وسيط: الأساس المنطقي والتحضير والاستخدامات والقيود - مادة الاحياء - 2025

وسيط تخمير الـ OF أو الجلوكوز عبارة عن أجار شبه صلب مصمم خصيصًا لدراسة التمثيل الغذائي المؤكسد والتخمري للكربوهيدرات في مجموعة مهمة من الكائنات الحية الدقيقة غير Enterobacteriaceae ، تسمى العصيات غير المعوية سلبية الجرام.

تم إنشاؤه بواسطة Hugh and Leifson ؛ أدرك هؤلاء الباحثون أن الوسائل التقليدية لدراسة إنتاج الحمض من الكربوهيدرات لم تكن مناسبة لهذه المجموعة المحددة من البكتيريا.

أ. التجارية القاعدية المتوسطة. ب. الأنابيب ذات المصنف المتوسط. المصدر: A and B Photos التي التقطها المؤلف ماجستير. مارييلسا جيل.

وذلك لأن العصي غير المعوية سالبة الجرام تنتج عمومًا كميات منخفضة من الأحماض ، على عكس Enterobacteriaceae.

وبهذا المعنى ، فإن الوسيط OF له خصائص خاصة يمكنها الكشف عن الكميات الصغيرة من الحمض المتكون ، سواء عن طريق التأكسد أو التخمر. ترتبط هذه الاختلافات بكمية البيبتون والكربوهيدرات والأجار.

يحتوي هذا الوسط على عدد أقل من الببتونات وتركيز أعلى من الكربوهيدرات ، مما يقلل من المنتجات التي تجعل الوسط قلويًا نتيجة لعملية التمثيل الغذائي للبروتين ويزيد من إنتاج الأحماض بسبب استخدام الكربوهيدرات.

من ناحية أخرى ، فإن الانخفاض في كمية الأجار يفضي إلى انتشار الحمض المنتج في جميع أنحاء الوسط ، بالإضافة إلى السماح لنا بمراقبة الحركة.

يتكون وسيط OF من الببتون وكلوريد الصوديوم وأزرق بروموثيمول وفوسفات ثنائي البوتاسيوم وأجار وكربوهيدرات. الكربوهيدرات الأكثر شيوعًا هي الجلوكوز ، لكن يمكن استخدام أنواع أخرى من الكربوهيدرات التي يرغب المرء في دراستها ، مثل اللاكتوز ، المالتوز ، الزيلوز ، وغيرها.

أساس

مثل أي وسط استزراع ، يجب أن يحتوي وسيط OF على مواد مغذية تضمن نمو البكتيريا ؛ هذه المواد هي ببتون.

من جانبها ، توفر الكربوهيدرات الطاقة وفي نفس الوقت تعمل على دراسة سلوك الكائنات الحية الدقيقة ضدها ، أي أنها تسمح بتصنيف البكتيريا على أنها كائن مؤكسد أو مخمر أو غير مُحلل للسكريات.

متوسط ​​يحتوي على نسبة 1: 5 ببتون / كربوهيدرات مقارنة بالوسائط التقليدية 2: 1. هذا يضمن أن كمية الأمينات القلوية المتكونة من تحلل الببتون لا تحيد تكوين الأحماض الضعيفة.

من ناحية أخرى ، يحتوي الوسط على كلوريد الصوديوم وفوسفات ثنائي البوتاسيوم. تعمل هذه المركبات على استقرار الوسط تناضحيًا وتنظيم درجة الحموضة على التوالي. البروموثيمول الأزرق هو مؤشر الأس الهيدروجيني ، والذي يحول لون الوسط من الأخضر إلى الأصفر مع إنتاج الحمض.

يمكن لبعض الكائنات الحية الدقيقة استخدام الكربوهيدرات من خلال طرق الأكسدة أو التخمير ، بينما لا يتخذ البعض الآخر أيًا من الطريقين.

هذا يعتمد على خصائص كل كائن حي دقيق. على سبيل المثال ، يمكن لبعض الكائنات الدقيقة الهوائية الصارمة أن تؤكسد بعض الكربوهيدرات ، ويمكن أن تتأكسد اللاهوائية الاختيارية وتتخمر اعتمادًا على البيئة المحيطة بها ، في حين أن البعض الآخر لا يتأكسد أو يتخمر الكربوهيدرات (اللاكربوهيدرات).

