

20%-і освітлений і неосвітлений розчин, що містить не менше 5% АХ;

4% освітлений активований розчин, що містить не менше 1% АХ.

3. Нейтральний гіпохлорит кальцію – НГК (зміст АХ не менше 52%):

суха речовина;

4. Двотретина сіль гіпохлориту кальцію - ДТС, ДК (зміст АХ не менше 47%):

суха речовина;

15% освітлений розчин, що містить не менше 5% АХ;

2% освітлений активований розчин, що містить не менше 1% АХ.

5. Двоосновна сіль гіпохлориту кальцію - ДСГК (зміст АХ не менше 30%):

суха речовина;

4% активований розчин, що містить не менше 1,2% АХ.

6. Їдкий натр:

10% розчин (70°С).

7. Пергідроль, що містить 30-35% перекису водню (ПВ):

6% розчин ПВ з 0,5% миючого засобу («Прогрес», «Новина», «Астра», «Лотос»);

3% розчин ПВ з 0,5% миючого засобу при температурі розчину 50°С.

9. Пероксимед (зміст ПВ 30% та ПАР):

3%-й (ПВ) розчин при температурі 20 і 50°С;

6%-й (по ПВ) розчин.

10. Дезоксон-1 або дезоксон-4 (зміст ПУК не менше розчину, що містить 1% надоцтової кислоти (НУ К).

11. Формалін:

20%, 40% -е (за формальдегідом) водні розчини;

0, 2% -і розчин формальдегіду з 0,2% мила або ОП-10 при температурі 60°С.

12. Кип'ятіння.

13. Прожарювання.

14. Спалювання.

15. Сухе гаряче повітря.

16. Обробка парою під тиском.

17. Усі ємності, в яких проводиться знезараження, мають бути закриті кришкою.

18. Обробка в камерах: пароповітряний та пароформалі-1 новий методи.

19. Аерозольний метод знезараження.

ПИТАННЯ для самоконтролю

Які фізичні фактори впливають на клітину? Що таке «антисептика» та «асептика»? Які ви знаєте «антисептики»? Що таке «симбіоз», «метабіоз» та «антагонізм»? Що таке стерилізація? Назвіть фізичні методи «стерилізації». Де застосовується хімічна та механічна стерилізація?

Що таке «бактеріофаг»? Структура та морфологія фагів. Як використовуються фаги у медицині?

Мікроорганізми рясно населяють ґрунт, воду, повітря, а також організми рослин, тварин та людини. Нерідко вони зустрічаються в найбільш невідповідних екологічних нішах, наприклад, деякі види бактерій Bacillus submarinus здатні жити в океанах на глибині більше 5000 м, витримуючи гідростатичний тиск понад 1,1х108 Па, екстремально термофільні бактерії Thermus aquaticus виділяються з води ілов яких досягає 920 С, крайні галофільні бактерії виявлені у воді Мертвого моря.

У кожній мікрозоні прокаріоти формують найскладніші мікробоценози. Певні чинники середовища можуть стимулювати розвиток мікроорганізмів, або діяти ними пригнічуючи або викликати загибель мікробної популяції. Ефект фактора, що діє, обумовлюється як природою самого фактора, так і властивостями мікроорганізму.

Вологість. Розвиток прокаріотів, в першу чергу, визначається умовами вологості. Наявність вологи обумовлює рівень процесів метаболізму в клітині, надходження в не речовин живильного субстрату, енергію росту та розмноження бактерій. Більшість бактерій за вологості середовища понад 20% розвиваються нормально. У природі мікроорганізми дуже часто піддаються дії сильного висушення (сухий ґрунт, сухе повітря). Висушування бактерій призводить до зневоднення цитоплазми клітини, майже повного припинення процесів метаболізму та переходу мікробної клітини у стан анабіозу. Бактерії навіть в умовах глибокого висушення зберігають життєздатність, наприклад, мікобактерії туберкульозу зберігають життєздатність у висохлій мокротинні хворого понад 10 місяців, суперечки бацил сибірки в сухому стані виживають до 10 років. Тому в даний час широко застосовується метод сублімації (зневоднення при низькій температурі під вакуумом, що супроводжує швидке випаровування води та заморожування) для тривалого зберігання живих вакцин проти туберкульозу, чуми, віспи, грипу, а також для утримання виробничих та музейних культур мікроорганізмів.

Температура. Прокаріоти не регулюють температуру клітини, отже, їхня життєдіяльність залежить від температури навколишнього середовища. Для них існує свій температурний діапазон, який характеризується трьома кардинальними точками: мінімальна температура, нижче за яку припиняється зростання та розвиток бактерій; оптимальна температура, що відповідає найвищій швидкості зростання мікроба; максимальна температура, вище за яку швидкість зростання бактерій знижується до нуля. На підставі температурного діапазону всі прокаріоти поділяються на 3 групи: психрофіли, мезофіли та термофіли.

Психрофіли – розвиваються за низьких температур від -5 до -20-350. Серед них - підгрупа облігатних психрофілів, не здатних рости при температурі вище 200 С - бактерії, що мешкають у воді глибоких озер, північних морів та океанів. Друга підгрупа - факультативні психрофіли - пристосовані до дії змінних температур від -50 до 20-350 С. Вони населяють зону помірного клімату з різкими температурними коливаннями зими і літа.

До мезофілів відноситься переважна маса прокаріотів, для яких температурний діапазон лежить в межах 10-470 С, при оптимальних температурах 30-400 С. У цю групу входять багато патогенних бактерій, що викликають захворювання теплокровних тварин і людини, що мають температурний оптимум близько 370 С.

Термофіли становлять велику та різноманітну групу бактерій, що ростуть у температурній межі від 10 до 55-600 С. Вони виділяються з гною, торфу, ґрунту та води гарячих джерел. Серед них є факультативні термофіли, що розвиваються як при Т-55-60, так і при Т 10-200 С. Облігатні термофіли, які не здатні до зростання при Т нижче 400 С. Існують екстремальні термофіли, температурний оптимум яких лежить вище 700 С Вони виділені з мулів і води гарячих джерел і відносяться до роду Thermomicrobium. Слід зазначити, що високі температури більш згубні для бактерій (виділення РНК із клітини, денатурація білків). Найбільш чутливі до дії високої Т психрофіли та мезофіли, найменш уразливі термофіли.

Променева енергія. Дія різного виду випромінювань на прокаріоти залежить від їхньої енергії та від дози опромінення. Інфрачервоне випромінювання (довжина хвилі від 760 нм до 400 мкм) не викликають змін у живих клітинах. Рентгенівські промені (довжина хвиль менше 10 нм) викликають фітохімічні зміни з розвитком мутацій або смертю клітин. Є стійкі тіонові бактерії, що мешкають у покладах уранових руд, а також бактерії роду Micrococcus radiodurans, що виділяються з води атомних реакторів при концентрації іонізуючого випромінювання 2-3 млн. рад. Найбільш мутагенним ефектом мають ультрафіолетові промені з довжиною хвилі 253,7 нм. Поглинання їх супроводжується утворенням димерів тиміну в молекулі ДНК, що пригнічує реплікацію ДНК і призводить до припинення поділу мікробної клітини.

Навіть видиме світло (довжини хвиль від 380 до 760 нм) сприятливо впливають тільки на розвиток спеціалізованої групи фотосинтезуючих бактерій і ціанобактерій. Всі інші прокаріоти розвиваються у темряві.

Ультразвук – високочастотні коливання звукових хвиль (понад 20 000 Гц). Ультразвук має потужну бактерицидну дію на прокаріоти, механізм якого полягає в незворотних фізико-хімічних змінах життєво важливих компонентів мікробної клітини та механічних ушкодженнях всіх клітинних структур.

Реакція середовища. Реакція середовища визначається концентрацією водневих (Н+) та гідроксильних (ОН-) іонів у водному розчині. Для кількісної характеристики реакції середовища запроваджують величину рН – водневий показник. Реакція середовища впливає на розчинність речовин поживного субстрату і надходження в клітину. Переважна більшість прокаріотів належать до нейтрофілів, для яких діапазон оптимального значення рН становить 6,5-7,5. Серед цієї групи багато бактерій здатні виявляти кислототолерантність або лугочетолерантність і розвиватися в широкому діапазоні рН від 4 до 9. До кислототолерантів відносяться бактерії, що накопичують органічні кислоти в процесі метаболізму клітини - молочнокислі, оцтовокислі пропіоновокислі бактерії та ін. , ентеробактерії.

Існують яскраво виражені ацидофіли, що розвиваються у середовищі зі значенням рН-2-3. До помірних ацидофілів належать бактерії, що мешкають у воді кислих боліт та озер, а також у кислих низькородючих ґрунтах при рН 3-4. Крайні ацидофіли – з териконів вугільних шахт та гарячих кислих джерел.

Алкалофільні бактерії, для яких оптимальним є лужне середовище при рН від 9 і вище. До них відносяться бактерії роду Bacillus та холерний вібріон, розмноження якого зростає при рН вище 9.

Кисень - найпоширеніший елемент земної кори. У вільному стані він знаходиться в атмосферному повітрі (20,9% за обсягом та 23,2% за масою); у зв'язаному вигляді входить до складу води, мінералів, гірських порід та всіх речовин, з яких побудовані організми. Більшість прокаріотів потребують О2 і звуться облігатних (суворих) аеробів. У клітинах облігатних аеробів більша частина молекулярного кисню витрачається в процесі дихання як акцептор водню, менша частина його включається в олекули різних сполук. Багато облігатних аероби здатні витримувати концентрацію О2 близько 40-50%, є бактерії, для яких О2 необхідний не більше 2%. Такі мікроорганізми отримали назву мікроаерофілів.

Другу групу прокаріотів складають організми, для життєдіяльності яких О2 не потрібен. Такі мікроорганізми називаються облігатними анаеробами. До них відносяться маслянокислі, метаноутворюючі, сульфатвідновлюючі та ін. У клітинах облігатних анаеробів окислення речовин субстрату відбувається без участі О2. Серед бактерій цієї групи є мікроорганізми, нездатні виносити навіть незначну кількість О2 у середовищі. До них відносяться баткріі роду Metanobacterium.

Багато видів маслянокислих бактерій виявляють стійкість до молекулярного кисню і звуться аеротолерантних, прикладом можуть бути бактерії роду Clostridium. Відомі мікроорганізми, здатні зростати як в аеробних, так і в анаеробних умовах і перемикати свій енергетичний метаболізм з одного способу на інший. Такі мікроорганізми отримали назву факультативних аеробів чи факультативних анаеробів. Прикладом факультативних анаеробів є денітрифікуючі та десульфофікуючі бактерії та група ентеробактерій.

Антисептики – хімічні речовини, які мають згубну дію на мікроорганізми. По дії антисептики розрізняються на бактеріостатичні (припиняє ріст та розмноження) та бактерицидні (загибель бактерій).

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Федеральна державна освітня установа вищої професійної освіти

«Московська державна академія ветеринарної медицини та біотехнології імені К.І.Скрябіна»

Вплив фізичних, хімічних та біологічних факторів

на мікроорганізми

Т.М. Грязньова

Москва - 2011

Грязнєва Т.М. Вплив фізичних, хімічних та біологічних факторів на мікроорганізми / Лекція. - М.: ФГОУ ВПО МГАВМіБ. - 2011. - 39 с.

Призначена для студентів вищих навчальних закладівза спеціальностями 111801 – «Ветеринарія», 020207 – «Біофізика», 020208 – «Біохімія», 110501 – «Ветсанекспертиза», 080402 (351100) – «Товарознавство та експертиза товарів», 0.

Рецензенти:

доктор ветеринарних наук професор Гаврилов В.А.

доктор ветеринарних наук, професор Гнєзділова Л.А.

Затверджено навчально-методичною та клінічною комісією факультету ветеринарної медицини ФГОУ ВПО МДАВМіБ (протокол № 7 від 21 березня 2011 р.).

Вплив фізичних, хімічних та біологічних факторів на мікроорганізми

Вступ

1. Фізичні чинники, що впливають мікроорганізми

2. Хімічні чинники

3. Біологічні чинники

4. Стерилізація

5. Пристосовність мікроорганізмів до несприятливих факторів довкілля

Висновок

Запитання для самоконтролю

Література

Вступ

Життя мікроорганізмів знаходиться в тісній залежності від умов навколишнього середовища, тому мікроорганізми повинні постійно пристосовуватися до неї.

Як на людину, тварин і рослини, так і на мікроорганізми істотно впливають різні чинники зовнішнього середовища. Їх можна поділити на три групи: фізичні, хімічні та біологічні.

Результати дії факторів довкілля на мікроорганізми:

1. Сприятливі.

2. Несприятливі (бактеріостатичну та бактерицидну дію).

3. Змінні властивості мікроорганізмів.

4. Індиферентні.

Антимікробні фактори навколишнього середовища використовуються при стерилізації, дезінфекції, лікуванні, дотриманні правил асептики та антисептики та ін.

мікроорганізм пробіотичний пристосованість стерилізація

1. Фізичні фактори, що впливають на мікроорганізми

З фізичних факторів найбільший вплив на мікроорганізми мають:

1. Температура.

2. Висушування (ліофільна сушка).

3. Променева енергія (НВЧ-енергія, ультрафіолетові промені, іонізуюча радіація).

4. Ультразвук.

5. Тиск (атмосферний, гідростатичний, осмотичний).

6. Електрика.

7. Кислотність середовища (рН середовища).

8. Наявність кисню.

9. Вологість і в'язкість довкілля.

Температура - один із найпотужніших факторів впливу на мікроорганізми. Вони або виживають, або гинуть, або пристосовуються та зростають.

Наслідки впливу температури на бактерії:

1. Здатність мікроорганізмів до виживання після тривалого перебування у екстремальних температурних умовах.

2. Здатність мікроорганізмів до зростання екстремальних температурних умовах.

Життєдіяльність кожного мікроорганізму обмежена певними температурними межами.

Цю температурну залежність зазвичай виражають трьома точками:

§ мінімальна (min) температура - нижче за яку розмноження припиняється;

§ оптимальна (opt) температура - найкраща температура для зростання та розвитку мікроорганізмів;

§ максимальна (max) температура - температура, коли він зростання клітин або сповільнюється, або припиняється зовсім.

Оптимальна температура зазвичай дорівнює температурі навколишнього середовища.

Усі мікроорганізми по відношенню до температури умовно можна поділити на 3 групи: психрофіли, мезофіли, термофіли.

Оптимальна температура росту та розмноження псіхрофілів

Сапрофіти

Єрсинії

Псевдомонади

Клебсієли

Лістерії та ін.

Психрофіли- це холодолюбні мікроорганізми, що ростуть за низьких температур: min t - 0°С, opt t - від 10-20°С, max t - до 35°С. До таких мікроорганізмів відносяться мешканці північних морів і водойм, а також деякі патогенні бактерії - збудники ієрсиніозу, псевдомонозу, клебсієльозу, листериозу та ін.

До дії низьких температур багато мікроорганізмів дуже стійкі. Наприклад, листерії, холерний вібріон, деякі види синьогнійної палички (Pseudomonas аtrobacter) довго можуть зберігатися у льоду, не втративши при цьому своєї життєздатності.

Деякі мікроорганізми витримують температуру до -190°С, а суперечки бактерій можуть витримувати до -250°С. Дія низьких температур припиняє гнильні та бродильні процеси, тому в побуті ми користуємося холодильниками.

При низьких температурах мікроорганізми впадають у стан анабіозу, у якому уповільнюються всі процеси життєдіяльності, які у клітині. Однак, багато психрофілів здатні швидко викликати мікробіальне псування харчових продуктів і кормів, що зберігаються при 0°С.

Оптимальна температура росту та розмноження мезпрофілів

Мєзофіли- це найбільша група бактерій, до якої входять сапрофіти і майже всі патогенні мікроорганізми, так як opt температура для них 37°С (температура тіла), min t - 10°С, max t - 50°C.

Термофіли- теплолюбні бактерії, що розвиваються при температурі вище 55°С, min t для них - 40°С, max t - до 100°С. Ці мікроорганізми живуть переважно у гарячих джерелах. Серед термофілів зустрічається багато спорових форм (В.stearothermo-philus. В.aerothermophilus) та анаеробів.

Оптимальна температура росту та розмноження термофілов

Сапрофіти . Санітарно-показові мікроорганізми

У ущільненому гною термофіли бурхливо розвиваються, що супроводжується виділенням енергії, причому температура гною може досягати 95-98°С.

Температурні діапазони загибелі мікроорганізмів

Уегетативні форми Спори

Суперечки бактерій набагато стійкіші до високих температур, ніж вегетативні форми бактерій. Наприклад, суперечки бацил сибірки витримують кип'ятіння протягом 2 годин.

Усі мікроорганізми, включаючи спорові, гинуть при температурі 165-170°С протягом 1 години.

Дія високих температур на мікроорганізми покладено основою стерилізації.

Висушування. Для нормальної життєдіяльності мікроорганізмів потрібна вода. Висушування призводить до зневоднення цитоплазми та порушується цілісність цитоплазматичної мембрани, що веде до загибелі клітини.

Деякі мікроорганізми (багато видів коків) під впливом висушування гинуть вже за кілька хвилин.

Більш стійкими до висушування є збудники туберкульозу, які можуть зберігати свою життєздатність до 9 місяців, а також капсульні форми бактерій.

Особливо стійкими до висушування є суперечки. Наприклад, суперечки збудника сибірки можуть зберігатися в грунті більше 100 років.

Для зберігання мікроорганізмів у музеях мікробних культур та виготовлення сухих вакцинних препаратів із бактерій застосовується метод ліофільної сушки.

Сутність методу полягає в тому, що в апаратах для ліофільної сушіння - ліофілізатор мікроорганізми спочатку заморожують, а потім висушують при позитивній температурі в умовах вакууму. При цьому цитоплазма бактерій замерзає і перетворюється на лід, а потім цей лід випаровується і клітина залишається жива (перехід води із замороженого стану на газоподібний, минаючи рідку фазу - сублімація).

Заморожені бактерії (Iетап ліофільного висушуванняівання)

Утворення позаклітинного (а) та внутрішньоклітинного (б) льоду при ліофільному висушенніані бактерій

Ліофільно висушені диплококи

При правильному ліофільному висушуванні мікробні клітини переходять у стан анабіозу та зберігають свої біологічні властивості протягом кількох років.

Ліфільно висушені жива (а) та загибла (б) бактерії

Якщо режим ліофільного висушування не дотримувався (а для різних видівбактерій він різний), то клітинна стінка у бактерій розривається і вони гинуть.

Променева енергія. Існують різні форми променистої енергії, що характеризуються різними властивостями, силою та характером впливу на мікроорганізми.

У природі бактеріальні клітини постійно зазнають впливу сонячної радіації.

Прямі сонячні промені згубно діють мікроорганізми. Це стосується ультрафіолетового спектру сонячного світла (УФ-промені).

Внаслідок властивої УФ-променів високої хімічної та біологічної активності, вони викликають у мікроорганізмів інактивацію ферментів, коагуляцію білків, руйнують ДНК, внаслідок чого настає загибель клітини. При цьому знезаражується тільки поверхня опромінених об'єктів через низьку проникаючу здатність цих променів.

Патогенні бактерії більш чутливі до дії УФ-променів, ніж сапрофіти, тому в бактеріологічній лабораторії мікроорганізми вирощують та зберігають у темряві.

Досвід Бухнера показує, наскільки УФ-промені згубно діють на бактерії: чашку Петрі із щільним середовищем засівають суцільним газоном. Частину посіву накривають папером і ставлять чашку Петрі на сонці, а потім через деякий час (15-30 хв) її ставлять у термостат.

Проростають лише ті мікроорганізми, які були під папером. Тому значення сонячного світла для знезараження навколишнього середовища дуже велике.

Бактерицидну дію УФ-променів використовують для стерилізації закритих приміщень: операційних, мікробіологічних боксів, навчальних аудиторій кафедри мікробіології. Для цього застосовують бактерицидні лампи ультрафіолетового випромінювання із довжиною хвилі 200-400 нм.

На мікроорганізми впливають інші види променистої енергії - це рентгенівське випромінювання,б-, в-іг-промені, які мають згубну дію на мікроорганізми лише у великих дозах. Ці промені руйнують ДНК клітини. В останні роки радіаційним методом стерилізують вироби для одноразового використання – шприци, шовний матеріал, чашки Петрі.

Малі дози випромінювань, навпаки, можуть стимулювати зростання мікроорганізмів та викликати у них мутації.

НВЧ-енергія. Викликаючи нагрівання середовища, НВЧ-енергія згубно діє на мікроорганізми, при цьому відбувається пошкодження клітини.

НВЧ-енергія впливає на генетичні ознаки мікроорганізмів, зміну інтенсивності поділу клітини, активність деяких ферментів, гемолітичні властивості.

Іонізуюча радіація. Характерною особливістюцих випромінювань є їхня здатність викликати процес іонізації.

Ультразвук. Несячи з собою великий запас енергії, ультразвукові хвилі викликають низку фізичних, хімічних та біологічних явищ. За допомогою ультразвукових (УЗ) хвиль можна викликати інактивацію ферментів, вітамінів, токсинів, зруйнувати різноманітні матеріали та речовини, багатоклітинні та одноклітинні організми.

Ультразвукові хвилі при частоті коливання 1-1,3 мГц протягом 10 хв справляє бактерицидний ефект на клітини мікроорганізмів. Ультразвук сприяє розриву клітинних стінок та мембран, пошкодженню флагеліну у рухомих форм мікроорганізмів. Вплив ультразвуку заснований на механічному руйнуванні мікроорганізмів внаслідок виникнення високого тиску всередині клітини, розрідження та спінювання цитоплазми або на появі гідроксильних радикалів та атомарного кисню у водному середовищі цитоплазми.

Ультразвук використовують для руйнування мікроорганізмів з метою отримання розчинних антигенів під час виробництва субодиничних вакцин та стерилізації продуктів: молока, фруктових соків.

Ультразвуковий дезінтегратор

Прилади, що використовуються для цих цілей, що випускають ультразвук, називають ультразвуковими дезінтеграторами (УЗД).

Високий тиск. До високого атмосферного чи гідростатичного тиску бактерії, а особливо суперечки, дуже стійкі (барофільні мікроорганізми). У природі зустрічаються бактерії, що живуть у морях та океанах на глибині 1000-10000 м під тиском від 100 до 900 атм. Ці бактерії є сапрофітними та належать до археїв.

Бактерії переносять тиск 1000-3000 атм, а суперечки бактерій – до 20000 атм. При такому високому тиску знижується активність бактеріальних ферментів та токсинів.

Поєднана дія підвищених температур та підвищеного тиску використовується у парових стерилізаторах (автоклавах) для стерилізації парою під тиском.

Важливим фактором є внутрішньоклітинний осмотичний тиску різних мікроорганізмів.

Вплив осмотичного тиску на мікробну клітину:

1. Плазмоліз (втрата води та загибель клітини) відбувається з мікроорганізмами, якщо їх поміщають у середу з вищим осмотичним тиском.

2. Плазмоптиз (надходження води в клітину та розрив клітинної стінки) – відбувається з мікроорганізмами при переміщенні їх у середу з низьким осмотичним тиском.

Плазмоліз

Плазмоптиз

Осмотичний тиск у клітині регулює цитоплазматична мембрана. При високому осмотичному тиску довкілля відбувається плазмоліз. Плазмоліз явище оборотне, і якщо знизити осмотичний тиск навколишнього мікроорганізми розчину, вода надходить усередину клітини і виникає протилежне явище плазмолізу - плазмоптиз.

Мікроорганізми, що пристосувалися до розвитку серед з високим осмотичним тиском, називаються осмофільними.

Мікроорганізми, що розвиваються в середовищі з високою концентрацією солей, звуться галофілів(Солелюбних).

Згубна дія високих концентрацій солі та цукру широко використовується для консервування харчових продуктів.

Дія електрики на мікроорганізми: струми низької та високої частоти призводять до коливань молекул усіх елементів мікробної клітини та рівномірного нагрівання всієї її маси.

p align="justify"> Важливою умовою нормальної життєдіяльності мікроорганізмів є підтримання постійного значення внутрішньоклітинного рН - концентрація водневих іонів.

Для ацидофілів оптимальна для життя рН -6,0-7,0; для алкалофілів – 9,0-10,0; для нейтралофілів – 7,5.

Значення рН істотно впливає на синтез того чи іншого метаболіту.

У ряді випадків оптимум для зростання культури та освіти продукту неоднаковий. Зі збільшенням температури культивування діапозон переносимих значень рН звужується.

В'язкість середовища визначає дифузію поживних речовин обсягу середовища до поверхні клітини.

2. Хімічні чинники

Відомо, що зміна складу та концентрації поживних елементів живильного середовища може загальмувати, припинити чи стимулювати процеси росту та розмноження бактеріальної популяції. Отже, хімічні факториздатні проводити життєдіяльність мікроорганізмів.

Ступінь впливу хімічного агента на мікроорганізм може бути різним. Вона залежить від хімічної сполуки, її концентрації, тривалості впливу, а також від індивідуальних властивостей мікроорганізму.

Бактеріостатична діяреєструється в тому випадку, якщо хімічна речовина пригнічує розмноження бактерій, а після видалення його процес розмноження відновлюється.

Бактерицидна діявикликає необоротну загибель мікроорганізмів.

Деякі хімічні речовини байдужі для бактерій, інші можуть стимулювати процеси їх розвитку або бути харчуванням для бактерій. Наприклад, сіль NaCl у малих кількостях додають у живильні середовища.

Хімічні речовини, здатні надавати бактерицидну дію на різні групи мікроорганізмів, використовують для дезінфедоції.

Дезінфекція(Знищення інфекції, знезараження об'єктів довкілля) - це комплекс заходів, спрямований на знищення збудників інфекційних хвороб у навколишньому середовищі.

Іншими словами, дезінфекція- це знищення патогенних мікроорганізмів у зовнішньому середовищі за допомогою хімічних речовин, які мають антимікробну дію.

До хімічних речовин, що діють на мікроорганізми, належать:

1. Окислювачі.

2. Поверхнево-активні речовини.

3. Галогени.

4. Солі важких металів.

5. Кислоти.

6. Луги.

7. Спирти.

8. Феноли, крезоли та їх похідні.

9. Альдегіди (формальдегід, формалін).

10. Барвники.

за механізму протимікробної діївсі хімічні речовини поділяються на 5 класів:

1. Денатуруючі білки – коагулюють та згортають білки.

2. Омиляючі білки - призводять до набухання та розчинення білків.

3. Окислюючі білки – ушкоджують сульфгідрильні групи активних білків.

4. Реагують з фосфатнокислими групами нуклеїнових кислот.

5. Поверхнево активні речовини – викликають ушкодження клітинної стінки.

Денатуруючі речовини:

фенол, крезол та їх похідні – бактерицидна дія пов'язана з пошкодженням клітинної стінки та денатурацією білків цитоплазми;

формальдегід – бактерицидна дія обумовлена ​​дегідратацією поверхневих шарів та денатурацією білка;

спирти – бактерицидна дія обумовлена ​​здатністю віднімати воду та згортати білки;

солі важких металів (сулема, мертіолат, солі ртуті, срібла, цинку, свинцю, міді) - позитивно заряджені іони металів адсорбуються на негативно зарядженій поверхні бактерій і змінюють проникність їх цитоплазматичної мембрани, при цьому змінюється структура дихальних ферментів мітохондріях.

Омилюючібілки - луги, гашене вапно.

Окислюючі білки (хлор, бром, йодовмісні, перекис водню, перманганат калію) – виділяють активний атомарний кисень, викликаючи ланцюгову реакцію вільнорадикального перекисного окислення ліпідів, що веде до деструкції мембран та білків мікроорганізмів.

Пповерхнево-активніеречовина(жирні кислоти, мила, миючі засоби, детергенти) – змінюють енергетичне співвідношення поверхні мікробної клітини (заряд з негативного змінюється на позитивний), що порушує проникність та осмотичну рівновагу.

Галогены(хлоровмісні: хлорне вапно, хлорамін Б, дихлор-1, сульфохлорантин, хлорцин та ін.; йодовмісні: спиртовий розчин йоду, йодинол, йодоформ, розчин Люголя та ін.) - руйнують ферментативні структури бактеріальної клітини, пригнічують гідролітичну та дегідроген інактивують такі ферменти, як амілази та протеази, денатурують білки цитоплазми, а також виділяють атомарний кисень, що надає окисну дію на мікроорганізми.

Барвники(діамантовий зелений, риванол, трипофлавін, метиленова синь) - мають спорідненість до фосфорно-кислих груп нуклеїнових кислот і порушують процес поділу бактерій. Багато барвників використовують у складі антисептиків.

Бактерицидний ефект кислот (саліцилова, борна) та лугів(їдкий натр) на мікроорганізми обумовлюється:

дегідратацією мікроорганізмів;

зміною рН середовища;

гідроліз колоїдних систем;

утворенням кислотних та лужних альбумінатів.

Нове покоління дезінфікуючих засобів - четвертинні амонійні сполуки (ГОД) та їх солі.

Одним із найбільш ефективних дезінфікуючих засобів на сьогоднішній день є Велтолен - рідкий концентрат на основі унікальної вітчизняної, запатентованої субстанції «Велтон» (клатрат ЧАС з карбамідом).

Велтолен має бактерицидну, фунгіцидну, споруліцидну та віруліцидну дію в невисоких концентраціях, нешкідливий для тварин та людини, екологічно безпечний.

Хутроанизми протимікробної дії Велтолена

Антимікробна дія 0,5%-ного розчину Велтолена на збудника сибірки B.аnthracis при експозиції 5 хв. викликає вакуолізацію цитоплазми бактерій та відшарування клітинної стінки.

B.аnthracisпри експозиції 5 хв.

Антимікробна дія 0,5% розчину Велтолена на збудника сибірської при експозиції 15 хв. викликає відшарування клітинної стінки, її розрив та вакуолізацію цитоплазми.

Антимікробна дія 0,5% розчину Велтолена наB.аnthracisпри експозиції 15 хв.

Антимікробна дія 0,5% розчину Велтолена на збудника сибірської при експозиції 60 хв. викликає руйнування більшої частини бактеріальних клітин із втратою клітинної стінки та виходу назовні клітинного детриту. Частина суперечка під впливом Велтолена формує мієлінові фігури.

Антимікробна дія 0,5% розчину Велтолена наB.аnthracisпри експозиції 60 хв.

Активність різних дезінфікуючих речовин не однакова і залежить від часу експозиції, концентрації, температури розчинів, що дезінфікують, і навколишнього середовища.

Дезінфекція за допомогою хімічних речовин як складова входить до сукупності заходів, спрямованих на знищення мікроорганізмів не тільки в навколишньому середовищі, а й у макроорганізмі, наприклад, у рані і є основою асептики та антисептики.

Асептика- це комплекс профілактичних заходів, спрямованих на запобігання потраплянню мікроорганізмів у рану або організм людини та тварини.

Антисептика- Це комплекс заходів, спрямованих на знищення мікроорганізмів у рані або в організмі в цілому, на попередження та ліквідацію запального процесу.

Антисептики- це протимікробні речовини, що використовуються для знезараження біологічних поверхонь.

До антисептичних хімічних речовин відносяться барвники (метиленовий синій, діамантовий зелений) - мають денатуруючий і літичний ефект, і похідні 8-окси-хіноліну (хінозол, нітроксалін, хінолон) і нітрофурану (фурацилін, фуразолідон), які порушують біосин клітини.

3. Біологічні чинники

До біологічним факторам, Що негативно впливає на мікроорганізми, можна віднести:

§ мікроорганізми-антагоністи;

§ антибіотики;

§ пробіотики;

§ бактеріофаги;

§ захисні фактори організму (клітинні та гуморальні).

У зовнішньому середовищі та в організмі людини та тварин мешкає величезна кількість різних видів мікроорганізмів, які по-різному взаємодіють між собою.

Основні віди взаємовідносинмікроорганізмов:

1. Антагонізм.

2. Метабіоз.

3. Комменсалізм.

4. Мутуалізм.

5. Сателізм.

6. Синергізм.

7. Хижацтво.

8. Нейтралізм.

Конкуренція- один мікробний вид має більшу пристосовність до умов середовища і при інтенсивному розмноженні викликає виснаження живильного середовища, тим самим перешкоджає зростанню інших мікроорганізмів (конкуренція за джерело живлення).

Антибіоз- Здатність одного виду мікроорганізму виділяти токсичні речовини, що пригнічують життєдіяльність інших видів (антибіотики).

Під впливом бактерій-антагоністів:

§ мікроорганізми перестають зростати і розмножуватися;

§ клітини мікроорганізмів лізуються (розчиняються);

§ гальмуються чи зупиняються біохімічні процеси всередині клітин, наприклад дихання, синтез амінокислот.

Найбільш різко антагонізм проявляється у актиноміцетів, бактерій та грибів: кишкова паличка пригнічує збудника сибірки, синьогнійна паличка активно пригнічує збудника чуми, актиноміцети пригнічують ріст дріжджових клітин.

Найчастіше антагоністи діють на конкурентів продуктами обміну речовин, зокрема антибіотиками, або витісняють їх унаслідок інтенсивнішого розмноження чи переважного споживання їжі.

Метабіоз- один із мікроорганізмів використовує продукт життєдіяльності іншого та створює умови для його розвитку.

Наприклад, ґрунтові бактерії амоніфікатори ферментують поживний субстрат з утворенням аміаку, який засвоюють нітрифікатори, внаслідок чого бурхливо розмножуються.

Коменсалізм- співіснування двох різних мікроорганізмів, корисне одному з них (комменсала) і байдуже іншому (господаря).

Наприклад, сінна паличка, потрапивши в травний тракт тварини, виробляє корисні для життєдіяльності лактобактерій речовини, тоді як лактобактерії не чинять на сінну паличку жодної дії.

Серед епіфітної та нормальної мікрофлори організму людини та тварин комменсалізм широко поширений.

Провести суворе різницю між комменсалізмом і симбіозом часом нелегко, т.к. ці взаємини мікроорганізмів дуже подібні.

Мутуалізм- взаємодія між двома видами мікроорганізмів, що приносять взаємну користь, тобто в популяції кожного з цих видів бактерії ростуть, виживають та розмножуються з більшим успіхом, ніж у присутності інших видів мікроорганізмів.

Таке співжиття створює сприятливі умови для обох партнерів (взаємовигідний симбіоз-мутуалізм).

Переваги мутуалізму можуть бути різні. Найчастіше вони полягають у тому, що принаймні один із партнерів використовує іншого як харчовий ресурс, тоді як інший отримує захист від бактерій-антагоністів або сприятливі для зростання та розмноження умови.

Сателізм- стимуляція зростання та розмноження одного мікроорганізму продуктами життєдіяльності іншого.

Синергізм- посилення фізіологічних функцій та властивостей при спільному вирощуванні.

Хижацтво- Напад одного виду бактерії на інший з метою використання іншого виду в якості їжі.

Життєвий цикл бделловібріонів - хижих бактерій

Bdellovibriobacteriovorusпроникає до сальмонели

Нейтралізм- мікроорганізми не мають жодного впливу.

Найбільший інтерес для науки і практики представляють різні біологічно активні речовини, що утворюються в процесі життєдіяльності мікроорганізмів, і одними з них є антибіотики.

Антибіотики - продукти метаболізму живих організмів або їх аналоги, які отримують синтетичним шляхом, здатні вибірково пригнічувати зростання мікроорганізмів.

Термін "антибіотик" було запропоновано В. Вюїменом в 1889 р., щоб позначити діючий агент процесу "антибіозу", тобто. опору, що чиниться одним живим організмом іншому.

У 1929 році А. Флемінг був відкритий пеніцилін, який в 1940 році вдалося виділити в кристалічному вигляді.

Класифікація антибіотиків

«Феномен перлинного намисто» біля возбудителя сибірки при вирощуванні його на живильному середовищі з пеніцилліном

В результаті дії на B.аnthracis пені-циліну, у збудника руйнується клітинна стінка, утворюються кулясті протопласти, з'єднані між собою у вигляді нитки намиста.

Пеніцилін здатний спричинити руйнування клітинної стінки у багатьох видів бактерій. Донедавна до нього були особливо чутливі стафілококи та стрептококи.

У більшості грамнегативних бактерій до пеніциліну виробилася стійкість, пов'язана з їхньою здатністю синтезувати фермент пеніциліназ, що руйнує пеніцилін.

Вплив пеніциліну на кишкову паличку(Не повне руйнування клітинної стінки з наступним її узстановленням)

Зониінгібуваннязростання бактерій антибіотиками(метод стандартних паперових дисків)

Поряд з антибіотиками на мікроорганізми негативно впливають бактерії-антагоністи, на основі яких створені біопрепарати, які називаються пробіотиками.

Пробіотики - це біопрепарати, які містять живі, антагоністично активні щодо патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів «корисні» бактерії (лактобацили, біфідобактерії та ін.), що застосовуються для профілактики та лікування інфекційних (в основному, шлунково-кишкових) хвороб людини .

Пробіотики широко використовуються в медицині та ветеринарії для профілактики дисбактеріозу, відновлення кишкового біоценозу при стресах та антибіотикотерапії.

Ефективність застосування різних пробіотиків залежить від видового складу мікроорганізмів, що входять до них.

Можливі механізми дії пробіотиків:

1. Придушення живих патогенних та умовно-патогенних мідороорганізмів.

а) продукція антибактеріальних речовин – бактеріоцинів;

б) конкуренція за джерела живлення;

в) конкуренція за рецептори адгезії.

2. Вплив на мікробний антагонізм.

а) зменшення ферментативної активності;

б) збільшення ферментативної активності.

3. Стимуляція таммунітету.

а) збільшення рівня антитіл;

б) збільшення активності макрофагів.

Пробіотичні препарати, що випускаються у країнах-членів ЄС та види мікроорг, що використовуються в них.анізмів

Крім перелічених видів бактерій, у ряді країн у складі пробіотиків для тварин використовують Saccaharomyces cerevisiae, Candida pintolopesii, Aspergillus niger та Aspergillus orysae.

До молочнокислих бактерій, що широко використовуються для виробництва пробіотиків, відносяться молочнокислі стрептококи (S.lactis і S.cremoris) і лактобактерії (L.acidophilum, L.casei, L.plantarum, L.bulgaricum).

Метаболіти молочнокислих бактерій та їх регулюваннярні функції

У Росії чисті культури молочнокислих бактерій почали застосовувати з 1890 року. Великий внесок у розробку способів приготування чистих культур, збереження їх у сухому вигляді та використання у виробництві кисломолочних продуктів зробили С.А. Северин та І.І. Мечніков.

Бактеріофаги - це віруси, що мають здатність проникати в бактеріальні клітини, репродуктуватися в них і викликати їх лізис.

Бактеріофаги широко поширені у природі - у воді, ґрунті, стічних водах, у кишечнику тварин, людини, птахів, у ракових пухлинах рослин, молоці, овочах.

Джерелом бактеріофагів патогенних мікроорганізмів є хворі люди та тварини та бактеріоносії. Бактеріофаги виділяються зі вмістом кишечника, сечею, його виявляли в мокротинні, слині, гное, носовому секреті. Особливо велика кількість бактеріофагів виділяється у період одужання.

За своєю будовою бактеріофаги поділяються на 5 груп.

Схематичне зображення представників разособистих груп бактеріофагів

1. Ниткоподібні бактеріофаги є довгими гнучкими паличками довжиною 700-850 нм., і складаються з трубкоподібного капсиду, побудованого за спіральним типом симетрії з окремих білкових капсомерів, в якому укладена однониткова ДНК.

2. Дрібні сферичні бактеріофаги, що мають форму ікосаедра, без диференційованого відростка або його аналогів на вершинах ікосаедра. Фаги цієї групи можуть містити однониткову ДНК або РНК. На бактеріальних газонах такі фаги утворюють великі (8-10 мм) негативні колонії.

3. Бактеріофаги, що мають чітко виражений хвостовий відросток невеликого розміру. У головці такого фага знаходиться базальна платівка.

4. Бактеріофаги булавоподібної форми з довгим відростком, що не скорочується. Це найбільш поширені фаги, що вражають різні види кишкової палички, збудника пики свиней та сибірки. Розміри головок таких фагів варіюють від 50 до 100 нм і є подовжені багатогранники, що містять двониткову ДНК.

5. ДНК, що містять фаги булавоподібної форми, мають потужний відросток складної будови. Він складається із зовнішнього чохла, що скорочується, внутрішнього жорсткого порожнистого стрижня і добре вираженої базальної пластинки, яка має різну кількість виростів, шипів і ниток. При скороченні чохол коротшає, оголюючи кінець внутрішнього стрижня, який здатний проникати через бактеріальну стінку.

Морфологія бактіофагів

Бактерііз адсорбованими наїхповерхні фагамі

Фаги більш стійкі у зовнішньому середовищі, ніж бактерії. Витримують тиск до 6000 атм., стійкі до дії радіації, до 13 років не втрачають своїх літичних властивостей, перебуваючи у запаяних ампулах.

