ISOLIERUNG VON MIKROORGANISMEN: TECHNIKEN UND BEDEUTUNG - BIOLOGIE - 2025

Die Isolierung von Mikroorganismen umfasst eine Reihe von Techniken, mit denen die interessierenden Mikrobenarten von ihrem natürlichen Lebensraum in einen In-vitro-Lebensraum extrahiert und getrennt werden. Diese Techniken sind eine Reihe grundlegender und notwendiger Werkzeuge für mikrobiologische Studien.

Die meisten bekannten und von der Wissenschaft definierten Mikroorganismen konnten isoliert und in Behältern aufbewahrt werden, die teilweise die inneren Bedingungen der Orte simulieren, an denen sie leben.

Typisches Bild von Kolonien bakterienähnlicher Mikroorganismen, die auf einem festen Medium in einer Petrischale isoliert wurden (Bild von nadya_il unter www.pixabay.com)

Vielleicht war einer der ersten Männer, der die Isolierung von Mikroorganismen praktizierte, Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723), der Mikrobenproben von einer Vielzahl von Orten und Ökosystemen sammelte und isolierte, um sie unter den von ihm entworfenen Hunderten von Mikroskopen sorgfältig zu beobachten. .

Erst zu Zeiten der Wissenschaftler Louis Pasteur und Robert Koch im Laufe des 19. Jahrhunderts wurden strenge Praktiken durchgeführt, die dazu dienten, bestimmte Mikroorganismen zu isolieren, um sie detailliert untersuchen zu können. .

Im Gegensatz zu Leeuwenhoek konzentrierten sich diese Forscher darauf, definierte Arten von den anderen Arten von Mikroben in der Umwelt zu isolieren. Darüber hinaus waren sie daran interessiert, sie so lange wie möglich außerhalb ihrer natürlichen Umgebung am Leben zu erhalten.

Heute wurden präzise Techniken zur Isolierung und zum Wachstum vieler verschiedener Mikroorganismen entwickelt, die aus nahezu jeder Umgebung der Biosphäre stammen.

Isolationstechniken für Mikroorganismen

Alle Mikroorganismenisolierungen beginnen mit der Entnahme einer Probe in freier Wildbahn, in der sich die interessierenden Mikroorganismen befinden. Diese Stellen können Wunden in tierischen oder pflanzlichen Geweben, Böden oder Substraten, Pfützen, Meeren, Oberflächen wie Haut usw. sein.

Die Probe wird entnommen, indem ein Behälter berührt oder gestützt wird, der ein Medium mit den entsprechenden Anforderungen für das Wachstum von Mikroorganismen auf der Oberfläche aufweist, von der isoliert werden soll. In diesem Behälter erhalten Sie eine sogenannte "Kultur" von Mikroben.

Im Allgemeinen ist die erste Kultur, die aus natürlichen Lebensräumen gewonnen wird, zweifellos eine "Mischkultur", dh eine Kultur, die aus einer großen Anzahl verschiedener Arten von Mikroben besteht.

Die meisten Arten von Mikroorganismen können jedoch im Labor voneinander isoliert werden, um Mikroorganismenkulturen zu erhalten, in denen nur die interessierenden Arten wachsen, oder mit anderen Worten, „Reinkulturen“.

Im Wesentlichen handelt es sich bei dem Verfahren zur Gewinnung von „Reinkulturen“ um eine sogenannte „Isolierung von Mikroorganismen“.

Es gibt eine große Anzahl von Techniken zur Isolierung von Mikroorganismen, und es gibt sogar einige, die speziell für eine bestimmte Art von Mikroorganismen spezifisch sind. In anderen Fällen ist es möglich, eine Reinkultur nur durch Sammeln der Probe aus der natürlichen Umgebung zu erhalten.

Zu den am häufigsten verwendeten Isolationstechniken zur Trennung einer in Mischkulturmedien gefundenen interessierenden Spezies gehören:

Kratzer oder Streifen

Vielleicht ist dies die am weitesten verbreitete Methode zur Isolierung von Mikroorganismen. Diese Technik besteht darin, ein steriles festes Medium mit allen für das Wachstum des Mikroorganismus erforderlichen Nährstoffen in einem Glasbehälter wie einer Petrischale herzustellen.

Unter Verwendung eines feinen Instruments, das normalerweise spitz ist, wird der in der Mischkultur zu isolierende Mikroorganismus berührt, und dann wird in dem sterilen festen Medium die Spitze des Instruments, mit der der Mikroorganismus berührt wurde, über das gesamte Objekt hin und her gleiten Nummernschild.

Dies geschieht intensiv hin und her über die Oberfläche des festen oder agarisierten Mediums, als wäre es ein Zick-Zack. Dies geschieht normalerweise, bis etwa ein Drittel des Durchmessers des Agars auf der Platte bedeckt ist.

