Môi trường nuôi cấy vi khuẩn và điều kiện tăng trưởng

Môi trường nuôi cấy vi khuẩn là các chế phẩm dinh dưỡng mà trên đó vi khuẩn lâm sàng được nuôi cấy, và điều kiện tăng trưởng là các thiết lập vật lý và khí quyển mà dưới đó chúng được ủ. Cùng với nhau, chúng xác định những sinh vật nào mà phòng thí nghiệm có thể phân lập từ một mẫu vật, và việc lựa chọn chúng một cách chính xác là nền tảng của chẩn đoán dựa trên nuôi cấy.

Definition

Môi trường nuôi cấy vi khuẩn là các chất nền rắn hoặc lỏng cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của vi khuẩn, và điều kiện tăng trưởng là các thông số vật lý và khí quyển được kiểm soát mà dưới đó môi trường đã cấy được ủ để phân lập các sinh vật quan tâm.

Scope

Chủ đề này bao gồm thành phần và các loại môi trường được sử dụng trong vi khuẩn học lâm sàng, bao gồm các công thức đa năng, tăng sinh, chọn lọc và phân biệt, cùng với các biến số ủ ảnh hưởng đến sự phân lập, chẳng hạn như nhiệt độ, khí quyển và thời gian. Nó coi môi trường và điều kiện tăng trưởng là một chủ đề phương pháp luận và không cung cấp hướng dẫn lâm sàng cho từng bệnh nhân.

Core questions

• Điều gì phân biệt môi trường đa năng, tăng sinh, chọn lọc và phân biệt?
• Nhiệt độ ủ, khí quyển và thời gian ảnh hưởng đến sự phân lập như thế nào?
• Tại sao một số vi khuẩn cần môi trường hoặc khí quyển đặc biệt để phát triển?

Key concepts

• Môi trường tăng sinh
• Môi trường chọn lọc
• Môi trường phân biệt
• Ủ hiếu khí, kỵ khí và ưa CO2
• Sinh vật khó tính
• Nuôi cấy rắn so với nuôi cấy lỏng (canh thang)
• Môi trường tạo màu

Mechanisms

Môi trường cung cấp carbon, nitơ, muối và các yếu tố tăng trưởng, và có thể được bổ sung máu hoặc các chất tăng sinh khác để hỗ trợ các sinh vật khó tính. Môi trường chọn lọc kết hợp các tác nhân ức chế hệ vi khuẩn không mong muốn trong khi cho phép các sinh vật mục tiêu phát triển, và môi trường phân biệt bao gồm các chỉ thị tiết lộ một đặc tính trao đổi chất, giúp phân biệt các khuẩn lạc. Sự phát triển cũng phụ thuộc vào quá trình ủ: nhiều mầm bệnh phát triển tốt nhất gần nhiệt độ cơ thể, một số yêu cầu môi trường giàu carbon dioxide (ưa CO2), và các vi khuẩn kỵ khí bắt buộc yêu cầu loại trừ oxy. Việc kết hợp môi trường và khí quyển với mầm bệnh nghi ngờ và loại mẫu vật sẽ tối đa hóa sự phân lập, đó là lý do tại sao các phòng thí nghiệm điều chỉnh thiết lập nuôi cấy theo câu hỏi lâm sàng (Baron 2013; Jorgensen 2015).

Clinical relevance

Việc lựa chọn môi trường và điều kiện giải thích tại sao một nuôi cấy thông thường có thể bỏ sót các sinh vật khó tính hoặc kỵ khí trừ khi các phương pháp cụ thể được yêu cầu, và tại sao sự phân lập một sinh vật phụ thuộc vào việc phòng thí nghiệm dự đoán nó. Sự hiểu biết này hỗ trợ việc đọc báo cáo nuôi cấy một cách phê phán; nó mô tả cách kết quả được tạo ra và không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Các văn bản tham khảo tiêu chuẩn mô tả công thức và việc sử dụng môi trường nuôi cấy và điều kiện ủ trong vi khuẩn học lâm sàng (Jorgensen 2015), và hướng dẫn sử dụng liên kết loại mẫu vật với các thiết lập nuôi cấy thích hợp (Baron 2013).

History

Môi trường nuôi cấy rắn đã làm thay đổi vi khuẩn học vào cuối thế kỷ XIX bằng cách cho phép phân lập các khuẩn lạc thuần khiết, và sự phát triển sau đó của các công thức tăng sinh, chọn lọc và phân biệt đã mở rộng phạm vi các sinh vật có thể được phân lập và phân biệt, một tập hợp phương pháp được hệ thống hóa trong các sổ tay tiêu chuẩn (Jorgensen 2015).

Seminal works

• jorgensen-2015
• baron-2013

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa môi trường chọn lọc và môi trường phân biệt là gì?

Môi trường chọn lọc chứa các tác nhân ức chế các sinh vật không mong muốn để vi khuẩn mục tiêu có thể phát triển, trong khi môi trường phân biệt bao gồm các chỉ thị làm cho các khuẩn lạc có một đặc tính trao đổi chất cụ thể có thể phân biệt được bằng mắt thường; một môi trường duy nhất có thể vừa là chọn lọc vừa là phân biệt.

Tại sao một nuôi cấy có thể âm tính ngay cả khi có nhiễm trùng?

Các sinh vật khó tính, kỵ khí hoặc phát triển chậm có thể không phát triển trên môi trường thông thường hoặc trong điều kiện khí quyển tiêu chuẩn, vì vậy sự phân lập phụ thuộc vào việc phòng thí nghiệm sử dụng môi trường và điều kiện ủ phù hợp với mầm bệnh nghi ngờ.