Деякі речовини, наприклад, хлороформ і ферментативні отрути (ціанід, флорид) не впливають на фаги, але викликають загибель бактерій.

Однак фаги швидко гинуть при кип'ятінні, дії кислот, УФ-променів.

Зруйнована фагами бактерія(вихід бактеріофагів з бактеріальної клітини методом дор.ыва)

Фаги, що лізують мікроорганізми близьких видів, називаються полівалентними.

За механізмом взаємодії з клітинами фаги поділяються на вірулентні та помірні.

Феномен бактеріофагії, що викликається вірулентними фагами, проходить у 5 фаз:

1) адсорбція – за допомогою ниток хвостового відростка;

2) проникнення у клітину;

3) репродукція білка та нуклеїнової кислоти всередині клітини;

4) складання та формування зрілих фагів;

5) лізис клітини, вихід фага із клітини.

Помірні фаги не лізують усі клітини, а з деякими вступають у симбіоз. Клітина виживає. Помірний фаг перетворюється на профаг, який не має літичної дії.

Лізогенізація бактерій супроводжується зміною їх морфологічних, культуральних, ферментативних, антигенних та біологічних властивостей.

Клітинні фактори імунітету - це макрофаги та фагоцити, які знищують збудників, які потрапили в організм людини чи тварин.

Захоплення макрофагом бактерій

Комплекс «антиген-антитіло»(в центрібактерія, оточена антитілами)

Гуморальні фактори імунітету - антитіла (білки, що синтезуються В-лімфоцитами), які специфічно зв'язуються з мікроорганізмами, утворюючи комплекс «антиген-антитіло», що призводить до загибелі мікроорганізму.

4. Стерилізація

У мікробіології лабораторний посуд, живильні середовища, розчини, деякі види обладнання та прилади мають бути стерильними.

Стерильність - поняття абсолютне, воно означає повну відсутність мікроорганізмів як на поверхні, так і всередині стерильного об'єкта.

Стерилізація (забезпечення) – це повне знищення вегетативних форм мікроорганізмів та їх суперечка у різних матеріалах.

Існують фізичні, хімічні та механічні способи стерилізації.

Фізичні методи стерилізаціїз використанням високої температури:

1. Фломбування.

2. Стерилізація сухим жаром.

3. Кип'ятіння.

4. Стерилізація текучою парою.

5. Тиндалізація.

6. Автоклавування.

7. УФ-промені.

8. Рентгенівське випромінювання.

До найбільш поширених способів фізичної стерилізації відносяться автоклавування та сухожарова стерилізація.

Автоклавування- це стерилізація парою під тиском, яка проводиться у спеціальних апаратах – автоклавах. Автоклав являє собою металевий циліндр із міцними стінками, що складається з двох камер: пароутворюючої та стерилізуючої. В автоклаві створюється підвищений тиск, що призводить до підвищення температури кипіння води. Пором під тиском стерилізують живильні середовища, патологічний матеріал, інструментарій, білизну тощо.

Найбільш поширений режим роботи автоклаву – 2 атм. (120 ° С), протягом 15-20 хв. Початком стерилізації вважають момент закипання води.

До роботи з автоклавом допускаються підготовлені спеціалісти, які виконують правила техніки безпеки.

Сухожарова стерилізація- проводиться в печах Пастера (сухожарова шафа). Це шафа з подвійними стінками, виготовлена ​​з металу і азбесту, що нагрівається за допомогою електрики і має термометр. Сухим жаром стерилізують в основному лабораторний посуд. Знезараження матеріалу в ньому відбувається при 160 ° С протягом 1 години.

У бактеріологічних лабораторіях використовується такий вид стерилізації, як прожарювання над вогнем(Фломбування). Цей спосіб застосовують для знезараження бактеріологічних петель, шпателів, піпеток. Для прожарювання над вогнем використовують спирти або газові пальники.

До фізичних способів стерилізації відносяться також УФ-променіі рентгенівське випромінювання. Таку стерилізацію проводять у тих випадках, коли стерилізовані предмети не витримують високої температури.

Тиндалізація(Двоступінчаста стерилізація) використовується для знезараження матеріалу, обсімененного спорами бактерій. При цьому використовується два режими нагрівання матеріалу - перший режим є оптимальним для проростання спор та переходу спорової форми бактерій у вегетативну, а другий режим спрямований на знищення вегетативних клітин мікроорганізмів.

Механічна стерилізація (фільтруюча стерилізація) - проводиться за допомогою фільтрів (керамічних, скляних, азбестових) та особливо мембранних ультрафільтрів з колоїдних розчинів нітроцелюлози.

Класифікація мембранних методів стерилізаціїзалежно від розмірів частинок, що фільтруються, і розмірів пор у мембранах

Стерилізація, що фільтрує, дозволяє звільняти рідини (біопрепарати, сироватку крові, ліки) від бактерій, грибів, найпростіших і вірусів, залежно від розмірів пор у фільтрі.

Для прискорення фільтрації створюють підвищений тиск у ємності з рідиною, що фільтрується, або знижений тиск у ємності з фільтратом.

У мікробіологічній практиці часто використовують азбестові фільтри Зейтца, Шамберлана. Такі фільтри розраховані одноразове застосування.

Хімічна стерилізація – цей вид стерилізації застосовується обмежено. Найчастіше використовують хімічні речовини для попередження бактеріального забруднення поживних середовищ та імунобіологічних препаратів.

При хімічній стерилізації можливе використання двох токсичних газів: окису етилену та формальдегіду. Ці речовини у присутності води можуть інактивувати ферменти, ДНК та РНК бактерій, що призводить бактеріальні клітини до загибелі.

Стерилізація газами здійснюється у присутності пари при 50-80 ° С у спеціальних камерах. Цей вид стерилізації небезпечний для оточуючих, проте є об'єкти, які можуть бути пошкоджені при нагріванні і тому їх можна стерилізувати тільки газом. Наприклад, деякі прилади.

Для проведення стерилізації тих чи інших об'єктів необхідно суворо дотримуватись встановленого режиму стерилізації (наприклад, для живильних середовищ він вказаний у рецепті приготування).

Під час проведення стерилізації в автоклаві необхідно здійснювати контроль стерилізації.

Існує 3 види контролю:

1. Хімічний - в автоклав при кожному завантаженні кладуть бензойну кислоту, сечовину, запаяні в ампули, або індикатори стерилізації ТВІ - 120 ° С - 1 атм.; ТВІ - 132 ° С - 2 атм.

При досягненні заданого режиму стерилізації зазначені речовини змінюють колір, а термочасові індикатори темніють.

2. Термічний - 2 рази на місяць максимальним термометром під час стерилізації проводять замір температури в контрольних точках, яка повинна досягти заданих параметрів.

3. Біологічний - проводиться двічі на рік. У контрольних точках поміщають пробірки зі спорової культурою Bacillus stearothermophilies, що гине при 120°С протягом 15 хв. Після стерилізації пробірки поміщають термостат при t - 55°С на 48 годин. При досягненні заданого режиму зростання тест-культури відсутнє: фіолетовий колір середовища у пробірках не змінюється.

Для збереження стерильності предмети, що стерилізуються, повинні мати упаковку, що не допускає мікробного забруднення.

5 . Пристосовність мікроорганізмівдо несприятливих факторів навколишнього середовищаеди

Пристосовністю мікроорганізмів до несприятливих чинників довкілля є мінливість - набуття мікроорганізмами ознак, що дозволяють їм вижити і відрізняють їх від попередніх поколінь.

За діапазоном мінливість мікроорганізмів поділяється:

внутрішньовидова;

Видоутворююча.

Внутрішньовидова мінливістьмікроорганізмів зустрічається найчастіше. При цьому, основні видові ознаки бактерій зберігаються (наприклад, придбання бактеріями стійкості до антибіотиків).

Подібні документи

Характер та оцінка впливу різноманітних факторів зовнішнього середовища на мікроорганізми: фізичних, хімічних та мікробіологічних. Значення мікроорганізмів у сироробстві, розвиток відповідних процесів під час виробництва кінцевого продукту, етапи дозрівання.

реферат, доданий 22.06.2014


Вплив чинників середовища в розвитку мікроорганізмів. Аеробні вільноживучі азотофіксуючі мікроорганізми, їх біологічні особливості. Азотобактерин (ризофіл), одержання, застосування, дія на рослину. Біопрепарати, що використовуються у рослинництві.

контрольна робота , доданий 24.11.2015


Пріоритетні забруднювачі довкілля та його впливом геть грунтову біоту. Вплив пестицидів на мікроорганізми. Біоіндикація: поняття, методи та особливості. Визначення вологості ґрунту. Врахування мікроорганізмів на різних середовищах. Середовище Ешбі та Гетчинсона.

курсова робота , доданий 12.11.2014


Характеристика основних показників мікрофлори ґрунту, води, повітря, тіла людини та рослинної сировини. Роль мікроорганізмів у кругообігу речовин у природі. Вплив факторів довкілля на мікроорганізми. Цілі та завдання санітарної мікробіології.

реферат, доданий 12.06.2011


Характеристика фізичних чинників, що впливають розвиток мікробів: температура, вологість, випромінювання, ультразвук, тиск, фільтрування. Типологія та механізм дії протимікробних хімічних речовин. Препарати, що містять бактерії та бактеріофаги.

реферат, доданий 29.09.2009


Вплив фізичних факторів на регулювання інтенсивності метаболічних реакцій у мікробах. Хімічні речовини, що мають протимікробну дію та руйнують структурні елементи мікробів. Оптимальне місце існування для більшості бактерій.

презентація , доданий 29.05.2015


Основні методи введення рекомбінантних ДНК у клітини. Генетично модифіковані мікроорганізми та їх використання. Отримання трансгенних рослин, стійких до несприятливих чинників довкілля. Створення та застосування трансгенних тварин.

методичка, доданий 13.09.2012


Санітарно-показові мікроорганізми для ґрунту. Вимоги до водопровідної води. Мікрофлора ротової порожнини дорослого. Санітарно-гігієнічний стан повітря. Мікроорганізми промежини. Хімічні чинники, які діють бактерії.

тест, доданий 17.03.2017


Фенотипові властивості мікроорганізмів. Етапи та механізми формування біоплівок та розпаду на поверхні розділу твердої та рідкої фази, їх регуляція. Швидкість утворення біоплівок. Біологічна дія ультрафіолетового випромінювання на мікроорганізми

курсова робота , доданий 07.09.2012


Джерела харчових отруєнь: бактеріальні (патогенні мікроорганізми) та небактеріальні (токсичні хімічні сполуки, отруйні рослини, гриби). Попадання патогенних мікробів у їжу. Особливості розмноження бактерій. Цикл розвитку сінної палички.

Введение……………………………………………………………..………….….2

1) Вплив фізичних чинників на мікроорганізми…………………..………3

1.1 Випромінювання………………………………………..………………………3

1.2Ультразвук…………………………………….....………………………4

2) Іонізуючі випромінювання…………………………..…….…………………….5

2.1 Практичне використання іонізуючих випромінювань……….......7

3)Висновок………………………………………………………...……..………8

Список литературы………………….………………………………..………….9

Вступ

Всі існуючі мікроорганізми живуть у безперервній взаємодії із зовнішнім середовищем, в якому вони знаходяться, тому піддаються різноманітним впливам. В одних випадках вони можуть сприяти кращому розвитку, в інших придушувати їхню життєдіяльність. Необхідно пам'ятати, що мінливість та швидка зміна поколінь дозволяє пристосовуватися до різним умовамжиття. Тому швидко закріплюються нові ознаки.

Перебуваючи у процесі розвитку у тісній взаємодії із середовищем, мікроорганізми як можуть змінюватися під її впливом, але можуть змінювати середовище відповідно до особливостями. Так мікроби у процесі дихання виділяють продукти обміну, які у свою чергу змінюють хімічний складсередовища, тому змінюється реакція середовища проживання і зміст різних хімічних речовин.

Усі чинники, що впливають розвиток мікробів, ділять на:

· Фізичні

· Хімічні

· Біологічні

Нижче докладніше розглянемо кожен із чинників.

Температура по відношенню до температурних умов мікроорганізми поділяють на термофільні, психрофільні та мезофільні.

· Термофільні види . Зона оптимального зростання дорівнює 50-60 ° С, верхня зона затримки зростання - 75 ° С. Термофіли живуть у гарячих джерелах, беруть участь у процесах самонагрівання гною, зерна, сіна.

· Психофільні види (холодолюбні) ростуть у діапазоні температур 0-10°С, максимальна зона затримки зростання 20-30°С. До них відносить більшість сапрофітів, що мешкають у ґрунті, прісній та морській воді. Але є деякі види, наприклад, ієрсинії, психрофільні варіанти клебсієл, псевдомонад, що викликають захворювання у людини.

· Мезофільні види краще ростуть у межах 20-40 ° С; максимальна 43-45 ° С, мінімальна 15-20 ° С. У довкіллі можуть переживати, але зазвичай не розмножуються. До них належить більшість патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів.

1.1 Випромінювання

Сонячне світло згубно діє мікроорганізми, винятком є ​​фототрофні види. Найбільший мікробіцидний ефект має короткохвильові УФ-промені. Енергію випромінювання використовують для дезінфекції, а також стерилізації термолабільних матеріалів.

Ультрафіолетові промені(Насамперед короткохвильові, тобто з довжиною хвилі 250-270 нм) діють на нуклеїнові кислоти. Мікробіцидна дія заснована на розриві водневих зв'язків та утворенні в молекулі ДНК димерів тимідину, що призводить до появи нежиттєздатних мутантів. Застосування ультрафіолет випромінювання для стерилізації обмежене його низькою проникністю та високою поглинальною активністю води та скла.

Рентгенівськеі g-випромінюванняв великих дозахтакож викликає загибель бактерій. Опромінення викликає утворення вільних радикалів, що руйнують нуклеїнові кислоти та білки з подальшою загибеллю мікробних клітин. Застосовують для стерилізації бактеріологічних препаратів, виробів із пластмас.

