محیط کشت و نقش آن در دنیای علم و پزشکی، از اهمیت بسیاری برخوردار است. این محیط ها، امکان رشد و تکثیر سلولها و میکروارگانیسمها را فراهم میکنند که در انجام تحقیقات و آزمایشات آزمایشگاهی بسیار مهم هستند.
استفاده از PCR برای نشان دادن حضور ژن های ویرولانس در باکتری ها بسیار معمول است و هرچند در جهت تشخیص سریع بکار می رود ولی موجب ریشه کنی روش های فنوتیپی و مرسوم در آزمایشگاه ها نمی شود. تنها حضور ژن در میکروارگانیسم نشان دهنده بیان آن نیست بلکه میزان بیان ژن، فنوتیپ را مشخص می سازد که آن نیز تحت کنترل شرایط کمپلکس محیطی و سایر ژن های باکتری است .
در محیط کشت، انواع سلولهای جانوری، گیاهی و جلبکها میتوانند در محیطهای کاملا طبیعی یا مصنوعی (سنتزی) رشد کنند. نوع محیط کشت بستگی به نوع یاخته و هدف آزمایش مورد استفاده دارد. بهطور کلی، محیطهای کشت میتوانند شامل موارد زیر باشند:
انواع محیط کشت در ادزمدمحیط کشت طبیعی
مایعات بیولوژیکی هستند که برای رشد سلولهای جانوری استفاده میشود. این محیطها مشتمل بر مایعات بیولوژیک، عصارههای بافتی و پلاسما هستند. این محیطها به علت مشخص نبودن ترکیبات تشکیلدهنده، قابلیت تولید مجدد ندارند که یکی از معایب استفاده از آنها در کشت است.
محیطهای کشت مصنوعی
محیط کشتهای مصنوعی با افزودن مواد ، ویتامینها، نمکها، گازهای O2 ،CO2 و …، پروتئینهای سرم، کربوهیدراتها، کوفاکتورها آماده میشوند و شامل محیطهای ضروری، مدتدار، رشد نامحدود و عملکردهای تخصصی هستند. این محیطها برای زنده ماندن و رشد میکروارگانیسمها با شرایط مختلف آماده میشوند.
استفاده صحیح از انواع مختلف محیطهای کشت در تحقیقات علمی و پزشکی، امکان تولید دقیق نتایج و انجام آزمایشات موثر را فراهم میکند. انتخاب محیط کشت مناسب برای هر نوع تحقیقات و آزمایشات بسیار اهمیت دارد و تأثیر زیادی بر کیفیت و قابلیت تکثیر سلولها یا میکروارگانیسمها دارد.
در ادامه به معرفی و بررسی انواع محیطهای کشت پرداخته خواهد شد و در ابتدا محیط های کشت میکروبیولوژی و انواع پر مصرف آن توضیح خواهد داده شد و در مقاله بعدی در مورد محیط های کشت کروم آگار توضیحات کاملی خواهیم داد و بعد از آن به محیط های کشت سلولی و ویروسی می پردازیم.
- محیط کشت میکروبیولوژی:
این محیطهای کشت برای کشت و رشد میکروارگانیسمها مانند باکتری ها و قارچ ها استفاده میشوند. این محیطها شامل مواد مخصوصی هستند که برای رشد این میکروارگانیسمها لازم است.
- محیط کشت سلولی:
این نوع محیطهای کشت برای رشد سلولها و بافت های حیوانی یا گیاهی و کشت ویروس استفاده میشود. محیطهای کشت سلولی حاوی مواد غذایی، هورمونها و عوامل رشد لازم برای رشد سلولها هستند.
محیط کشت میکروبیولوژی
محیط کشت یا محیط رشد میکروبی ، یک محیط کاملاً مغذی است که شرایط مناسب برای رشد و تمام عناصر مورد نیاز برای رشد باکتریها مانند مواد غذایی، آب، اکسیژن و غیره را برای باکتریها فراهم میکند. باکتریها موجودات تک سلولی هستند، به این معنا که تمام فعالیتهای حیاتی خود را بدون نیاز به سلولهای دیگر انجام میدهند و نیازمندیهایی مانند غذا، آب و مواد مغذی دارند.
این محیطها به طور کلی منبع انرژی و ترکیباتی که چرخه سلول را تنظیم میکنند را فراهم میکنند.
محیط کشت استاندارد شامل ترکیبات مختلفی از جمله آمینواسیدها، ویتامینها، نمکهای معدنی، گلوکز، سرم و هورمونها برای رشد ارگانیسمها را در خود دارد.
محیط کشت میکروبیال، منبع غنی مواد غذایی برای رشد باکتریها است که نیازهای اساسی مانند آب، اکسیژن و سایر عوامل را فراهم میکند، در این مقاله توضیح مختصری درباره اهمیت و کاربردهای آن ارائه شده است.
انواع محیطهای کشت استفاده شده در میکروبیولوژی
محیطهای کشت از نظر ترکیبات فیزیکی و شیمیایی انواع مختلفی دارند.
