Mikrobiologie-Laborgeräte: Instrumente für mikrobielle Forschung

Mikrobiologie ist die Untersuchung von Lebensformen, die mit bloßem Auge nicht zu sehen sind, oder Mikroben. Bakterien, Viruspartikel und viele Pilzarten sind alle in einer vielfältigen mikroskopischen Welt enthalten. Forscher, die Mikroben untersuchen, nutzen Instrumente, die das Wachstum, die Identifizierung und die Beschreibung mikroskopischer Lebewesen ermöglichen. Es ist wesentlich, die Fähigkeit zu haben, verschiedene Arten und Stämme ohne Kontamination durch andere mikroskopische Organismen zu isolieren. Beispielsweise kann eine Bakterienkultur mit anderen Bakterien, Viren oder Pilzen kontaminiert werden, die in der Lage sind, die gewünschte Kultur zu zerstören.

Grundlegende Mikrobiologie-Instrumente

• Die grundlegende Ausrüstung im Mikrobiologielabor ermöglicht es Forschern, eine Umgebung bereitzustellen, in der Bakterien und andere Mikroben ohne Kontaminationsgefahr gezüchtet werden können. Mikroben werden im Allgemeinen in einer flüssigen Nährmedium namens Brühe oder auf einem Gel-Material namens Agar angebaut. Kulturen, die auf Agar angebaut werden, werden oft in abgedeckten Kunststoffgefäßen namens Petrischalen aufbewahrt. Brühe kann in einer Vielzahl von Kunststoffbehältern verwendet werden, einschließlich Reagenzgläsern oder Flaschen. Ein kleiner Drahtring, Inokulationsschlinge genannt, wird oft verwendet, um Bakterien von einem Medium auf ein anderes zu übertragen. Forscher sterilisieren die Inokulationsschlinge zwischen jeder Übertragung mit einer Gasflamme Bunsenbrenner. Obwohl Glaswaren verwendet werden können, wird Kunststoff bevorzugt, da es nach den Testverfahren leicht entsorgt werden kann.

Inkubatoren optimieren Temperaturen für Kulturwachstum

• Bakterien und andere Mikroben wachsen besser, wenn sie bei optimalen Temperaturen gehalten werden. Daher sind Mikrobiologielabore im Allgemeinen mit einem Inkubator ausgestattet. Ein Inkubator ist einem Ofen ähnlich und besser in der Lage, eine ziemlich konstante Temperatur aufrechtzuerhalten. Viele Bakterienarten wachsen bei 37 Grad Celsius, 98,6 Grad Fahrenheit optimal. Dies entspricht der Körpertemperatur bei normalen Menschen. Bakterienarten, die in Bodenproben vorkommen, bevorzugen im Allgemeinen eine kühlere Wachstumstemperatur von etwa 25 Grad Celsius. Es ist wichtig für Forscher, eine kontaminationsfreie Umgebung im Inneren des Inkubators durch aseptische Reinigung nach jeder Verwendung aufrechtzuerhalten.

Mikroben mit Lichtmikroskopie betrachten

• Ein Lichtmikroskop ist ein weiteres wertvolles Gerät, das in einem Mikrobiologielabor verwendet wird. Bakterien und Pilzsporen sind sehr klein und schwer zu sehen, selbst bei der maximalen 1000-fachen Vergrößerung eines Lichtmikroskops. Diese Vergrößerung ist jedoch im Allgemeinen ausreichend, um Bakterienzellformen zu beobachten. Ein Lichtmikroskop wird auch verwendet, um die Ergebnisse von Gram-Färbungen zu betrachten. Die Gram-Färbung ist eine Technik, um festzustellen, ob bestimmte Bakterien die Färbung aufnehmen können, wodurch bakterielle Zellen blau erscheinen, d. h. grampositiv, oder rot, d. h. gramnegativ. Gram-Färbungen und Zellformen sind wichtige diagnostische Werkzeuge, um die Art unbekannter Bakterien zu bestimmen, insbesondere bei menschlichen Bakterieninfektionen.

Autoklaven dienen der Sterilisation

• Petrischalen, Inokulationsschlingen, Nährmedien und alle Materialien, die zum Anbau reiner Mikrobenkulturen verwendet werden, dürfen nicht mit anderen Mikrobenarten kontaminiert werden. Der Autoklav wird verwendet, um Geräte und Medien zu sterilisieren, bevor sie zum Anbau von Mikroben verwendet werden. Er wird auch verwendet, um Geräte und Kulturen nach Abschluss jedes Experiments zu sterilisieren, um die Verbreitung von Infektionsmaterial zu verhindern. Ein Autoklav ist ein großer Schnellkochtopf, der Temperaturen von über 100 Grad Celsius erreichen kann. Der erhöhte Druck im Autoklav ermöglicht es wasserbasierten Agaren und Nährbrühen, bei Temperaturen von über 100 Grad Celsius zu sieden. Es ist eine garantierte Methode der Sterilisation.

Arbeiten in einer sterilen Umgebung

• Das Übertragen einzelner Bakterienzellen in ein flüssiges Medium oder eine Agarplatte erfordert eine sterile Umgebung, um Kontamination durch die umgebende Luft und Arbeitsflächen zu verhindern. Mikrobiologen verwenden in der Regel einen Laminarstrom-Abzug, um eine sterile Arbeitsbank zu schaffen. Die Laminarkabine entfernt Mikroben durch Filtration aus einem ständig bewegten Luftstrom, der potenziell kontaminierende Mikroben auf einer Arbeitsfläche eliminiert. Forscher können mit reinen Bakterien- und Pilzkulturen arbeiten, ohne Angst zu haben, die gewünschten Mikrobenkulturen im Laminarstrom-Abzug zu kontaminieren.

Kleinste Mikroben mit Elektronenmikroskopie betrachten

• Lehrbuchbilder, die große Details von Bakterien, Pilzsporen und insbesondere Viruspartikeln zeigen, werden mit dem Elektronenmikroskop erstellt. Der Vorteil des Elektronenmikroskops ist, dass Elektronen kleiner sind als sichtbares Lichtteilchen und die potenzielle Auflösung des betrachteten Objekts erheblich erhöhen. Lichtmikroskope sind auf die Vergrößerung eines Objekts um das 1000-fache ohne Verlust der Auflösung beschränkt. Das Elektronenmikroskop kann Objekte bis zu 100.000-fach vergrößern. Forscher haben prächtige Fotografien von Viruspartikeln mit dem Elektronenmikroskop erstellt.