Fusion mit dem Medium oder der Beschichtung

Bei diesem Verfahren wird eine Verdünnung des Mediums, in dem die gesammelten Mikroben leben, bis zu dem Punkt durchgeführt, an dem nur noch wenige hundert Zellen für jeden Milliliter des Mediums übrig sind, in dem sie verdünnt wurden.

Aus dieser Verdünnung werden einige Milliliter entnommen und mit dem Medium gemischt, das dem Behälter zugesetzt wird, bevor es sich verfestigt. Wenn eine Mischung zwischen dem agarisierten Medium und dem flüssigen Medium hergestellt wird, in dem sich die Mikroorganismen befinden, bleiben sie in das Medium eingetaucht und sind nur sichtbar, bis sie sich als Kolonie vermehren.

Da sie sich als Kolonie entwickeln, ist es einfacher, sie mit anderen Methoden wie beispielsweise dem Kratzen vom Rest der Mikroorganismen zu trennen.

Reihenverdünnungen

Diese Methode besteht darin, Reihenverdünnungen des Mediums vorzunehmen, in dem sich die Mikroorganismen befinden. Ein Beispiel hierfür sind die Verdünnungen zur Reinigung von Lactococcus lactis oder Lactobacillus acidophilus, Bakterien, die für die Herstellung von Käse und Joghurt verantwortlich sind.

Ungefähr 1 Milliliter wird aus einem Röhrchen entnommen, das Sauermilch oder zuvor fermentierten Joghurt enthält, und dieser Milliliter wird in sterile Milch ohne Mikroorganismen eingeimpft. Später wird ungefähr ein Milliliter der Milch entnommen und der Vorgang wiederholt.

Dies wird ungefähr drei oder vier Mal hintereinander wiederholt, was es sehr wahrscheinlich macht, Lactococcus lactis oder Lactobacillus acidophilus in einem Medium zu erhalten, das aus Kontaminanten isoliert wurde, die andere Mikroben darstellen können.

Detaillierte Fotografie der Website und typische Materialien zur Isolierung von Mikroorganismen (Bild von Sintija Valucka unter www.pixabay.com)

Anreicherungsverfahren

Diese Methodik wird erreicht, indem die Mikroorganismen in Kulturmedien unter Bedingungen gezüchtet werden, die das Wachstum der interessierenden Spezies stimulieren oder erleichtern, und in vielen Fällen unter Bedingungen, die das Wachstum anderer kontaminierender Mikroorganismen hemmen.

Bakterien der Gattung Salmonella wachsen in mit Selenit angereicherten Kulturmedien, da diese Mikroorganismen Selenit in Selen umwandeln, um es zu metabolisieren. Der Selenit im Medium macht es schwierig, die Nährstoffe für andere Mikroorganismen als Salmonellen aufzunehmen.

Einzigartige oder exklusive Technik

Dies ist vielleicht die schwierigste und am wenigsten wirksame Technik zur Isolierung von Mikroben. Dabei wird ein Tropfen des Mediums (Probe), in dem sich die Mikroorganismen befinden, auf ein steriles Deckglas gegeben und anschließend auf den Mikroskoptisch gegeben.

Später wird beim Beobachten eine einzelne Zelle mit Hilfe einer sterilen Mikropipette entfernt. Der Tropfen wird auf ein anderes steriles Deckglas gegeben, das bei der für den Mikroorganismus geeigneten Temperatur inkubiert wird. Schließlich wird erneut unter dem Mikroskop beobachtet, dass es Wachstum zeigt.

Wenn sich bei erneuter Beobachtung aus der entnommenen Einzelzelle neue Zellen entwickelt haben, werden diese einem sterilen Kulturmedium zugesetzt, um eine vollständig isolierte Reinkultur zu erhalten.

Benutzerdefinierte Techniken

Es gibt unzählige verschiedene Mikroben auf dem Planeten Erde, die in fast allen bekannten Ökosystemen verstreut sind. Einige Mikroorganismen sind als Extremophile bekannt und erfordern einzigartige Bedingungen für ihre Entwicklung und ihr Wachstum.

Diese extremen Bedingungen sind für die Isolierung sowohl vorteilhaft als auch nachteilig, da sie, obwohl sie nur das Wachstum dieser Mikroorganismen ermöglichen, in vitro schwierig zu reproduzieren sein können.

Bedeutung

Die Isolierung von Mikroorganismen war einer der wichtigsten Fortschritte auf dem Gebiet der Wissenschaft und Medizin. Dies hat es der Menschheit ermöglicht, wirksame Behandlungen gegen verschiedene mikrobielle Krankheitserreger zu untersuchen und zu entwickeln.

Gegenwärtig ist mit Sicherheit bekannt, dass Mikroorganismen einen wesentlichen Bestandteil aller Ökosysteme bilden. Daher ermöglicht die Erreichung der Isolierung einiger von ihnen mit relativer Bedeutung für den Menschen den Forschern, sie intensiv zu untersuchen, um sie gründlich zu verstehen seine Rolle in jedem Ökosystem.

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