Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

Введение

В настоящее время нет комплексных экспресс-методов изучения динамики репродуктивной активности микробных популяций при выращивании на питательных средах. В процессе культивирования в оптимальных условиях происходит репродукция бактерий и количественное увеличение их популяции. Одновременно с размножением бактерий в жидкой питательной среде происходит и отмирание микробных клеток [3]. В лабораторной практике широко используется метод определения концентрации микробных клеток по стандартам мутности, который, однако, не дает представления о количестве бактерий, обладающих репродуктивной активностью. Бактериологический метод определения концентрации бактерий, находящихся в стадии репродукции, по результатам подсчета изолированных колоний в конечных разведениях исследуемой микробной популяции в лабораторной диагностике инфекционных болезней практически не применяется из-за расхода средств на дополнительные питательные среды и длительного срока проведения анализа (24-48 час. в зависимости от вида исследуемой микробной культуры). Поэтому разработка экспресс-метода определения концентрации микробных клеток, находящихся в стадии репродукции или отмирания, является актуальной задачей и позволит непосредственно в процессе культивирования бактерий определять концентрацию репродуктивных и отмирающих бактерий. Это найдет применение при определении срока максимальной репродуктивной активности бактерий в целях получения стандартных диагностических, лечебных и профилактических препаратов.

Цель исследования

На основании изучения электрокинетических свойств различных микробных популяций определить возможность использования электрического сопротивления бактерий для определения их концентрации в процессе размножения на питательных средах.

Материал и методы

Объектом изучения служили следующие культуры бактерий: Pseudomonas aeruginosa, Proteus mirabilis, Citrobacter freundii, Hafnia alvei, Staphylococcus aureus, Enterobacter cloacae. Исследовано 6 спорадических и 6 госпитальных штаммов данных видов микроорганизмов. Культуры бактерий, выделенные от больных и с объектов больничной среды, накапливали на скошенном мясопептонном агаре (МПА) в течение 12 час. при температуре 37оС, затем разводили полученную взвесь бактерий по стандарту мутности на 5 ед., соответствующему 500 тыс. микробных клеток (мк) в 1мл. Методом серийных разведений готовили концентрацию микробной взвеси в количестве 50 мк в 1 мл и вносили суспензию на поверхность шести бактериологических чашек с кровяным МПА, равномерно распределяя ее по поверхности питательной среды. Через 4-8-12-16-20-24 час. учитывали рост бактерий на поверхности питательной среды. Заметный рост колоний наблюдали через 8 час. культивирования. Через 8-12-16- 20- 24 час. проводили смыв выросшей культуры физиологическим раствором хлорида натрия и в объеме 2 мл вносили в плексиглазовые пластины, используемые в лабораторной практике для серологических реакций. Электрическое сопротивление взвеси бактерий определяли с помощью цифрового мультиметра (Mini digital multimeter) марки М832 в пределе измерения 2000 Ом с разрешением 1 Ом и точностью ± 0,8% единиц счета, при максимальном напряжении на щупах 2,8 В. В качестве щупов использовали стальные электроды. Регистрировали максимальные показатели электрического сопротивления микробной взвеси.

Результаты и обсуждение

В работах А.Д.Евтушенко [1, 2] установлено, что бактерии, обладающие репродуктивной активностью, имеют на своей поверхности определенный по величине и знаку электрический заряд. Это позволяет по величине электрического сопротивления определять концентрацию живых микробных клеток. Поверхностный заряд микробных клеток может меняться в процессе их адсорбции и питания, что свидетельствует об их жизнеспособности. В результате этого может меняться электрическое сопротивление микробных популяций. Повышение электрического сопротивления популяций микроорганизмов свидетельствует об их репродуктивной активности, а микробы, не обладающие электрическим сопротивлением, очевидно, находятся в стадии отмирания или анабиоза. Теоретическое обоснование возможности изменения электрического сопротивления взвеси биологических частиц нашло отражение в следующей теории. Согласно Г. Гельмгольцу - Ж. Перену на поверхности биологических частиц, находящихся в жидкой среде, возникает двойной электрический слой типа конденсора, одна обкладка которого - заряженная поверхность биологической частицы, а другая - ионы, находящиеся в жидкости и несущие противоположный заряд.

В течение 5 минут после внесения исследуемых культур на поверхность питательной среды проводили смыв внесенных культур физиологическим раствором и определяли электрическое сопротивление суспензий, в среднем оно составило 327,8±0,9 Ом. В эти сроки на поверхности питательных сред роста бактерий не отмечено. Через 8 час. на средах появились колонии бактерий, и проведено определение электрического сопротивления полученных суспензий (табл. 1, 2).

Таблица 1

Результаты определения электрического сопротивления изученных спорадических

штаммов бактерий (в Ом)

Таблица 2

Результаты определения электрического сопротивления изученных госпитальных

штаммов бактерий (в Ом)

Через 24 часа отмечено значительное снижение электрического сопротивления исследуемых взвесей бактерий.

Заключение

Полученные результаты исследований коррелируют с динамикой репродукции бактерий на питательных средах и свидетельствуют о возможности использования электрического сопротивления для определения интенсивности размножения бактерий. По материалам проведенных исследований подана заявка на изобретение «Способ определения максимальной концентрации живых бактерий» (ФГУ ФИПС №2010118749 от 13.05.2010).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Евтушенко А.Д. Применение микроэлектрофореза для дифференциации возбудителей кишечных инфекций // Лабор. дело. - 1971. - № 4. - С. 234- 237.
2. Евтушенко А.Д. Устройство для обнаружения бактерий. // А.с. RU №288898, 1971. Бюл. №7.
3. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология /ред. А.А. Воробьева. - М., 2004. - 691 с.