Мікрохвильове випромінюваннязастосовують для швидкої повторної стерилізації середовищ, що довго зберігаються. Стерилізуючий ефект досягається швидким підвищенням температури.

Певні частоти ультразвуку при штучному впливі здатні викликати деполімеризації органел мікробних клітин, під дією ультразвуку гази, що знаходяться в рідкому середовищі цитоплазми, активуються і всередині клітини виникає високий тиск (до 10 000 атм). Це призводить до розриву клітинної оболонки та загибелі клітини. Ультразвук використовують для стерилізації харчових продуктів (молоку, фруктових соків), питної води.

Тиск.

Бактерії відносно малочутливі до зміни гідростатичного тиску. Підвищення тиску до певної межі не позначається на швидкості зростання звичайних наземних бактерій, але зрештою починає перешкоджати нормальному зростанню та поділу. Деякі види бактерій витримують тиск до 3000 - 5000 атм, а

бактеріальні суперечки – навіть 20 000 атм.

В умовах глибокого вакууму субстрат висихає і життя неможливе.

Фільтрування.

Для видалення мікроорганізмів застосовують різні матеріали(Дрібнопористе скло, целюлоза, коалін); вони забезпечують ефективну елімінацію мікроорганізмів із рідин та газів. Фільтрацію застосовують для стерилізації рідин, чутливих до температурних впливів, поділу мікробів та їх метаболітів (екзотоксинів, ферментів), а також для виділення вірусів.

2) Іонізуючі випромінювання

Потоки фотонів чи частинок, взаємодія яких із середовищем призводить до іонізації її атомів чи молекул. Розрізняють фотонне (електромагнітне) та корпускулярне

До фотонного І.І. відносять вакуумне УФ і характеристичне рентгенівське випромінювання, а також випромінювання, що виникають при радіоактивному розпаді та ін.

До корпускулярного І.І. відносять потоки a-і b-часток, прискорених іонів та електронів, нейтронів, уламків поділу важких ядер та ін.

Механізми дії іонізуючих випромінювань на живі організми

Процеси взаємодії іонізуючого випромінювання з речовиною в живих організмах призводять до специфічної біологічної дії, що завершується ушкодженням організму. У процесі цієї дії, що ушкоджує, умовно можна виділити три етапи:

b. вплив радіації на клітини;

c. вплив радіації на цілий організм.

Первинним актом цієї дії є збудження та іонізація молекул, внаслідок чого виникають вільні радикали (пряма дія випромінювання) або починається хімічне перетворення (радіоліз) води, продукти якого (радикал ВІН, перекис водню - H 2 O 2 та ін) вступають у хімічну реакціюіз молекулами біологічної системи.

Первинні процеси іонізації не викликають значних порушень у живих тканинах. Пошкоджуюча дія випромінювання пов'язана, мабуть, з вторинними реакціями, при яких відбувається розрив зв'язків усередині складних органічних молекул, наприклад SH-груп у білках, хромофорних груп азотистих основ у ДНК, ненасичених зв'язків у ліпідах та ін.

Вплив іонізуючого випромінювання на клітини обумовлено взаємодією вільних радикалів з молекулами білків, нуклеїнових кислот і ліпідів, коли внаслідок усіх цих процесів утворюються органічні перекису та виникають швидкоминущі реакції окислення. Через війну перекисного окислення накопичується безліч змінених молекул, у результаті початковий радіаційний ефект багаторазово посилюється. Все це відбивається насамперед на структурі біологічних мембран, змінюються їх сорбційні властивості та підвищується проникність (у тому числі мембран лізосом та мітохондрій). Зміни в мембранах лізосом призводять до звільнення та активації ДНК-ази, РНК-ази, катепсинів, фосфатази, ферментів гідролізу мукополісахаридів та інших ферментів.

Гідролітичні ферменти, що вивільняються, можуть шляхом простої дифузії досягти будь-якої органели клітини, в яку вони легко проникають завдяки підвищенню проникності мембран. Під впливом цих ферментів відбувається подальший розпад макромолекулярних компонентів клітини, зокрема нуклеїнових кислот, білків. Роз'єднання окислювального фосфорилювання в результаті виходу ряду ферментів з мітохондрій у свою чергу призводить до пригнічення синтезу АТФ, а звідси і порушення біосинтезу білків.

Таким чином, в основі радіаційного ураження клітин лежить порушення ультраструктур клітинних органел і пов'язані з цим зміни обміну речовин. Крім того, іонізуюча радіація викликає утворення в тканинах організму цілого комплексу токсичних продуктів, що підсилюють променевий ефект - так званих радіотоксинів. Серед них найбільшу активність мають продукти окислення ліпідів-перекису, епоксиди, альдегіди і кетони. Утворюючи відразу після опромінення, ліпідні радіотоксини стимулюють утворення інших біологічно активних речовин - хінонів, холіну, гістаміну і викликають посилений розпад білків. Будучи введеними неопроміненою твариною, ліпідні радіотоксини діють, що нагадує променеве ураження. Іонізуюче випромінювання має найбільший вплив на ядро ​​клітини, пригнічуючи мітотичну активність.

Пошкоджуюча дія іонізуючого випромінювання на клітини за досить високих доз завершується загибеллю. Загибель клітини в основному є результатом придушення мітотичної активності та незворотного порушення хромосомного апарату клітини, але можлива й інтерфазна загибель (поза періодом мітозу) через порушення метаболізму клітини та інтоксикацію згаданими вище радіотоксинами. В результаті відбувається спустошення тканин через те, що не поповнюється природне зменшення клітин за рахунок утворення нових.

Загибель клітин та спустошення тканин відіграють важливу роль у розвитку загальних уражень організму від іонізуючого випромінювання - променевої хвороби.

2.1 Практичне використання іонізуючих випромінювань.

Область застосування іонізуючих випромінювань дуже широка:

У промисловості – це гігантські реактори для атомних електростанцій, для опріснення морської та засоленої води, для отримання трансуранових елементів; також їх використовують в активаційному аналізі для швидкого визначення домішок у сплавах, металу в руді, якості вугілля тощо; для автоматизації різних процесів, як то: вимірювання рівня рідини, щільності та вологості середовища, товщини шару;

На транспорті – це потужні реактори для надводних та підводних кораблів;

У сільському господарстві - це установки для масового опромінення овочів з метою запобігання їх цвілі, м'яса - від псування; виведення нових сортів шляхом генетичних мутацій;

У геології – це нейтронний каротаж для пошуків нафти, активаційний аналіз для пошуків та сортування металевих руд, визначення масової частки домішок у природних алмазах;

У медицині – це вивчення виробничих отруєнь методом мічених атомів, діагностика захворювання за допомогою активаційного аналізу, методу мічених атомів та радіографії, лікування пухлин γ-променями та β-частинками, стерилізація фармацевтичних препаратів, одягу, медичних інструментів та обладнання γ-випромінюванням тощо. буд.

Застосування іонізуючих випромінювань має місце навіть у таких сферах діяльності, де це, на перший погляд, здається абсолютно несподіваним. Наприклад, в археології. Крім того, іонізуючі випромінювання використовуються в криміналістиці (відновлення фотографій та обробка матеріалів).

Висновок.

Ми розглянули низку основних проблем, підходи до яких необхідно знати під час конструювання та експлуатації електронного та електротехнічного обладнання, призначеного для роботи в умовах впливу іонізуючих випромінювань.

У курсової роботидані Короткі відомостіза видами та властивостями іонізуючих випромінювань, що впливають на радіоелектронну апаратуру та її елементи.

Наведено відомості щодо одиниць виміру фізичних величин іонізуючих випромінювань. Розглянуто види радіаційних пошкоджень у матеріалах та елементах електронних пристроїв.

З аналізу наявних відомостей про іонізуючі космічні випромінювання видно, що в даний час на основі цих даних можна проводити тільки орієнтовну оцінку рівнів радіації, які можуть впливати на радіоелектронну апаратуру космічних об'єктів.

"Медицина та здоров'я"

Життя мікроорганізмів перебуває у тісній залежності від умов довкілля. Всі фактори навколишнього середовища, що впливають на мікроорганізми, можна розділити на три групи: фізичні, хімічні та біологічні, сприятлива чи згубна дія яких залежить як від природи самого фактора, так і від властивостей мікроорганізму.

Фізичні фактори

З фізичних факторів найбільший вплив на розвиток мікроорганізмів мають температура, висушування, промениста енергія, ультразвук.

Температура. Життєдіяльність кожного мікроорганізму обмежена певними температурними межами. Цю температурну залежність зазвичай виражають трьома основними точками: мінімум - температура, нижче за яку розмноження мікробних клітин припиняється; оптимум - найкраща температура для зростання та розвитку мікроорганізмів; максимум - температура, вища за яку життєдіяльність клітин послаблюється або припиняється. Оптимальна температура зазвичай відповідає температурним умовам природного довкілля.

Усі мікроорганізми по відношенню до температури поділяються на психрофіли, мезофіли та термофіли.

Психофіли (від грец. psychros - холодний, phileo - люблю), або холодолюбні мікроорганізми, ростуть при відносно низьких температурах: мінімальна температура - 0 ° С, оптимальна - 10-20 ° С, максимальна - 30 ° С. Ця група включає мікроорганізми, мешкають у північних морях і океанах, ґрунті, стічних водах. Сюди ж відносяться залізобактерії, що світяться, а також мікроби, що викликають псування продуктів на холоду (нижче 0° С).

Мезофіли (від грец. mesos - середній) - найбільша група, що включає більшість сапрофітів і всі патогенні мікроорганізми. Оптимальна температура для них 28-37 ° С, мінімальна - 10 ° С, максимальна - 45 ° С.

Термофіли (від грец. termos - тепло, жар), або теплолюбні мікроорганізми, розвиваються при температурі вище 55 ° С, температурний мінімум для них 30 ° С, оптимум - 50-60 ° С, а максимум - 70-75 ° С. Вони зустрічаються в гарячих мінеральних джерелах, поверхневому шарі грунту, субстратах, що самонагріваються (гною, сіні, зерні), кишечнику людини і тварин. Серед термофілів багато спорових форм.

Високі та низькі температури мають різний вплив на мікроорганізми. Одні чутливіші до високих температур. Причому, що вища температура поза максимуму, то швидше настає загибель мікробних клітин, що з денатурацією (згортанням) білків клітини.

Вегетативні форми бактерій мезофілів гинуть при температурі 60 ° С протягом 30-60 хв, а при 80-100 ° С - через 1-2 хв. Суперечки бактерій набагато стійкіші до високих температур. Наприклад, суперечки бацил сибірки витримують кип'ятіння протягом 10-20 хв, а суперечки клостридій ботулізму - 6 год. тиском 1 атм (в автоклаві) протягом 30 хв.

Дія високих температур на мікроорганізми покладено основою стерилізації - повного звільнення різноманітних об'єктів від мікроорганізмів та його суперечка (див. нижче).

До дії низьких температур багато мікроорганізмів надзвичайно стійкі. Сальмонели тифу та холерний вібріон довго виживають у льоду. Деякі мікроорганізми залишаються життєздатними при температурі рідкого повітря (-190 ° С), а суперечки бактерій витримують температуру до -250 ° С.

Лише окремі види патогенних бактерій чутливі до низьких температур (наприклад, бордетели кашлюку та паракоклюшу, нейссерії менінгококу та ін.). Ці властивості мікроорганізмів враховують у лабораторній діагностиці та при транспортуванні досліджуваного матеріалу – його доставляють у лабораторію захищеним від охолодження.

Дія низьких температур призупиняє гнильні та бродильні процеси, що широко застосовується для збереження харчових продуктів у холодильних установках, льохах, льохах. При температурі нижче 0° З мікроби впадають у стан анабіозу – настає уповільнення процесів обміну речовин та припиняється розмноження. Однак за наявності відповідних температурних умов та живильного середовища життєві функції мікробних клітин відновлюються. Ця властивість мікроорганізмів використовується в лабораторній практиці для збереження культур бактерій при низьких температурах. Згубне вплив на мікроорганізми надає також швидка зміна високих і низьких температур (заморожування та розморожування) - це призводить до розриву клітинних оболонок.

Висушування. Для нормальної життєдіяльності мікроорганізмів потрібна вода. Висушування призводить до зневоднення цитоплазми, порушення цілісності цитоплазматичної мембрани, внаслідок чого порушується харчування мікробних клітин та настає їх загибель.

Строки відмирання різних видів мікроорганізмів під впливом висушування значно різняться. Так, наприклад, патогенні нейссерії (менінгококи, гонококи), лептоспіри, бліда трепонема та інші гинуть при висушуванні через кілька хвилин. Холерний вібріон витримує висушування 2 діб, сальмонели тифу – 70 діб, а мікобактерії туберкульозу – 90 діб. Але висохле мокротиння хворих на туберкульоз, у якому збудники захищені сухим білковим чохлом, залишається заразною 10 міс.

Особливу стійкість до висушування, як і до інших впливів навколишнього середовища, мають суперечки. Спори бацил сибірки зберігають здатність до проростання протягом 10 років, а суперечки пліснявих грибів - до 20 років.

Несприятлива дія висушування на мікроорганізми здавна використовується для консервування овочів, фруктів, м'яса, риби та лікарських трав. У той же час, потрапивши до умов підвищеної вологості, такі продукти швидко псуються через відновлення життєдіяльності мікробів.

Для зберігання культур мікроорганізмів, вакцин та інших біологічних препаратів широко застосовують метод ліофільної сушки. Сутність методу полягає в тому, що попередньо мікроорганізми або препарати заморожують, а потім їх висушують в умовах вакууму. При цьому мікробні клітини переходять у стан анабіозу та зберігають свої біологічні властивості протягом кількох місяців або років.

