Волгоградский государственный аграрный университет

Кафедра инфекционной патологии и судебной ветеринарной медицины

Микробиология. Лабораторный практикум Волгоград 2012

Введение

Микробиология(от греч. micros - малый, bios - жизнь, logos - учение) - наука, изучающая строение, жизнедеятельность и экологию микроорганизмов мельчайших форм жизни растительного или животного происхождения, не видимых невооруженным глазом.

Микробиология изучает всех представителей микромира (бактерии, грибы). По своей сути микробиология является биологической фундаментальной наукой. Для изучения микроорганизмов она использует методы других наук, прежде всего физики, биологии, биоорганической химии, молекулярной биологии, генетики, цитологии, иммунологии. Как и всякая наука, микробиология подразделяется на общую и частную. Общая микробиология изучает закономерности строения и жизнедеятельности микроорганизмов на всех уровнях: молекулярном, клеточном, популяционном; генетику и взаимоотношения их с окружающей средой. Предметом изучения частной микробиологии являются отдельные представители микромира в зависимости от проявления и влияния их на окружающую среду, живую природу, в том числе человека. К частным разделам микробиологии относятся: медицинская, ветеринарная, сельскохозяйственная, техническая (раздел биотехнологии), морская, космическая микробиология.

Медицинская микробиология изучает патогенные для человека микроорганизмы: бактерии, вирусы, грибы, простейшие. В зависимости от природы изучаемых патогенных микроорганизмов медицинская микробиология делится на бактериологию, вирусологию, микологию, протозоологию.

Каждая из этих дисциплин рассматривает следующие вопросы:

морфологию и физиологию, т.е. осуществляет микроскопические и другие виды исследований, изучает обмен веществ, питание, дыхание, условия роста и размножения, генетические особенности патогенных микроорганизмов;

роль микроорганизмов в этиологии и патогенезе инфекционных болезней;

основные клинические проявления и распространенность вызываемых заболеваний;

специфическую диагностику, профилактику и лечение инфекционных болезней;

экологию патогенных микроорганизмов.

К разделам микробиологии относят также санитарную и клиническую микробиологию.

Санитарная микробиология изучает микрофлору окружающей среды, взаимоотношение микрофлоры с организмом, влияние микрофлоры и продуктов ее жизнедеятельности на состояние здоровья человека, разрабатывает мероприятия, предупреждающие неблагоприятное воздействие микроорганизмов на человека. В центре внимания клинической микробиологии. Роль условно-патогенных микроорганизмов в возникновении заболеваний человека, диагностика и профилактика этих болезней.

Фармацевтическая микробиология исследует инфекционные болезни лекарственных растений, порчу лекарственных растений и сырья под действием микроорганизмов, обсемененность лекарственных средств в процессе приготовления, а также готовых лекарственных форм, методы асептики и антисептики, дезинфекции при производстве лекарственных препаратов, технологию получения микробиологических и иммунологических диагностических, профилактических и лечебных препаратов.

Ветеринарная микробиология изучает те же вопросы, что и медицинская микробиология, но применительно к микроорганизмам, вызывающим болезни животных.

Микрофлора почвы, растительного мира, влияние ее на плодородие, состав почвы, инфекционные заболевания растений и т.д. находятся в центре внимания сельскохозяйственной микробиологии.

Морская и космическая микробиология изучает соответственно микрофлору морей и водоемов и космического пространства и других планет.

Техническая микробиология, являющаяся частью биотехнологии, разрабатывает технологию получения из микроорганизмов разнообразных продуктов для народного хозяйства и медицины (антибиотики, вакцины, ферменты, белки, витамины). Основа современной биотехнологии - генетическая инженерия.

Многочисленные открытия в области микробиологии, изучение взаимоотношений между макро- и микроорганизмами во второй половине XIX в. способствовали началу бурного развития иммунологии. Вначале иммунология рассматривалась как наука о невосприимчивости организма к инфекционным болезням. В настоящее время она стала общемедицинской и общебиологической наукой. Доказано, что иммунная система служит для защиты организма не только от микробных агентов, но и от любых генетически чужеродных организму веществ с целью сохранения постоянства внутренней среды организма, т.е. гомеостаза.

Иммунология является основой для разработки лабораторных методов диагностики, профилактики и лечения инфекционных и многих неинфекционных болезней, а также разработки иммунобиологических препаратов (вакцин, иммуноглобулинов, иммуномодуляторов, аллергенов, диагностических препаратов). Разработкой и производством иммунобиологических препаратов занимается иммунобиотехнология самостоятельный раздел иммунологии.

Современная медицинская микробиология и иммунология достигли больших успехов и играют огромную роль в диагностике, профилактике и лечении инфекционных и многих неинфекционных болезней, связанных с нарушением иммунной системы (онкологические, аутоиммунные болезни, трансплантация органов и тканей и др.).