أخيرًا ، هناك تعديل على وسيط OF موصى به من قبل CDC يحتوي على قاعدة OF خاصة مع أحمر الفينول كمؤشر.

عملية الأكسدة

لا تتطلب عملية أكسدة الجلوكوز فسفرة الجلوكوز ، كما هو الحال مع عملية التخمير. في هذه الحالة ، تتأكسد مجموعة الألدهيد إلى مجموعة كربوكسيل ، مما ينتج عنه حمض الغلوكونيك. يتأكسد هذا بدوره إلى 2-كيتوجلوكونيك.

الأخير إما يتراكم أو يتحلل إلى جزيئين من حمض البيروفيك. يتطلب هذا النظام وجود الأكسجين أو بعض المركبات غير العضوية كمستقبل نهائي للإلكترون.

يكون إنتاج الأحماض بهذه الطريقة أضعف من إنتاج طريق التخمير.

عملية التخمير

لكي يحدث تخمير الجلوكوز بأي من الطرق المتاحة ، يجب أولاً أن يتم فسفرته ، ليصبح جلوكوز 6 فوسفات.

يمكن أن يأخذ تخمير الجلوكوز عدة طرق ، أهمها طريق Embden-Meyerhof-Parnas ، ولكن يمكنهم أيضًا اتخاذ طريق Entner-Doudoroff ، أو طريق Warburg-Dickens أحادي الفوسفات ، المعروف أيضًا باسم من تدهور البنتوز.

يعتمد المسار المختار على النظام الأنزيمي الذي يمتلكه الكائن الدقيق.

عبر Embden-Meyerhof- بارناس

في عملية تخمير الجلوكوز عبر طريق Embden-Meyerhof-Parnas ، يتم تقسيمه إلى جزيئين ثلاثي ، ثم يتحلل لاحقًا إلى مركبات كربون مختلفة ، حتى يتم تكوين glyceraldehyde-3-phosphate. من هناك تنشأ مادة وسيطة ، وهي حمض البيروفيك.

من هناك سيتم تشكيل أنواع مختلفة من الأحماض المختلطة التي يمكن أن تختلف من نوع إلى آخر.

يحدث هذا النظام في غياب الأكسجين ويتطلب مركبًا عضويًا كمستقبل نهائي للإلكترون.

مسار Entner-Doudoroff

في تخمر الجلوكوز عبر مسار Entner-Doudoroff ، يصبح الجلوكوز 6-فوسفات جلوكونو-ᵼ-لاكتون-6-فوسفات ومن هناك يتأكسد إلى 6-فوسفوجلوكونات و 2-كيتو-3-ديوكسي-6- phosphogluconate لتشكيل حمض البيروفيك أخيرًا. يحتاج هذا المسار إلى الأكسجين لحدوث تحلل السكر.

مسار التحلل الخماسي أو مسار Warburg-Dickens Hexoxa أحادي الفوسفات

هذا المسار هو مزيج من 2 أعلاه. يبدأ بشكل مشابه لمسار Entner-Doudoroff ، ولكن في وقت لاحق يتشكل glyceraldehyde-3-phosphate كمقدمة لحمض البيروفيك ، كما يحدث في مسار Embden-Meyerhof-Parnas.

تجهيز

لوزن:

2 غرام من الببتون

5 غرام من كلوريد الصوديوم

10 غرام من د-جلوكوز (أو الكربوهيدرات المراد تحضيرها)

0.03 جرام من البروموثيمول الأزرق

3 غرام أجار

0.30 جم من فوسفات ثنائي البوتاسيوم

1 لتر ماء مقطر.

تخلط جميع المركبات ما عدا الكربوهيدرات وتذوب في لتر واحد من الماء المقطر. يسخن ويهز حتى يذوب تماما.

عند التبريد إلى 50 درجة مئوية ، يضاف 100 مل من 10٪ جلوكوز (مصفى).

قم بتوزيع 5 مل من الوسط بطريقة معقمة في أنابيب اختبار مغطاة بالقطن والأوتوكلاف عند 121 درجة مئوية ، ضغط 15 رطلاً لمدة 15 دقيقة.

السماح لتصلب في وضع عمودي.

يجب أن يكون الرقم الهيدروجيني للوسط 7.1 ، ولون الوسط المحضر أخضر.