Променева енергія. У природі мікроорганізми постійно зазнають впливу сонячної радіації. Прямі сонячні промені викликають загибель багатьох мікроорганізмів протягом декількох годин, за винятком бактерій, що фотосинтезують (зелених і пурпурових сіркобактерій). Згубна дія сонячного світла зумовлена ​​активністю ультрафіолетових променів (УФ-промені). Вони інактивують ферменти клітини та ушкоджують ДНК. Патогенні бактерії чутливіші до дії УФ-променів, ніж сапрофіти. Тому зберігати мікробні культури у лабораторії краще у темряві. Щодо цього демонстративний досвід Бухнера.

У чашку Петрі з тонким шаром агару роблять багатий посів будь-якої культури бактерій. На зовнішню поверхню засіяної чашки наклеюють вирізані із чорного паперу літери, що утворюють, наприклад, слово "typhus". Чашку, звернену дном вгору, піддають опроміненню прямим сонячним промінням протягом 1 год. Потім папірці знімають, і чашку ставлять на добу в термостат при 37 ° С. Зростання бактерій спостерігається лише в тих місцях агару, які були захищені від дії УФ-променів наклеєними. літерами. Решта агару залишається прозорою, т. е. зростання мікроорганізмів відсутня (рис. 11).

Велике значення сонячного світла як природного фактора оздоровлення довкілля. Він звільняє від патогенних бактерій повітря, воду "природних водойм, верхні шари грунту".

Бактерицидна (знищувальна бактерій) дія УФ-променів використовується для стерилізації повітря закритих приміщень (операційних, перев'язувальних, боксів і т. д.), а також води та молока. Джерелом цих променів є лампи ультрафіолетового випромінювання, бактерицидні лампи.

Інші види променистої енергії - рентгенівські промені, -, -, -промені надають згубну дію на мікроорганізми тільки у великих дозах, порядку 440-280 Дж/кг. Загибель мікробів обумовлена ​​руйнуванням ядерних структур та клітинної ДНК. Малі дози випромінювань стимулюють зростання мікробних клітин. Мікроорганізми значно стійкіші до радіоактивних випромінювань, ніж вищі організми. Відомі тіонові бактерії, що мешкають у покладах уранових руд. Бактерії виявляли у воді атомних реакторів при концентрації іонізуючої радіації 20-30 кДж/кг.

Бактерицидна дія іонізуючого випромінювання використовується для консервування деяких харчових продуктів, стерилізації біологічних препаратів (сироваток, вакцин та ін), при цьому властивості матеріалу, що стерилізується, не змінюються.

В останні роки радіаційним методом стерилізують вироби для одноразового використання – полістиролові піпетки, чашки Петрі, лунки для серологічних реакцій, шприци, а також шовний матеріал – кетгут та ін.

Ультразвуквикликає значне ураження мікробної клітини. Під впливом ультразвуку гази, що у рідкому середовищі цитоплазми, активуються, і всередині клітини виникає високий тиск (до 10000. атм). Це призводить до розриву клітинної оболонки та загибелі клітини. Ультразвук використовують для стерилізації харчових продуктів (молоку, фруктових соків), питної води.

Високий тиск. До механічного тиску бактерії та особливо їх суперечки стійкі. У природі зустрічаються бактерії, що у морях і океанах на глибині 1000-10000 м під тиском від 100 до 900 атм. Деякі види бактерій витримують тиск до 3000-5000 атм, а бактеріальні суперечки – навіть 20000 атм.

Хімічні фактори

Вплив хімічних речовин на мікроорганізми по-різному в залежності від природи хімічної сполуки, її концентрації, тривалості впливу на мікробні клітини. Залежно від концентрації хімічна речовина може бути джерелом живлення або пригнічувати дію на життєдіяльність мікроорганізмів. Наприклад, 0,5-2% розчин глюкози стимулює зростання мікробів, а 20-40% розчини глюкози затримують розмноження мікробних клітин.

Багато хімічних сполук, що надають згубну дію на мікроорганізми, використовуються в медичній практиці як дезінфікуючі речовини та антисептики.

Хімічні речовини, які використовуються для дезінфекції, називають дезінфікуючими. Під дезінфекцією розуміють заходи, створені задля знищення патогенних мікроорганізмів у різних об'єктах довкілля. До дезінфікуючих речовин відносять галоїдні сполуки, феноли та їх похідні, солі важких металів, деякі кислоти, луги, спирти та ін. Вони викликають загибель мікробних клітин, діючи в оптимальних концентраціях протягом певного часу. Багато дезінфікуючих речовин надають шкідливий вплив на тканини макроорганізму.

Антисептиками називають хімічні речовини, які можуть викликати загибель мікроорганізмів або затримувати їх зростання та розмноження. Їх використовують із лікувальною метою (хіміотерапія), а також для знезараження ран, шкіри, слизових оболонок людини. Антисептичні властивості мають перекис водню, спиртові розчини йоду, діамантового зеленого, розчини перманганату калію та ін. Деякі антисептичні речовини (оцтова, сірчиста, бензойна кислоти та ін) у дозах, нешкідливих для людини, застосовують для консервування харчових продуктів.

За механізмом дії хімічні речовини, які мають протимікробну активність, можна поділити на кілька груп.

1. Поверхнево-активні речовини (жирні кислоти, мила та інші детергенти) викликають зниження поверхневого натягу, що призводить до порушення функціонування клітинної стінки та цитоплазматичної мембрани мікроорганізмів.

2. Фенол, крезол та їх похідні викликають коагуляцію мікробних білків. Вони використовуються для дезінфекції заразного матеріалу у мікробіологічній практиці та інфекційних лікарнях.

3. Окислювачі, взаємодіючи з мікробними білками, порушують діяльність ферментів, викликають денатурацію білків. Активними окислювачами є хлор, озон, які використовують для знезараження питної води. Хлорпохідні речовини (хлорне вапно, хлорамін) широко використовують з метою дезінфекції. Окислюючі властивості мають перекис водню, перманганат калію, йод та ін.

4. Формальдегід застосовують як 40% розчину (формалін) для дезінфекції. Він вбиває вегетативні та спорові форми мікроорганізмів. Формалін блокує аміногрупи білків мікробної клітини та викликає їх денатурацію.

5. Солі важких металів (ртуть, свинець, цинк, золото та ін) коагулюють білки мікробної клітини, викликаючи цим їх загибель. Ряд металів (срібло, золото, ртуть та ін) надають бактерицидну дію на мікроорганізми в мізерно малих концентраціях. Ця властивість отримала назву олігодинамічної дії (від латів. oligos – малий, dinamys – сила). Доведено, що вода, що знаходиться в судинах із срібла, не загниває завдяки бактерицидній дії іонів срібла. Для профілактики бленнореи новонароджених тривалий час застосовували 1% розчин нітрату срібла. Колоїдні розчини органічних сполук срібла (протаргол, коларгол) використовують також у вигляді місцевих антисептичних засобів.

* (Бленорея - запалення кон'юнктиви ока, викликане гонококами.)

Сильну антимікробну дію мають препарати ртуті. Здавна для дезінфекції застосовували біхлорид ртуті або сулему (у розведенні 1:1000). Однак вона надає токсичну дію на тканині макроорганізму та використання її обмежене.

6. Барвники (діамантовий зелений, риванол та ін) мають властивість затримувати зростання бактерій. Розчини ряду барвників застосовують як антисептичні засоби, а також вводять до складу деяких поживних середовищ для пригнічення росту супутньої мікрофлори.

Згубна дія низки фізичних та хімічних факторів на мікроорганізми становить основу асептичного та антисептичного методів, що широко використовуються в медичній та санітарній практиці.

Асептика – система профілактичних заходів, що перешкоджають мікробному забруднення об'єкта (рани, операційного поля, культур мікроорганізмів тощо), заснована на фізичних методах.

Антисептика - комплекс заходів, вкладених у знищення мікроорганізмів у рані, цілому організмі чи об'єктах довкілля, із застосуванням різних знезаражуючих хімічних речовин.

Біологічні фактори

У природних умовах проживання мікроорганізми існують не ізольовано, а знаходяться у складних взаєминах, які зводяться в основному до симбіозу, метабіозу та антагонізму.

Симбіоз - це співжиття організмів різних видів, які приносять їм взаємну користь. При цьому спільно вони розвиваються краще, ніж кожен із них окремо.

Симбіотичні взаємини існують між бульбочковими бактеріями та бобовими рослинами, між міцеліальними грибами та синьо-зеленими водоростями (лишайниками): Симбіоз молочно-кислих бактерій та спиртових дріжджів використовують для приготування деяких молочно-кислих продуктів (кефір, кумис).

Метабіоз - такий вид взаємовідносин, у якому продукти обміну одного виду мікроорганізмів створюють необхідні умови у розвиток інших. Наприклад, гнильні мікроорганізми, що розщеплюють білкові речовини, сприяють накопиченню в середовищі амонійних сполук і створюють сприятливі умови для росту та розвитку бактерій, що нітрифікують. А розвиток анаеробів у грунті, що добре аерується, було б неможливо без аеробів, що поглинають вільний кисень.

Метабіотичні взаємини широко поширені серед ґрунтових мікроорганізмів і лежать в основі кругообігу речовин у природі.

Антагонізм - форма взаємовідносин, коли він один мікроорганізм пригнічує розвиток іншого чи може викликати його повну загибель. Антагоністичні взаємини виробилися у мікроорганізмів у боротьбі існування. Усюди, де вони мешкають, між ними йде безперервна боротьба за джерела живлення, кисень повітря, довкілля. Так, більшість патогенних бактерій, потрапивши з виділеннями хворих на зовнішнє середовище (ґрунт, воду), не витримують тут тривалої конкуренції з численними сапрофітами та порівняно швидко гинуть.

Антагонізм може бути обумовлений прямим впливом мікроорганізмів один на одного або дією продуктів обміну. Наприклад, найпростіші пожирають бактерій, а фагі лізують їх. Кишечник новонароджених заселяють молочнокислі бактерії Bifidobacterium bifidum. Виділяючи молочну кислоту, вони пригнічують ріст гнильних бактерій і цим захищають від кишкових розладів ще малостійкий організм немовлят. Деякі мікроорганізми в процесі життєдіяльності виробляють різні речовини, які надають згубну дію на бактерії та інші мікроби. До таких речовин відносять антибіотики (див. "Антибіотики").

Контрольні питання

1. Які фізичні чинники впливають на життєдіяльність мікроорганізмів?

2. Які речовини відносить до дезінфікуючих і як вони різняться за механізмом на мікроорганізми?

3. Перерахуйте, які взаємини існують між мікроорганізмами?

Стерилізація

Стерилізація - це знешкодження, т. е. повне звільнення об'єктів довкілля мікроорганізмів та його суперечка.

Стерилізацію виробляють різними способами:

1) фізичними (вплив високої температури, УФ-променів, використання бактеріальних фільтрів);

2) хімічними (використання різних дезінфектантів, антисептиків);

3) біологічним (застосування антибіотиків).

У лабораторній практиці зазвичай застосовують фізичні методи стерилізації.

Можливість та доцільність використання того чи іншого способу стерилізації обумовлена ​​особливостями матеріалу, що підлягає стерилізації, його фізичними та хімічними властивостями.

Фізичні методи

Прожарювання в полум'ї пальника або фламбування - спосіб стерилізації, при якому відбувається повне знешкодження об'єкта, оскільки гинуть і вегетативні клітини, і суперечки мікроорганізмів. Зазвичай прожарюють бактеріологічні петлі, шпателі, піпетки, предметні та покривні шибки, дрібні інструменти. Не слід стерилізувати прожарюванням ножиці, скальпелі, тому що під дією вогню ріжуча поверхня стає тупою.

Сухожарова стерилізація

Стерилізацію сухим жаром або гарячим повітрям здійснюють у печах Пастера (сушильних сухожарових шафах). Пекти Пастера - шафа з подвійними стінками, виготовлена ​​з термостійких матеріалів - металу та азбесту. Нагрівають шафу за допомогою газових пальників або електронагрівальних приладів. Шафи з електричним нагріванням мають регулятори, що забезпечують необхідну температуру. Для контролю температури є термометр, вставлений в отвір верхньої стінки шафи.

Сухим жаром стерилізують переважно лабораторну Посуд. Підготовлений для стерилізації посуд нещільно завантажують у піч, щоб забезпечити рівномірний і надійний прогрів матеріалу, що стерилізується. Двері шафи щільно закривають, включають обігрівальний прилад, доводять температуру до 160-165° З при цій температурі стерилізують 1 год. Після закінчення стерилізації вимикають обігрів, але дверцята шафи не відкривають доти, поки піч не охолоне; інакше холодне повітря, що надходить усередину шафи, може спричинити утворення тріщин на гарячому посуді.

Стерилізацію в печі Пастера можна проводити при різному температурному режиміта експозиції (час стерилізації) (табл. 1).

Рідини (поживні середовища, ізотонічний розчин хлориду натрію та ін.), предмети з гуми та синтетичних матеріалів стерилізувати сухим жаром не можна, оскільки рідини закипають та виливаються, а гума та синтетичні матеріали плавляться.

Для контролю стерилізації в печі Пастера шовкові нитки змочують у культурі бактерій спороутворюючих, підсушують, поміщають в стерильну чашку Петрі і ставлять в піч Пастера. Стерилізацію проводять при температурі 165° 1 год (для контролю частину ниток залишають при кімнатній температурі). Потім простерилізовані і контрольні нитки кладуть на поверхню агару чашку Петрі або поміщають у пробірки з бульйоном і інкубують в термостаті при температурі 37° С протягом 2 діб. При правильній роботі печі Пастера в пробірках або чашках з живильним середовищем, куди були поміщені простерилізовані нитки, зростання не буде, оскільки суперечки бактерій загинуть, тоді як суперечки бактерій на нитках, які не піддавалися стерилізації (контрольні), проростуть і на живильних середовищах. буде відзначено зростання.

