بخش میکروبیولوژی آزمایشگاه

تعداد کمی از میکروب های مضر برای بدن انسان، به طور مثال 1 درصد از باکتری ها، می توانند به بدن حمله کرده و انسان را بیمار کنند. تعدادی از میکروب ها باعث ایجاد بیماری های عفونی میشود اما شواهدی نیز وجود دارد که تعدادی از میکروب ها سبب بروز بیماری های مزمن غیرعفونی مانند سرطان و یا بیماری های مزمن قلبی می شوند. بیماری های مختلف توسط انواع متعددی از میکروارگانیسم ها ایجاد می شوند. میکروب هایی که باعث بیماری در انسان می شوند، پاتوژن نام دارند.

میکروب ها می توانند از طریق چهار محل وارد بدن شوند:

• سیستم تنفسی (دهان و بینی)
• دستگاه گوارش
• دستگاه ادراری و تناسلی
• مجاری و زخم های موجود در سطح پوست

بخش میکروبیولوژی آزمایشگاه، بخشی است که به کشت، بررسی و شناسایی میکروارگانیسم ها از جمله باکتری، قارچ، مخمر و غیره اختصاص دارد. آزمایشگاه میکروبیولوژی نقش مهمی در پیشگیری و کنترل موثر عفونت ها دارد.

جداسازی و توصیف میکروارگانیسم های عفونی که توسط آزمایشگاه میکروبیولوژی انجام می شود دو عملکرد مهم را ایفا می کند:

1. بالینی- که عفونت ها را بررسی می کند.
2. اپیدمیولوژیکی- که به بررسی میکروب های عفونی در بدن بیماران پرداخته تا منبع و نحوه انتقال عفونت یافت شود.

Good Microbiological Practice (GMP)

GMP متشکل از تکنیک هایی است که برای جلوگیری از آلودگی آزمایشگاه هنگام برخورد با میکروارگانیسم ها بسیار مهم است. GMP از روش های آزمایشگاهی میکروبیولوژیکی استفاده می کند تا مواد تحقیقاتی (میکروارگانیسم ها) را در محل امن خود بدون تماس با سایر موجودات زنده نگه دارد و همچنین ایمنی افراد اطراف را هنگام آزمایش در نظر داشته باشد. هدف نهایی GMP استخراج نتیجه آزمایش بدون تقلب یا آلودگی است.

تکنیک های آزمایشگاهی میکروبیولوژی

تکنیک آسپتیک روشی است که در شرایط استریل انجام می شود و از ورود موجودات ناخواسته یا آلودگی های باکتریایی به محیط جلوگیری شود. این، یک روش آزمایشگاهی میکروبیولوژیکی مهم برای جلوگیری از هرگونه آلودگی پرسنل و تجهیزات آزمایشگاهی است.

1. Sterilization

این فرآیند آلودگی زدایی است که در آن تمام اشکال میکروارگانیسم ها و اسپورهای آن ها (به عنوان مثال باکتری ها، ویروس ها، پریون ها) از بین می روند. استرلیزاسیون معمولاً از طریق روش های فیزیکی مانند گرما، تابش و فیلتراسیون یا با روش های شیمیایی انجام می شود.

2. Disinfection

یک فرآیند ضد عفونی است که برای از بین بردن یا مهار رشد باکتری ها یا سایر عوامل بیماری زا (میکروارگانیسم ها) از اجسام یا سطوح بی جان استفاده می شود. از مواد ضدعفونی کننده مانند الکل، کلر و غیره استفاده می شود تا ماده یا سطح عاری از عفونت باشد.

3. Sanitization

هدف از Sanitization، کشتن و از بین بردن باکتری ها، میکروارگانیسم های بیماری زا و غیر بیماری زا و زدودن گرد و خاک از روی سطوح است. تعداد زیادی از محصولات و مواد شیمیایی برای این کار استفاده می شود که شامل موارد زیر است:

• شوینده های بر پایه کلرین
• شوینده های بر پایه الکل
• فرمالدهید
• هیدروژن پراکسید

تکنیک های کشت میکروب شناسی

پنج روش پایه برای کشت در آزمایشگاه میکروبیولوژی وجود دارد که میکروبیولوژیست ها توسط آن ها به بررسی ویژگی های میکروبی و در نهایت شناسایی میکروب عامل عفونت می پردازند که Inoculation، Incubation، Isolation، (Inspection Observation)، Identification نام دارند.

برای کشت یک میکروارگانیسم، یک نمونه کوچک معمولاً با کمک یک سیم پلاتینی (لوپ) در محیط کشت مربوطه کشت داده می شود. سپس رشد آن در محیط بررسی می شود.