احفظه في الثلاجة.

التطبيقات

وسيط OF هو وسيط خاص لتحديد السلوك الأيضي لكائن حي دقيق ضد الكربوهيدرات. خاصة بالنسبة لأولئك الذين يشكلون أحماض قليلة أو ضعيفة أو معدومة.

زرعت

لكل كائن حي دقيق ، هناك حاجة إلى 2 من الأنابيب ، يجب تلقيح كليهما بالكائنات الحية الدقيقة المراد دراستها. تؤخذ المستعمرة بمقبض مستقيم ويتم عمل ثقب في وسط الأنبوب دون الوصول إلى القاع ؛ يمكن عمل العديد من الثقوب ، طالما أنه لا توجد مصلحة في مراقبة الحركة.

تتم إضافة طبقة من الفازلين السائل المعقم أو البارافين المنصهر المعقم (حوالي 1 إلى 2 مل) إلى أحد الأنابيب ويشار إليها بالحرف "F". يتم ترك الأنبوب الآخر أصليًا ومسمى "O". يتم تحضين كلا الأنبوبين عند 35 درجة مئوية ويتم ملاحظتهما يوميًا لمدة تصل إلى 3 إلى 4 أيام.

ترجمة

التمثيل الغذائي وإنتاج الغاز

الجدول: تصنيف الكائنات الحية الدقيقة وفقًا لسلوكها في الأنابيب المفتوحة (المؤكسدة) والمغلقة (المخمرة)

المصدر: بقلم المؤلف ماجستير. مارييلسا جيل

يتم ملاحظة الغاز مع تكوين الفقاعات أو إزاحة الأجار.

وتجدر الإشارة إلى أن الكائن الحي الذي يؤكسد الجلوكوز فقط ولا يخمره ، لن يكون قادرًا على تخمير الكربوهيدرات الأخرى ، وفي كل الأحوال سوف يؤكسده فقط. لذلك ، في هذه الحالة ، سيتم حذف الأنبوب المختوم لدراسة الكربوهيدرات الأخرى.

الحركة

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن رؤية الحركة في وسط OF.

الحركة الإيجابية: النمو الذي لا يقتصر على مجال التلقيح. يوجد نمو باتجاه جانبي الأنبوب.

الحركة السلبية: النمو فقط في اللقاح الأولي.

سؤال وجواب

يمكن استخدام السلالات التالية كضوابط للجودة: Escherichia coli و Pseudomonas aeruginosa و Moraxella sp. النتائج المتوقعة هي:

1. coli: تخمر الجلوكوز (أنابيب صفراء ومتألقة).
2. الزنجارية: مؤكسد الجلوكوز (أنبوب أصفر مفتوح وختم أخضر أو ​​أزرق).
3. Moraxella sp: غير حال للسكريات (أنبوب أخضر أو ​​أزرق مفتوح ، أنبوب أخضر مختوم).

محددات

-بعض الكائنات الحية الدقيقة لا يمكن أن تنمو في وسط. في هذه الحالات ، يكرر الاختبار ولكن يضاف 2٪ مصل أو 0.1٪ مستخلص خميرة إلى الوسط.

- غالبًا ما تُلاحظ تفاعلات الأكسدة بالقرب من السطح ويمكن أن تظل بقية الوسط خضراء ، بنفس الطريقة التي تُعتبر إيجابية.

المراجع

1. Koneman E ، Allen S ، Janda W ، Schreckenberger P ، Winn W. (2004). التشخيص الميكروبيولوجي. 5th إد. التحرير Panamericana SA Argentina.
2. Forbes B، Sahm D، Weissfeld A. (2009). بيلي وسكوت التشخيص الميكروبيولوجي. 12 إد. التحرير Panamericana SA Argentina.
3. ماك فادن ج. (2003). الاختبارات البيوكيميائية لتحديد البكتيريا ذات الأهمية السريرية. الطبعة الثالثة. افتتاحية بان أميريكانا. بوينس ايرس. الأرجنتين.
4. معامل فرانسيسكو سوريا ملغيزو. 2009. OF الجلوكوز المتوسط. متاح على:
5. مختبرات كوندا بروناديسا. متوسط ​​الجلوكوز. متاح في: condalab.com
6. مختبرات BD. 2007. OF Basal Medium. متاح في: bd.com