Для визначення температури всередині печі Пастера можна використовувати сахарозу або харчовий цукровий пісок, що карамелізуються при температурі 165-170 ° С.

Підготовка лабораторного посуду до стерилізації у печі Пастера. Лабораторний посуд (чашки Петрі, піпетки градуйовані та пастерівські, флакони, колби, пробірки) перед стерилізацією необхідно ретельно вимити, висушити та загорнути в папір, інакше після стерилізації він може знову забруднитися бактеріями повітря.

Чашки Петрі загортають у папір по одній або кілька штук або укладають у спеціальні металеві пенали.

У верхні кінці піпеток вставляють ватяні тампони, що запобігають потраплянню досліджуваного матеріалу в рот. Градуйовані піпетки загортають у довгі смужки паперу шириною 4-5 см. На папері відзначають об'єм загорнутої піпетки. У пеналах градуйовані піпетки стерилізують без додаткового загортання паперу.

Примітка. Якщо градуювання на піпетках погано помітне, його відновлюють перед стерилізацією. На піпетку наносять масляну фарбу і, не давши фарбі висохнути, у неї втирають за допомогою ганчірочки порошок барію сульфату. Після цього ганчіркою знімають надлишок фарби, яка залишається тільки в насічках градуювання. Оброблені таким чином піпетки слід сполоснути.

Гострі кінці пастерівських піпеток запаюють у полум'ї пальника та загортають у папір по 3-5 штук. Загортати пастерівські піпетки потрібно обережно, щоб не зламати запаяні кінці капілярів.

Флакони, колби, пробірки закривають ватно-марлевими пробками. Пробка повинна входити в шийку судини на 2/3 своєї довжини, не надто туго, але й не вільно. Поверх пробок на кожну посудину (крім пробірок) надягають паперовий ковпачок. Пробірки пов'язують по 5-50 штук і обгортають поверх паперу.

Примітка. При високих температурах папір, в який загортають чашки та піпетки, і вата жовтіють і навіть можуть обвугливатись, тому кожен новий сортпапери, що отримується лабораторією, слід випробовувати при прийнятому температурному режимі.

Контрольні питання

1. Що розуміють під терміном стерилізація?

2. Якими способами проводять стерилізацію?

3. Що стерилізують прожарюванням на вогні?

4. Опишіть пристрій та режим роботи печі Пастера.

5. Що стерилізують у печі Пастера?

6. Як готують скляний посуд до стерилізації?

7. Чому в печі Пастера не можна стерилізувати живильні середовища та предмети з гуми?

Завдання

Підготуйте до стерилізації чашки Петрі, градуйовані піпетки, пастерівські піпетки, пробірки, колби та флакони.

Стерилізація кип'ятінням

Кип'ятіння - спосіб стерилізації, що гарантує знешкодження за умови відсутності в стерилізованому матеріалі суперечка. Застосовують для обробки шприців інструментів, скляного та металевого посуду гумових трубок тощо.

Стерилізацію кип'ятінням зазвичай проводять в стерилізаторі - металевій коробці прямокутної форми з кришкою, що щільно закривається. Стерилізований матеріал поміщають на сітку, що є в стерилізаторі, і заливають водою. Для підвищення точки кипіння та усунення жорсткості води додають 1-2% гідрокарбонат натрію (краще користуватися дистильованою водою). Стерилізатор закривають кришкою та підігрівають Початком стерилізації вважають момент закипання води, час кип'ятіння 15-30 хв. Після закінчення стерилізації сітку з інструментами витягують за бічні ручки спеціальними гачками, а інструменти, що знаходяться в ній, беруть стерильним пінцетом або корнцангом, який кип'ятять разом з іншими інструментами.

Стерилізацію парою роблять двома способами: 1) парою під тиском; 2) текучим паром.

Стерилізацію парою під тискомвиробляють у автоклаві. Цей спосіб стерилізації заснований на дії на стерилізовані матеріали насиченої водяної пари при тиску вище атмосферного. Внаслідок такої стерилізації при одноразовій обробці гинуть як вегетативні, так і спорові форми мікроорганізмів.

Автоклав (рис. 12) - масивний котел, зовні покритий металевим кожухом, герметично закритий кришкою, яка щільно пригвинчується до котла болтами, що відкидаються. У зовнішній котел вставлений інший, менший діаметр, який називають стерилізаційною камерою. У цю камеру поміщають предмети, що підлягають стерилізації. Між обома котлами є вільний простір, званий водопаровою камерою. У цю камеру через лійку, укріплену зовні, наливають воду до певного рівня, зазначеного на спеціальній трубі водомірної. При кип'ятінні води у водопаровій камері утворюється пара. Стерилізаційна камера забезпечена випускним краном із запобіжним клапаном для виходу пари при підвищенні тиску понад необхідний. Для визначення тиску, що створюється в камері стерилізації, служить манометр.

Мал. 12. Схема автоклаву. М – манометр; ПК – запобіжний клапан; В – лійка для води; К 2 – кран для випуску води; К 3 - кран для випуску пари

Нормальний атмосферний тиск (760 мм рт. ст.) Приймають за нуль. Між показаннями манометра та температурою є певна залежність (табл. 2).

В даний час є автоклави з автоматичним регулюванням роботи. Крім звичайного манометра, вони мають електроконтактний манометр, який перешкоджає збільшенню тиску вище заданої величини і тим самим забезпечує сталість потрібної температури в автоклаві.

Пором під тиском стерилізують різні живильні середовища (крім містять нативні білки), рідини (ізотонічний розчин натрію хлориду, воду і т. д.); прилади, що особливо мають гумові частини.

Температура та тривалість автоклавування живильних середовищ визначається їх складом, зазначеним у рецепті приготування живильного середовища. Наприклад, прості середовища (м'ясопептонний агар, м'ясопептонний бульйон) стерилізують 20 хв при 120 ° С (1 атм). Однак при цій температурі не можна стерилізувати середовища, що містять нативні білки, вуглеводи та інші речовини, що легко змінюються від нагрівання. Середовища з вуглеводами стерилізують дробово при 100 ° С або в автоклаві при 112 ° С (0,5 атм) 10-15 хв. Різні рідини, прилади, що мають гумові шланги, пробки, бактеріальні свічки та фільтри стерилізують 20 хв при 120 ° С (1 атм).

Увага! В автоклавах роблять також знешкодження інфікованого матеріалу. Чашки та пробірки, що містять культури мікроорганізмів, поміщають у спеціальні металеві відра або баки з отворами у кришці для проникнення пари та стерилізують в автоклаві при 126° С (1,5 атм) протягом 1 год. Таким же чином стерилізують інструменти після роботи з бактеріями , що утворюють суперечки

До роботи з автоклавом допускаються лише спеціально підготовлені особи, які повинні суворо та точно виконувати правила, зазначені в інструкції, що додається до апарату.

Техніка автоклавування. 1. Перед роботою перевіряють справність всіх частин та притертість кранів.

2. Через вирву, укріплену зовні котла, до верхньої мітки водомірного скла заливають воду (дистильовану або кип'ячену, щоб не утворився накип). Кран під лійкою закривають.

3. У стерилізаційну камеру на спеціальну сітку поміщають матеріал, що стерилізується. Предмети слід завантажувати не надто щільно, тому що пара повинна вільно проходити між ними, інакше вони не нагріваються до потрібної температури та можуть залишитися нестерильними.

4. Гумову прокладку на кришці натирають крейдою для кращої герметизації.

5. Кришку закривають і болтами пригвинчують до корпусу автоклава, причому болти закручують попарно навхрест.

6. Відкривають випускний кран, що з'єднує стерилізаційну камеру із зовнішнім повітрям, і починають нагрівати автоклав. Нагрівання автоклава зазвичай виробляють за допомогою газу чи електрики.

При нагріванні автоклава вода закипає, пар, що утворюється, піднімається між стінками котлів і крізь спеціальні отвори, наявні в стінці внутрішнього котла (див. рис. 12), потрапляє в стерилізаційну камеру і виходить через відкритий випускний кран. Спочатку пара виходить разом із повітрям, що знаходилося в автоклаві. Необхідно, щоб все повітря було витіснене з автоклава, тому що в іншому випадку показання манометра не відповідатиме температурі в автоклаві.

Поява безперервного сильного струменя пари вказує на повне видалення повітря з автоклаву; після цього випускний кран закривають і тиск, всередині автоклава починає поступово підвищуватись.

7. Початком стерилізації вважають момент, коли показання манометра досягають заданої величини. Нагрівання регулюють так, щоб тиск в автоклаві протягом певного часу не змінювалося.

8. Після часу стерилізації нагрівання автоклава припиняють, пару випускають через випускний кран. Коли стрілка манометра опускається нанівець, відкривають кришку. Щоб уникнути опіків парою, що залишилася в автоклаві, кришку слід відкривати на себе.

Рівень температури автоклаві, т. е. правильність показань манометра, можна перевірити. Для цього використовують різні речовини, що мають певну точку плавлення: антипірин (113 ° С), резорцин і сірку (119 ° С), бензойну кислоту (120 ° С). Одне з цих речовин змішують з мізерно кількістю барвника (фуксину або метиленового синього) і насипають у скляну трубочку, яку запаюють і поміщають у вертикальному положенні між матеріалом, що стерилізується. Якщо температура достатня, речовина розплавиться та забарвиться у колір відповідного барвника.

Для перевірки ефективності стерилізації в автоклав поміщають пробірку із свідомо спорової культурою. Після автоклавування пробірку переносять термостат на 24-48 год, відзначають відсутність або наявність зростання. Відсутність зростання свідчить про правильну роботу приладу.

Стерилізацію текучою пароювиробляють в апараті Коха. Цей спосіб застосовують у тих випадках, коли стерилізований об'єкт змінюється при температурі вище 100° С. Текучою парою стерилізують живильні середовища, що містять сечовину, вуглеводи, молоко, картопля, желатин та ін.

Апарат (кип'ятильник) Коха являє собою металевий циліндр, обшитий зовні (для зменшення тепловіддачі) повстю або азбестом. Циліндр закривають конічною кришкою з отвором для виходу пари. Усередині циліндра знаходиться підставка, рівня якої наливають воду. На підставку ставлять відро з отвором, в яке поміщають матеріал, що стерилізується. Нагрівають апарат Коха за допомогою газу чи електрики. Відлік часу стерилізації ведуть з моменту енергійного виділення пари у країв кришки та з отвору для виходу пари. Стерилізують протягом 30-60 хв. Після закінчення стерилізації нагрівання припиняють. Виймають із апарата відро з матеріалом і залишають при кімнатній температурі до наступного дня. Прогрівання проводять 3 дні поспіль при температурі 100 ° С по 30-60 хв. Такий метод називається дробової стерилізації. При першому прогріванні гинуть вегетативні форми бактерій, а спорові зберігаються. За добу суперечки встигають прорости та перетворитися на вегетативні форми, які гинуть на другий день стерилізації. Так як можливо, що деяка частина суперечка не встигла прорости, матеріал витримують ще 24 години, а потім проводять третю стерилізацію. Стерилізація парою в апараті Коха не вимагає спеціального контролю, оскільки показником правильної роботи приладу служить стерильність приготовлених поживних середовищ. Стерилізувати текучим паром можна також в автоклаві при кришці і відкритому випускному крані.

Контрольні питання

1. Які живильні середовища стерилізують пором?

2. Що таке стерилізатор і як він влаштований?

3. Чому при стерилізації кип'ятінням слід застосовувати дистильовану воду?

4. Опишіть пристрій та режим автоклаву.

5. Що стерилізують у автоклаві?

6. Що служить контролем правильної стерилізації під час автоклавування?

7. Що таке стерилізація текучою парою?

8. Опишіть пристрій Коха.

9. З якою метою проводять дробову стерилізацію?

Завдання

Заповніть форму.

Дробну стерилізацію можна проводити також у згортувачі Коха.

Згортач Коха використовують для згортання сироваткових та яєчних поживних середовищ, причому одночасно з ущільненням середовища відбувається її стерилізація.

Згортач Кохаявляє собою плоский металевий ящик із подвійними стінками, покритий зовні теплоізоляційним матеріалом. У простір між стінками через спеціальний отвір, що знаходиться у верхній частині зовнішньої стінки, наливають воду. Отвір закривають пробкою, в яку вставлений термометр. Закривають апарат двома кришками: скляною та металевою. Через скляну кришку можна спостерігати за процесом згортання. Пробірки з середовищами укладають на дно згортача у похилому положенні.

Нагрівання згортача здійснюють за допомогою газу чи електрики. Середовище стерилізують одноразово при температурі 90 ° С протягом 1 год або дробово - 3 дні поспіль при 80 ° С протягом 1 год.

Тіндалізацію* - Дробову стерилізацію при низьких температурах - застосовують для речовин, які легко руйнуються і денатуруються при температурі 60 ° С (наприклад, білкові рідини). Прогрівання матеріалу, що стерилізується, проводять на водяній бані або в спеціальних приладах з терморегуляторами при температурі 56-58° С протягом години 5 днів поспіль.

* (Спосіб стерилізації, названий на ім'я Тіндаля, який запропонував його.)

Пастеризація- стерилізація при 65-70 ° С протягом 1 години, запропонована Пастером для знищення безспорових форм мікробів. Пастеризують молоко, вино, пиво, плодові соки та інші продукти. Молоко пастеризують з метою звільнення від молочно-кислих та патогенних бактерій (бруцели, мікобактерії туберкульозу, шигели, сальмонели, стафілококи та ін.). При пастеризації пива, плодових соків, вина гинуть мікроорганізми, що викликають різні види бродіння. Пастеризовані продукти краще зберігати на холоді.

Контрольні питання

1. Яке призначення та пристрій згортача Коха?

2. Які існують способи стерилізації у згортачі?

3. Що таке тиндалізація?