انواع محیط کشت میکروب شناسی

نیازهای تغذیه ای هر میکروارگانیسم با دیگری متفاوت است. انواع مختلفی از محیط ها برای اطمینان از رشد مناسب ارگانیسم وجود دارد. محیط های دارای محتوای  مختلفی از مواد مغذی هستند و از این رو به شرح زیر طبقه بندی می شوند:

• Basal Media- این محیط ممکن است برای کشت باکتری هایی ( مانند Staphylococcus و Enterobacteriaceae) که نیاز به محیط غنی ندارند، استفاده شود. مثال های این محیط ها Nutrient broth و Nutrient agar هستند.
• Enriched Media- این محیط ها از مواد آلی سختی مانند خون، سرم و غیره تشکیل شدند که برای رشد گونه های خاص ضروری هستند. مثال: Blood agar
• Selective Media- در این محیط ها، فقط باکتری های منتخب رشد می کنند. این در حالی است که از رشد باکتری های نامطلوب جلوگیری می شود. مثال این محیط ها MacConkey agar،Lowenstein-Jensen می باشد.
• Differential (Indicator) Media- این محیط ها مسئول رشد چندین ارگانیسم مختلف هستند که تفاوت های آشکاری را به وضوح نشان می دهند. رنگ ها یکی از پرکاربردترین عوامل تفاوت هستند. برای مثال MacConkey agar حاوی قرمز خنثی است و رنگی است که در حالت خنثی زرد است و در حالت اسیدی قرمز یا صورتی است.
• Transport Media- این محیط ها در مواردی مورد استفاده قرار می گیرند که نمونه ها نمی توانند بلافاصله پس از جمع آوری کشت داده شوند.
• Storage Media- وقتی باکتری ها برای مدت طولانی ذخیره شوند، ضروری می شوند. مثال: محیط نمک تخم مرغ، آب گوشت پخته شده با گچ.

تلقیح و انکوباسیون میکروب شناسی

تکنیکی که از طریق آن یک میکروارگانیسم خاص به منظور رشد کلنی ها به محیط کشت وارد شود، تلقیح نام دارد.

متداول ترین روش مورد استفاده برای پخش کردن آن، حلقه (لوپ) استریل شده با حرارت یا میکروپیپت با نوک استریل شده است.

روش های pour plate، spread plate، streak plate از تکنیک های کشت هستند.

از زمانیکه تلقیح باکتری ها انجام می شود، محیط کشت جامد یا مایع حاوی باکتری تلقیح میشود و درون انکوباتور در دمای خاصی نگهداری میگردد تا مدت زمان خاص آن طی شود. این کار باعث رشد مطلوب باکتری میشود.

شمارش باکتری ها در میکروب شناسی

1. Serial dilution: این روش فرآیندی است که به منظور کاهش غلظت باکتری ها و سپس کشت در محیط مورد نظر، استفاده می شود.
2. Plate counts: نتیجه این روش نشان دهنده تعداد کلنی های میکروبی است که تحت شرایط فیزیکی و شیمیایی مشخص مانند pH، دما، مواد مغذی موجود، وجود ترکیبات بازدارنده رشد و غیره قادر به ظهور هستند.
3. Most probable number(MPN): تکنیک MPN روشی است که برای برآورد غلظت میکروارگانیسم های زنده در خاک، آب، غذا یا نمونه محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد.
4. Spectrophotometer: در آزمایشگاه میکروبیولوژی، یک اسپکتروفتومتر به طور معمول در طول مطالعات رشد باکتری ها مورد استفاده قرار می گیرد تا رشد باکتری ها را در زمان های خاص برآورد کند.

شناسایی پاتوژن در میکروب شناسی

1. مورفولوژی: هدف اصلی از شناسایی ویژگی های ریخت شناسی یک میکروارگانیسم، کمک به تعیین میکروارگانیسم است.
2. رنگ آمیزی: هدف شناسایی میکروب ها از طریق خواص سلولی آنهاست.
3. استفاده از میکروسکوپ: میکروسکوپ یک جزء ضروری در آزمایشگاه میکروبیولوژی است تا اکثر میکروارگانیسم هایی که از طریق چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند را مشاهده کنید. برخی از میکروارگانیسم ها مانند ویروس ها برای مشاهده نیاز به میکروسکوپ الکترونی دارند و نه یک میکروسکوپ ساده.
4. تست های بیوشیمیایی: هدف از تست های بیوشیمیایی، تمایز بین انواع مختلف باکتری ها بر اساس فعالیت آنزیمی آن ها است.
5. تحرک: از طریق این روش آزمایشگاهی میکروبیولوژیکی، به ظرفیت تحرک یک میکروارگانیسم برای تمایز بین سایر میکروارگانیسم ها دسترسی پیدا می شود.
6. سرولوژی میکروبی: آزمایش سرولوژی یا تست سرولوژی یا آزمایش آنتی بادی، یک روش آزمایشگاهی میکروبیولوژی است که برای تعیین آنتی ژن ها و آنتی بادی های ویروسی و باکتریایی (IgG و IgM)، برای کمک به تشخیص برخی بیماری ها و بررسی وضعیت ایمنی انجام می شود. انواع مختلفی از آزمایشات سرولوژیکی مانند روش های ایمونوسوربنت مرتبط با آنزیم (ELISA)، آگلوتیناسیون، آزمایش های خنثی سازی، وسترن بلات، ایمونوفلورسانس مستقیم و غیر مستقیم وجود دارد.
7. تحلیل مولکولی: تکنیک های مختلف مولکولی از جمله PFGE ،RAPD، تجزیه و تحلیل مشخصات پلاسمید، تعیین توالی DNA ،multiplex PCR و بسیاری دیگر برای تشخیص، طبقه بندی و یا مشخص کردن میکروارگانیسم ها استفاده می شود.