الف. بر اساس خصوصیات فیزیکی:
- محیط جامد
این محیط کشت ها دارای آگار می باشند که همین آگار باعث انعقاد و جامد شدن محیط کشت میشود.
مزایای محیط جامد:
(الف) با مطالعه ویژگیهای کلونی، باکتریها قابل شناسایی هستند.
(ب) باکتریهای مختلف قابل جدا کردن هستند.
اکثرا از دو ماده ی آگار و ژلاتین می توان برای جامد کردن محیط کشت استفاده نمود اما به علت اینکه اولا محلول ژلاتین ۱۵ درصد در دمای محیط ذوب می شود و دوما ژلاتین توسط اکثر باکتری های پروتئولیتیک باکتری هایی مثل سودوموناس که با تولید پروتئاز خارج سلولی قادر به تجزیه پروتئین هستند تجزیه می شود بیشتر از آگار برای جامد کردن محیط کشت استفاده می شود.
«آگار» بیشترین استفاده را برای تهیه محیطهای جامد دارد. آگار عصاره پلیساکاریدی است که از جلبکهای دریایی به دست میآید. آگار عامل جامد کنندهی ایدهآل است زیرا: بر روی رشد باکتری تأثیر ندارد و در دمای ۳۷°C جامد میماند و شفاف است.
- محیط مایع
برای رشد فراوان استفاده میشود، مانند محیط کشت خون مایع یا نوترینت براث. ارگانیسمهای مختلط نمیتوانند جدا شوند.
- محیط کشت نیمه جامد
این محیط ها درصد کمی آگار مثلا نیم درصد، دارند و نیمه جامد می مانند. از آن
ها به عنوان محیط انتقالی استفاده می شود ، مثلSIM
ب. بر اساس ترکیب شیمیایی:
۱. محیطهای آزمایشگاهی روزمره یا محیط های کشت پایه
۲. محیطهای سنتزی. این محیطها از مواد شیمیایی خالص تعریف شده تهیه میشوند و در کارهای تحقیقاتی استفاده میشود.
محیط های کشت پایه
- محیطهای پایه : پایه که برای رشد (کشت) باکتریهای نیاز به غنیسازی محیط ندارند استفاده میشوند. مثال: نوترینت براث، نوترینت آگار و پپتون واتر، استافیلوکوک و انتروباکترها در این محیطها رشد میکنند.
- محیطهای غنیکننده : از این محیطها معمولاً با افزودن خون، سرم یا تخممرغ های کشت ساده غنی میشوند. مثال: بلاد آگار یا سرم لفلر یا محیط کشت لون اشتاین جانسون که برای کشت و جداسازی گونه های مایکوباکتریوم، از جمله مایکوباکتریوم توبرکلوزیس، از نمونه های بالینی استفاده می شود. یا استرپتوکوکها که در محیط آگار خون رشد میکنند.
- محیطهای انتخابی : این محیطها رشد یک باکتری خاص را ترجیح میدهند با مهار رشد باکتریهای ناخواسته و اجازه میدهند تا باکتریهای مورد نظر رشد کنند. مثال: آگار مک کانکی، محیط لون اشتاین جانسون ، محیطهای تلوریت (تلوریت رشد بیشتر اکثر باکتریهای گلو حلق را جلوگیری میکند به جز باسیلهای دیفتری). آنتیبیوتیک میتواند به محیط اضافه شود تا رشد را مهار کند.
- محیطهای نشانگر یا محیط کشت افتراقی : به تعداد کافی در محیط. یک نشانگر قرار داده شده است. یک باکتری خاص تغییر را در نشانگر ایجاد میکند، که در نهایت منجر به تمیز و ایزوله شدن باکتری می مورد نظر می شود مثل مک کانکی آگارکه در آن باکتری های تخمیر کننده لاکتوز مثل اشرشیاکلی به رنگ قرمز یا صورتی رشد میکنند و لاکتوز منفی مثل سالمونلا و شیگلا کلنی سفید رنگ تشکیل میدهند.
- محیطهای انتقالی: این محیطها وقتی استفاده میشوند که نمونهها را نمیتوان بلافاصله بعد از جمعآوری کشت داد. مثال: محیط کری-بلیر، محیط استوارت.
- محیط های نگهداری بلند مدت باکتری: محیطی که برای نگهداری باکتری ها برای مدت طولانی استفاده می شود مثل محیط کشت BHI/گلیسرول
- . محیط کشت کامل: این نوع محیط کشت دارای تمامی مواد لازم برای رشد باکتریهاست و شامل مواد ضد میکروبی، مهار کننده و اندیکاتور (شاخص) نیستند و حدود ۸۰ درصد باکتریها در آن رشد میکنند. مثل محیط کشت PCA
- محیط کشت کروم آگار: یکی از جدیدترین روشهای شناسایی سریع عوامل بیماریزا در آب و موادغذایی محیطهای کشت رنگ آفرین) کروموژن (است . که در مقاله بعدی توضیحات کاملی در مورد این نوع محیط کشت خواهیم داد.