Тема №1. «Микробиологическая лаборатория, ее задачи. Техника безопасности работы в лаборатории. Оборудование, устройство светового микроскопа и техника микрокопирования. Основные формы бактерий, определение их величины»

Цель занятия: Изучить микробиологическую лабораторию. Технику безопасности работы в лаборатории. Оборудование, устройство светового микроскопа.

Материалы и оборудование:

Ветеринарные лаборатории – это учреждения государственной ветеринарной службы, деятельность которых направлена на обеспечение благополучия в животноводстве, предупреждение и ликвидацию болезней и гибели животных, а также на охрану населения от болезней, общих для человека и животных (зооантропонозов). По значению бывают: районные, межрайонные (зональные), областные (краевые) и республиканские.

Основная задача ветеринарных лабораторий – установление точного диагноза болезней сельскохозяйственных животных, включая птиц, пушных зверей, рыб и пчел, а также экспертизы мяса, молока и других пищевых продуктов животного и растительного происхождения. Также выполняются научно – исследовательские работы, осуществляют производство некоторых антибиотиков, биостимуляторов.

Лаборатория занимает отдельное здание, расположенное вдали от проезжих дорог. В ней должно быть приемное отделение, патологоанатомический, биохимический и вирусологический отделы, спец помещения для термостатов, мытья посуды, автоклавная.

В лаборатории столы для работы расположены у окна так, чтобы было максимум света и удобств. При небольшом количестве окон в лаборатории для занятий можно использовать столы трапециевидной формы, такие столы ставят перпендикулярно к окну, края столов должны быть скошены под углом 70-80°, это позволяет сидящим дальше от окна беспрепятственно пользоваться светом.

Столы покрываются пластиком, толстым стеклом. Вдоль стола, посередине ставят штативы для пробирок, флаконы, капельницы с красителями в штативах, колодках, спиртовки или горелки. По этому же ряду монтируют освещение, которое должно быть приближено к естественному. Для занятий по проведению биологических исследований, вскрытию органов желательно иметь дополнительный небольшой стол. Для полного обеспечения учебного процесса в лаборатории должны быть культуры микроорганизмов, аппаратура и подсобные помещения:

Моечная

Должны иметься столы, раковины, электрические и газовые плиты, сушильные и вытяжные шкафы, которые необходимы для удаления паров воды и некоторых реактивов, используемых при мойке стекол и посуды. Пол и стены должны быть облицованы плиткой.

Стерилизационная

Оборудована 1 или 2 стерилизаторами паровых, столом, при наличии 2-х паровых стерилизаторов занятия в нескольких подгруппах можно проводить без длительного перерыва, а во время повреждения одного из них, пользуются другим.

Здесь должна быть хорошая вентиляция для удаления остатка пара, выходящего после открывания стерилизатора. Пар из стерилизатора выводят через резиновую трубку во внешнюю среду или направляют в ведро с водой. Дверь неостекленная, окна открываются наружу.

Средоварочная

Необходима для приготовления питательных сред. Стены должны быть покрыты плиткой или покрашены масляной краской. Пол выложен плиткой или настелен линолеум. Здесь необходимы электрические или газовые плита, ящик с отсеками для сред в пробирках, столы, шкафы для хранения компонентов сред, мясные среды, холодильник.

Термостатная

Могут быть термостаты разных форм и размеров для выращивания плесневых грибов; температура должна быть 20-25°С, для большинства сапрофитов 25-30°С, для возбудителей инфекционных болезней температура 35-37°С.

Препараторская

Место для работы обслуживающего персонала и подготовки оснащения к лабораторно-практическим занятиям. Здесь располагается всё необходимое для проведения учебного процесса, а также дистиллятор, весы, центрифуга и т.д.

Бокс-комната

Предназначена для посева и пересева культур микроорганизмов и проведения научно-исследовательской работы, которая требует стерильных условий. Комната должна иметь предбоксник (тамбур) с раздвижной дверью, остекленной; стекла должны быть хорошо промазаны, чтобы не проникал воздух из окружающей среды и микроорганизмы.

Стены обложены плиткой или выкрашены масляной краской, на полу линолеум.

Моют бокс влажным способом с применением дезинфицирующих средств: 2-3% раствором соды (Na2HCO3), гидрокарбонатом натрия (NaHCO3) или 3-5% раствор фенола. Воздух стерилизуется бактерицидной лампой (БУВ-15), которая излучает ультрафиолетовые лучи. Стерилизация проводится от 30 мин до нескольких часов. Нахождение в комнате с включенной бактерицидной лампой нежелательно, т.к. УФ лучи вызывают острое воспаление роговицы глаза.

Виварий

Это помещение, где содержат белых мышей, крыс, морских свинок и т.д. Их используют в научно-исследовательских работах, реже на занятиях, поэтому, где нет условий, вивария нет. Реактивы и некоторые биопрепараты хранят в подвальных помещениях или темном стенном шкафу, где сухо, невысокая температура и нет резких колебаний в течение года.

Материалом для лабораторных исследований служат: кровь, моча, кал, мокрота, молоко, фекалии, содержимое абсцессов (гной), полученные при жизни животного, кусочки паренхиматозных органов или других тканей после их гибели, пробы объектов окружающей среды. Материал исследуют бактериологическими, серологическими, гистологическими, биохимическими, микологическими и токсикологическими методами, для чего должны быть созданы необходимые условия (оборудование, специально отведенные помещения)

В лаборатории выделено специальное место для окраски микроскопических препаратов, где находятся растворы специальных красителей, спирт, кислоты, фильтровальная бумага и др. Каждое рабочее место снабжено газовой горелкой или спиртовкой, банкой с дезинфицирующим раствором. Для повседневной работы лаборатория должна располагать необходимыми питательными средами, химическими реактивами, диагностическими препаратами и другими лабораторными материалами. В крупных лабораториях имеются термостатные комнаты для массового выращивания микроорганизмов, постановки серологических реакций.

Для выращивания, хранения культур, стерилизации лабораторной посуды и других целей предназначена следующая аппаратура:

Термостат. Аппарат, в котором поддерживается постоянная температура. Оптимальная температура для размножения многих микроорганизмов составляет 37°С. Термостаты бывают воздушными и водяными.

Микроанаэростат. Аппарат для выращивания микроорганизмов в анаэробных условиях.

Холодильники. Используют в микробиологических лабораториях для хранения культур микроорганизмов, питательных сред, крови, сывороток, вакцин и прочих биологических препаратов при температуре около 4°С. Для хранения препаратов ниже 0°С предназначены низкотемпературные холодильники, в которых поддерживается температура —20 °С и ниже.

Центрифуги. Применяют для осаждения микроорганизмов, эритроцитов и других клеток, разделения неоднородных жидкостей (эмульсии, суспензии). В лабораториях используют центрифуги с различными режимами работы.

Сушильно-стерилизационный шкаф (печь Пастера). Предназначен для воздушной стерилизации лабораторной посуды и других материалов.

Стерилизатор паровой (автоклав). Предназначен для стерилизации паром под давлением. В микробиологических лабораториях используются автоклавы разных моделей (вертикальные, горизонтальные, стационарные, переносные).

Для уничтожения микроорганизмов в воздухе и на поверхностях существуют различные способы дезинфекции.

Воздух в лаборатории частично очищают проветриванием. Вентиляция резко снижает численность микроорганизмов в воздухе, особенно при значительной разнице температур снаружи и внутри помещения. Продолжительность проветривания не менее 30...60 мин.

Более эффективный способ обеззараживания воздуха — воздействие ультрафиолетовым излучением (УФИ), обладающим высоким антимикробным действием и вызывающим гибель не только вегетативных клеток, но и спор микроорганизмов. Стерилизация 30 мин до нескольких часов в зависимости от степени загрязненности воздуха.

Пол, стены и мебель в микробиологической лаборатории протирают растворами различных дезинфицирующих веществ. В качестве дезинфицирующих растворов чаще всего используют 0,5...3%-й водный раствор хлорамина. Особенно тщательно следует дезинфицировать поверхность стола, на котором проводится работа с микроорганизмами. Ее необходимо протирать дезинфицирующим раствором как перед началом работы, так и после окончания.

Правила и техника безопасности при работе в лаборатории.

• Заходить и работать в микробиологической лаборатории только в халате, чепчике, бахилах.

• Не вносить в лабораторию посторонних вещей

• Работать на одном и том же месте и пользоваться закрепленным оборудованием

• Соблюдать чистоту и опрятность

• Во избежание заражения во время перерыва в работе не курить и не есть

• Работая с каким-либо материалом работать как с особо опасным предметом

• По окончании занятий рабочее место и оборудование приводить в порядок

• Во избежание взрыва не зажигают одну спиртовку от другой

• Не прикасаются металлическими предметами к проводам и контактными частями электросети

• Без разрешения преподавателя или обслуживающего персонала не включать оборудование

• Соблюдать правила обращения с химическими и другими реактивами

• Уходя, вымыть руки материал, используемый на учебных занятиях, принимают за особо опасный;

• При распаковке материала, присланного для исследования, необходимо соблюдать осторожность: банки снаружи обтирают дезинфицирующим раствором и ставят только на подносы или кюветы;

• При исследовании поступившего материала и при работе с бактериальными культурами соблюдают общепринятые в бактериологической практике технические приемы, исключающие возможность инфицирования работника;