4. Що таке пастеризація?

Стерилізація ультрафіолетовим опроміненням

Стерилізацію УФ-променями виробляють за допомогою спеціальних установок – бактерицидних ламп. УФ-промені мають високу антимікробну активність і можуть викликати загибель не тільки вегетативних клітин, але і суперечка. УФ-опромінення застосовують для стерилізації повітря в лікарнях, операційних, дитячих закладах і т.д. У мікробіологічній лабораторії УФ-променями обробляють бокс перед роботою.

Контрольні питання

1. Які властивості мають ультрафіолетові промені?

2. У яких випадках вдаються до стерилізації методом ультрафіолетового випромінювання?

Механічна стерилізація за допомогою бактеріальних фільтрів

Стерилізацію фільтруванням застосовують у тих випадках, коли стерилізовані предмети змінюються при нагріванні. Фільтрування проводять за допомогою бактеріальних фільтрів, виготовлених із різних дрібнопористих матеріалів. Пори фільтрів мають бути досить дрібними (до 1 мкм), щоб забезпечити механічну затримку бактерій, тому деякі автори відносять фільтрування до механічних способів стерилізації.

Методом фільтрування стерилізують живильні середовища, що містять білок, сироватки, деякі антибіотики, а також відокремлюють бактерії від вірусів, фагів та екзотоксинів.

У мікробіологічній практиці використовують азбестові фільтри Зейтца, мембранні фільтри та фільтри (свічки) Шамберлана та Беркефельда.

Фільтри Зейтца є дисками, виготовленими з суміші азбесту з целюлозою. Товщина їхня 3-5 мм, діаметр 35-140 мм. Вітчизняна промисловість виготовляє фільтри двох марок: "Ф" (фільтруючі) - затримують зважені частинки, але бактерії, що пропускають; "СФ" (стерилізуючі) - з меншими порами, що затримують бактерії, але віруси, що пропускають. М'яті азбестові платівки, також пластинки з надломами і тріщинами для роботи непридатні.

Мембранні фільтри готують із нітроцелюлози. Вони є дисками білого кольору товщиною 0,1 мм і діаметром 35 мм. Залежно від розміру часу їх позначають № 1, 2, 3, 4 і 5 (табл. 3).

Для стерилізації найбільш придатний фільтр № 1. Крім перерахованих, випускають ще так званий попередній фільтр, призначений для звільнення рідини, що фільтрується, від містяться в ній великих частинок.

Фільтри (свічки) Шамберлана і Беркефельда є порожнистими циліндрами, закритими з одного кінця. Свічки Шамберлана виготовляють із каоліну з домішкою піску та кварцу. Стандартизують їх за розмірами пір і позначають L 1 , L 2 , L 3 ... L 13 . Фільтри (свічки) Беркефельда готують з інфузорної землі, за величиною пір їх позначають V, N, W, що відповідає діаметру пір 3-4, 4-7, 8-12 мк.

Роботу з бактеріальними фільтрами здійснюють наступним чином. Фільтр повинен бути закріплений у спеціальному утримувачі, який вставляють у приймач фільтра. Приймачем зазвичай є колба Бунзена. Тримачі, здебільшого виготовлені з нержавіючої сталі, складаються з двох частин: верхньої, що має форму циліндра без дна, і нижньої - опорної частини, що закінчується трубкою. Фільтри Зейтца шорсткою поверхнею нагору поміщають на металеву сітку і міцно затискають гвинтами між верхньою і нижньою частиною тримача. Змонтований фільтр зміцнюють у гумовій пробці, вставленій у шийку колби Бунзена. У трубку відведення колби, яку приєднують до вакуумного насоса, вставляють ватний тампон. Підготовлену установку обгортають папером та стерилізують в автоклаві під тиском 1 атм протягом 20-30 хв. Весь пристрій у зібраному вигляді називають також фільтром Зейтца (рис. 13).

Безпосередньо перед фільтруванням відвідний кінець колби Бунзена з'єднують гумовою трубкою з масляним чи водоструминним насосом. Місця з'єднання різних частин заливають парафіном для створення герметичності. У циліндр апарату наливають рідину, що фільтрується, і включають в дію насос, що створює вакуум у приймачі. В результаті різниці тисків, що утворюється, фільтрована рідина проходить через пори фільтра в приймач, а мікроби залишаються на поверхні фільтра.

Мембранні фільтри перед вживанням стерилізують кип'ятінням у дистильованій воді. Щоб попередити скручування фільтрів, їх спочатку поміщають у дистильовану воду, підігріту до температури 50-60 ° С, кип'ятять на слабкому вогні 30 хв, 2-3 рази змінюючи воду. Тримач і приймач фільтра стерилізують заздалегідь, прилад встановлюють в асептичних умовах. Щоб не порвати мембранний фільтр об металеву сітку, під нього кладуть кружки стерильного фільтрувального паперу. Потім стерильним пінцетом з гладкими кінчиками беруть мембранний фільтр зі стерилізатора і поміщають на сітку опору блискучою поверхнею вниз.

Простерилізовані в автоклаві свічки (Шамберлана) з'єднують за допомогою гумової трубки з приймачем і опускають у посудину (частіше циліндр) з рідиною, що фільтрується. Фільтрування відбувається за допомогою вакуумного насоса. У приймач надходить стерильний фільтрат, а бактерії затримуються порами свічки.

Мембранні та азбестові фільтри розраховані на одноразове використання. Свічки після вживання кип'ятять у водопровідній воді, потім прожарюють у печі муфельної.

Перед наступним вживанням свічки перевіряють цілісність. Свічку опускають у посудину з водою та пропускають повітря. Якщо на поверхні свічки виступають бульбашки повітря, то у свічці утворилися тріщини і вона непридатна.

Контрольні питання

1. У чому полягає метод стерилізації фільтруванням? Що стерилізують цим способом?

2. Які бактеріальні фільтри Ви знаєте? Як монтують прилад для фільтрування, яких умов необхідно дотримуватись?

Хімічні методи

Цей вид стерилізації застосовують обмежено, і він служить в основному для попередження бактеріального забруднення поживних середовищ та імунобіологічних препаратів (вакцин та сироваток).

До живильних середовищ найчастіше додають такі речовини, як хлороформ, толуол, ефір. При необхідності звільнити середовище від цих консервантів її нагрівають на водяній бані при 56 ° С (консерванти випаровуються).

Для консервування вакцин, сироваток користуються мертіолатом, борною кислотою, формаліном і т.д.

Біологічна стерилізація

Біологічна стерилізація ґрунтується на застосуванні антибіотиків. Цей метод використовують для культивування вірусів.

Контрольні питання

1. Що таке хімічна стерилізація та коли її використовують?

2. Що таке біологічна стерилізація?

Основні способи стерилізації представлені у табл. 4.

1 (Стерилізація неповна: у стерилізованому матеріалі зберігаються суперечки.)

2 (Стерилізація неповна: у стерилізованому матеріалі зберігаються віруси.)

Дезінфекція

У мікробіологічній практиці застосовують різні дезінфікуючі речовини: 3-5% розчини фенолу, 5-10% розчини лізолу, 1-5% розчини хлораміну, 3-6% розчини перекису водню, 1-5% розчини формаліну, розчини сулеми у розведенні 1: 1000 (0,1%), 70° спирт та ін.

Дезінфекції піддають відпрацьований патологічний матеріал (гній, кал, сеча, мокротиння, кров, спинномозкова рідина) перед зливом їх у каналізацію. Знезараження проводять сухим хлорним вапном або 3-5% розчином хлораміну.

Забруднені патологічним матеріалом або культурами мікроорганізмів піпетки (градуйовані та пастерівські), скляні шпателі, предметні та покривні скла опускають на добу в скляні банкиз 3% розчином фенолу або перекису водню.

Після закінчення роботи з заразним матеріалом лаборант повинен обробити дезінфікуючим розчином робоче місце та руки. Поверхню робочого столу протирають шматочком вати, змоченим 3% розчином фенолу. Руки дезінфікують 1%-ним розчином хлораміну. Для цього ватяну кульку або марлеву серветку змочують дезінфікуючим розчином і протирають ліву кисть, потім праву, а потім миють руки. теплою водоюз милом.

Вибір дезінфікуючої речовини, його концентрація та тривалість впливу (експозиція) залежать від біологічних властивостей мікроба та від того середовища, в якому відбуватиметься контакт дезінфікуючої речовини з патогенними мікроорганізмами. Наприклад, сулема, фенол, спирти непридатні для знезараження білкових субстратів (гній, кров, мокротиння), оскільки під їх впливом відбувається згортання білків, а білок, що згорнувся, оберігає мікроорганізми від впливу дезінфікуючих речовин.

При дезінфекції матеріалу, інфікованого споровими формами мікроорганізмів, застосовують 5% розчин хлораміну, 1-2,5% розчини активованого хлораміну, 5-10% розчини формаліну та інші речовини.

Дезінфекцію, яку проводять протягом усього дня по ходу роботи, називають поточною, а після закінчення роботи – заключною.

Дезінфікуючі речовини та прописи приготування з них робочих розчинів. Хлорне вапно - білий комкуватий порошок з різким запахом хлору, у воді розчиняється не повністю. Бактерицидний ефект залежить від вмісту активного хлору, кількість якого коливається від 28% до 36%. Хлорне вапно, що містить менше 25% активного хлору, для дезінфекції непридатне.

При неправильному зберіганні хлорне вапно розкладається і втрачає частину активного хлору. Розкладанню сприяють тепло, волога, сонячне світло, тому зберігати хлорне вапно слід у сухому, темному місці, у щільно закритій тарі.

Сухе хлорне вапно застосовують для знезараження виділень людини і тварин (з розрахунку 200 г на 1 л випорожнень і 10 г на 1 л сечі).

Приготування вихідного 10% освітленого розчину хлорного вапна. Беруть 1 кг сухого хлорного вапна, поміщають в емальоване відро і подрібнюють. Потім заливають холодною водоюдо об'єму 10 л добре перемішують, закривають кришкою і залишають на добу в прохолодному місці. Після цього освітлений 10% освітлений розчин обережно зливають і відфільтровують через кілька шарів марлі або проціджують через щільну тканину. Зберігають у пляшках із темного скла, закритих дерев'яною пробкою, у прохолодному місці, не більше 10 діб. Робочі розчини необхідної концентрації готують з основного безпосереднього розчину перед їх вживанням. Кількість основного розчину, необхідне приготування 0,2-10% освітлених розчинів хлорного вапна, наведено у табл. 5.

Концентрацію освітлених розчинів хлорного вапна від 0,2 до 10% вибирають залежно від характеру знезаражуваного об'єкта та стійкості збудника.

Хлорамін - кристалічна речовина білого або жовтуватого кольору, що містить 24-28% активного хлору. Добре розчиняється у воді за кімнатної температури, тому розчини його готують безпосередньо перед дезінфекцією. Користуються 02-10% розчинами хлораміну. Співвідношення між процентною концентрацією розчину та кількістю хлораміну в грамах на 1 та 10 л наведено в табл. 6.

Розчиняють хлорамін у скляному або емальованому посуді. При зберіганні розчинів хлораміну в посуді із темного скла з притертою пробкою їх активність зберігається до 15 діб.

Активований хлорамін. Дезинфікуючі властивості хлораміну посилюються при додаванні активатора у співвідношенні 1:1 або 1:2. Як активатор використовують амонійні сполуки - хлорид, сульфат, нітрат амонію. Застосовується активований хлорамін у концентрації 0,5, 1 та 2,5%. Готують їх безпосередньо перед вживанням. Окремо відважують хлорамін і сіль амонію. Спочатку розчиняють у воді хлорамін, а потім додають активатор.

Перевага активованих розчинів хлораміну перед звичайними у тому, що з додаванні активатора прискорюється виділення активного хлору. Тому препарат згубно діє як на вегетативні форми мікроорганізмів, а й у їх суперечки. Активований хлорамін застосовують у нижчих концентраціях і за меншої експозиції.

Фенол (карболова кислота) є безбарвними кристалами голчастої форми з різким характерним запахом. Під дією світла, повітря та вологи кристали набувають малиново-червоного кольору. Зберігають у закритих банках із темного скла та у захищеному від світла місці.

Фенол розчинний у воді, спирті, ефірі, жирних оліях. Маючи велику гігроскопічність, поглинає з навколишнього середовища вологу і стає рідким. Рідка карболова кислота містить 90% кристалічного фенолу та 10% води.

Застосовують 3-5% водні розчини карболової кислоти, приготовані з кристалічного фенолу та рідкої карболової кислоти за схемою, наведеною в табл. 7. Активність фенолу підвищується при розчиненні його у гарячій воді (40-50 ° С).

Увага! Кристалічний фенол або рідка карболова кислота, потрапляючи на шкіру, можуть спричинити її подразнення, а у великих концентраціях – тяжкі опіки. Тому поводитися з карболовою кислотою потрібно з великою обережністю. При виготовленні розчинів слід надягати гумові рукавички або у крайньому випадку змастити руки вазеліном.

У разі попадання карболової кислоти на шкіру необхідно негайно змити її теплою водою з милом або 40 етиловим спиртом.

Примітка. Для приготування розчинів фенолу, що дезінфікують, зручніше і безпечніше використовувати рідку карболову кислоту.

Контрольні питання

1. Які дезінфікуючі речовини застосовують у мікробіологічній практиці?

2. Опишіть зовнішній виглядта основні властивості хлорного вапна, хлораміну, фенолу.

3. Які розчини речовин, що дезінфікують, використовують для знезараження матеріалу, інфікованого споровими формами мікроорганізмів?

Завдання

Приготуйте 2 л 5% робочого розчину освітленого хлорного вапна; 500 мл 3% розчину хлораміну, 300 мл 1% розчину активованого хлораміну.

Увага! Перш ніж розпочати приготування розчинів, зробіть розрахунки.