Массовая культура на твердой поверхности

Выращиванием колоний на твердой поверхности получают максимальную плотность клеток, поскольку в данном случае жидкость находится только в промежуточном (межклеточном) пространстве и составляет от 20 до 30 % общего объема (27% от плотно упакованных тел, независимо от их размера). Если инокулят сильно разбавлен, каждая клетка в результате деления дает начало отдельной колонии. Это может быть полезным для массовой культуры, если отбор колонии ведут по какому-то одному признаку (например, если необходимо вырастить вариант, который образует только «гладкие» колонии). Чаще инокулят бывает не разбавлен, и его равномерно распределяют по всей поверхности среды. В этом случае микроорганизмы растут в виде сплошного газона. Твердую поверхность обычно получают после добавления в среду агара или другого отвердителя. Известен также ряд методов, при которых колонии растут на мембране, помещенной на поверхности жидкой среды в сосуде.

Массовая культура бактерий на твердой среде имеет ряд преимуществ по сравнению с культурой, выращиваемой в жидкой среде:

1. В случае культур, выращенных на твердой среде, нет необходимости использовать центрифугу или другие средства для сбора клеток, поскольку в этих культурах клетки находятся уже в сконцентрированном состоянии. Особенно следует избегать центрифугирования при получении большого количества патогенных или других вредных микроорганизмов, поскольку при этом образуются аэрозоли. Для сгущения клеток и сбора биомассы на поверхность агаризованной среды пипеткой наносят небольшое количество стерильного солевого раствора или буфера и суспендируют в нем выросшие колонии с помощью стерильного стеклянного шпателя. Таким способом можно получить большое количество клеток с поверхности агаровых сред в чашках Петри, в больших плоских культуральных матрасах и в больших плоских чашках, покрытых крышками из пирекса.

2. Твердые культуры относительно свободны от макромолекулярных компонентов и полностью свободны от частиц питательной среды, так как последние обычно находятся внутри агарового геля. Более того, твердые культуры относительно свободны от низкомолекулярных питательных веществ и продуктов метаболизма микроорганизмов, поскольку для их растворения необходимы значительно большие объемы среды. Следовательно, культуры, выращенные на твердой среде, особенно полезны для экспериментов (приготовления антигенов или для других целей), когда важна чистота клеточной суспензии.

3. На твердых средах можно получать результаты, которые невозможно достичь другим путем. Например, плодовые тела миксобактерий и эндоспоры определенных видов Bacillus образуются только при росте культур на твердой среде. Это объясняется тем, что лишь в данных условиях бактерии сохраняют между собой физические связи, а также тем, что в данном случае обеспечивается максимальное снабжение клеток кислородом атмосферы и вымывание продуктов метаболизма (например, кислот) из клеточного окружения. Если этого не происходит, рост культуры может подавляться.

Вместе с тем, выращивание микроорганизмов на твердых средах по сравнению с культивированием в жидкой среде имеет определенные недостатки:

1. Твердая культура имеет ограничения при выращивании больших количеств биомассы. Она дает возможность легко получать граммы клеток; десятки граммов выращивать уже затруднительно, а сотни граммов или килограммы клеток на твердой среде в лаборатории вырастить невозможно.

2. Твердые культуры не обеспечивают однородность популяции клеток, т. е. культура гетерогенна в физиологическом отношении. Например, клетки в верхней части твердой аэробной среды (слой глубиной до 1000 клеток) могут находиться в условиях низкого содержания питательных веществ, но высокого содержания кислорода, в то время как в нижних слоях среды условия могут быть противоположными. Гетерогенна культура и в техническом смысле, так как клетки микроорганизмов и питательная среда распределены неравномерно.

3. Твердые культуры характеризуются небольшим числом клеток в пересчете на данное количество среды.

Поиск по сайту: