Bài giảng chỉ dành cho sv ngành dược và công nghệ sinh học. Mang tính chất tham khảo ................................. Chúc các bạn học tốt................................................................
DINH DƯỠNG VÀ TĂNG TRƯỞNG CỦA VI KHUẨN MỤC TIÊU • Nắm nhu cầu dinh dưỡng yếu tố tăng trưởng vi khuẩn • Các yếu tố ảnh hưởng lên tăng trưởng vi khuẩn • Các phương pháp đo lường tăng trưởng • Phân biệt nhóm vi sinh vật theo nhiệt độ, pH oxy • Các biện pháp kiểm soát vi sinh vật • Ứng dụng nghiên cứu, chẩn đoán sản xuất ĐIỀU KIỆN TĂNG TRƯỞNG CỦA VSV CHẤT DINH DƯỠNG • Là chất hữu – vô thu nhận từ môi trường sử dụng hoạt động tế bào • Nguồn sử dụng yếu tố cụ thể, dạng hóa học nhu cầu cần thiết tùy thuộc vào loại vi sinh vật khác Thành phần hóa học tế bào E coli % trọng lượng khô Các chất hữu % trọng lượng khô Nguyên tố Protein 50 Carbon (C) 50 Nucleic acid 23 Oxy (O) 20 Carbohydrate 10 Nitơ (N) 14 Lipid 10 Hydro (H) Khác Phospho (P) Lưu huỳnh (S) Kali (K) Các chất vô Natri (Na) Nước Canxi (Ca) 0.5 Magiê (Mg) 0.5 Clo (Cl) 0,5 Sắt (Fe) 0,2 Yếu tố vết 0,3 Khác PHÂN LOẠI CHẤT DINH DƯỠNG • Về mức độ cần thiết: • Chất dinh dưỡng thiết yếu • Chất dinh dưỡng có ích • Về mức độ yêu cầu: • Chất dinh dưỡng đa lượng • Chất dinh dưỡng vi lượng PHÂN LOẠI CHẤT DINH DƯỠNG NGUỒN CARBON • Vai trò: Carbon thành phần chủ yếu tế bào, chiếm 50% trọng lượng khô, có hầu hết thành phần tế bào => Tối cần thiết • Được sử dụng tất dạng – trừ kim cương than chì • Giá trị dinh dưỡng khả hấp phụ phụ thuộc vào: • Thành phần cấu tạo hóa học mức độ oxy hóa • Đặc điểm sinh lý vi sinh vật NGUỒN CARBON • Dựa vào nguồn gốc nguồn carbon: • Vi sinh vật dị dưỡng: nguồn C từ sinh vật khác • Vi sinh vật tự dưỡng: nguồn C CO2 • Trong nuôi cấy vi khuẩn, nguồn carbon thường dùng glucose, lactose tinh bột… TÁC NHÂN VẬT LÝ QUY TRÌNH PHẠM VI ÁP DỤNG 121 oC , áp suất 1,1 kg/cm2 vòng 15 phút Diệt bào tử, thường sử dụng để tiệt trùng cho dụng cụ, môi trường thiết bị y tế Nhiệ Nhiệt ẩm không áp suất (phương t pháp Pasteur) Đun sôi 62,8 oC 30 phút 71,7 oC 15 phút Không tiệt trùng tiêu diệt phần lớn mầm bệnh nhiễm sữa, làm chậm tốc độ thiu sữa Nhiệt khô Sấy khô 180 oC vòng Diệt bào tử Sử dụng điể tiệt trùng dụng cụ thủy tinh, bột, dầu Ánh sáng tử ngoại (Tia UV) Sử dụng tia UV bước sóng 260 nm Phá hủy phân tử ADN, tiêu diệt nhiều mầm bệnh Sử dụng để tiệt trùng không khí bề mặt Iron phóng xạ Tia X, tia gamma Khả tiêu diệt vi khuẩn tốt tia UV, sử dụng để tiệt trùng sinh phẩm thiết bị y tế công nghiệp Lọc Sử dụng màng lọc 0,25 µm Hiệu Sử dụng để tiệt khuẩn cho thuốc tiêm, dịch truyền không bền với tác nhân khác Nhiệt ẩm có áp suất LÒ HẤP AUTOCLAVE TỦ AN TOÀN SINH HỌC TÁC NHÂN HÓA HỌC Các yếu tố ảnh hưởng đến tẩy trùng • Thời gian: đủ lâu để tiêu diệt tất vi sinh vật Nếu kéo dài (12-14 giờ) đạt vô trùng • Nhiệt độ: nhiệt độ tăng -> hiệu tăng • Loại vi sinh vật: Mỗi vi sinh vật có mức độ nhạy cảm khác • Nhóm A: Đa số vi khuẩn dạng dinh dưỡng virus có màng bao • Nhóm B: Vi khuẩn Lao, virus không màng bao • Nhóm C: Một số Virus bào tử vi khuẩn • Nồng độ chất tẩy trùng • Môi trường xung quanh: làm giảm khả tác động lên VSV Loại chất Tá c nh ân hó a họ c Tá c nh ân hó a trị liệ u (k há ng Ứng dụng Ví dụ Ethylen oxid, Andehyde, phenol dẫn xuất, dẫn chất ammonium bậc bốn Chất tẩy trùng (Disinfectant) Tác nhân diệt trùng bề mặt đồ vật, không sử dụng cho mô sống Chất sát trùng (antiseptic) Tác nhân chống lại giảm nhiễm trùng kìm hãm hay giết Cồn, dung dịch iot, cồn chết vi sinh vật Có thể sử dụng iot, Chlorohexidine… cho mô sống Chất kìm khuẩn (Bacteriostatic agent) Là chất ức chế tăng trưởng vi khuẩn vi khuẩn Khi loại bỏ tác nhân vi khuẩn phát triển trở lại Các kháng sinh ức chế sinh tổng hợp protein (trừ kháng sinh nhóm aminosid) Chất diệt khuẩn (Bacteriostatic agent) Là chất có tính giết vi khuẩn không thuận nghịch, vi khuẩn không phục hồi sau không chất diệt khuẩn Các kháng sinh ức chế tổng hợp phá hủy thành tế bào, màng tế bào, acid nucleic MỘT VÀI CHẤT SÁT TRÙNG THƯỜNG SỬ DỤNG Cồn - Alcohol • Thường sử dụng ethanol (60 – 90%), tốt 70% • Khác: 1-propanol (60 – 70%), 2-propanol (70-80%)… • Cơ chế • Hòa tan màng tế bào • Biến tính protein • Ứng dụng • Sát trùng bề mặt dụng cụ bề mặt vết thương, bề mặt da trước phẫu thuật… • Không có tác dụng với bào tử MỘT VÀI CHẤT SÁT TRÙNG THƯỜNG SỬ DỤNG Iodine • Chứa iod (2-7%), natri iodid, pha nước cồn • Cơ chế: biến tính protein • Ứng dụng • Sát trùng bề mặt dụng cụ bề mặt da trước phẫu thuật… • Không có tác dụng với bào tử MỘT VÀI CHẤT SÁT TRÙNG THƯỜNG SỬ DỤNG Chlorhexidine • Là dẫn chất nhóm biguanidine, thường sử dụng dung dịch với nồng độ từ 0,5 – 4% • Cơ chế: pH sinh lý, chlorhexidine mang điện tích dương liên kết với thành phần mang điện tích âm thành tế bào bào tương gây biến tính Rất hiệu vk gram dương • Tác động phụ thuộc vào nồng độ: • Nồng độ cao -> sát khuẩn -> chất tiệt trùng bề mặt • Nồng độ thấp -> kìm khuẩn -> chất bảo quản • Ứng dụng: • Sát trùng bề mặt • Y học: DD xúc miệng nha khoa, rửa vết thương (cho thú vật)… • Dược học: chất bảo quản cho dược phẩm dùng MỘT VÀI CHẤT SÁT TRÙNG THƯỜNG SỬ DỤNG Oxy già – H2O2 • Thường sử dụng dạng dung dịch nước, nồng độ từ – % • Cơ chế: sản sinh gốc oxy độc, oxy hóa thành phần tế bào • Ứng dụng • Sát trùng bề mặt dụng cụ, rửa vết thương • Ở nồng độ cao 10 – 30% phá hủy bào tử tiếp xúc đủ lâu • Lưu ý • Có thể gây nổ 70oC • Ở nồng độ 50% ăn mòn niêm mạc • Có thể gây tổn thương cho mô tế bào người • Không sử dụng khoang kín thể ĐIỀU KIỆN TĂNG TRƯỞNG CỦA VSV CÂU HỎI Nitơ thuộc nhóm chất dinh dưỡng a Chất dinh dưỡng đa lượng b Chất dinh dưỡng vi lượng c Yếu tố vết d Yếu tố tăng trưởng CÂU HỎI Môi trường tự nhiên là: a Môi trường chứa chất dinh dưỡng dạng tinh khiết b Môi trường chứa chất dinh dưỡng không xác định thành phần c Môi trường chứa chất dinh dưỡng từ thiên nhiên d Môi trường cho VK phát triển CÂU HỎI Phương pháp xác định số lượng vi khuẩn sống a Phương pháp đo độ đục b Phương pháp đếm kính hiển vi c Phương pháp trãi đĩa d Phương pháp đo tỷ trọng sinh khối CÂU HỎI Vi khuẩn không cần thiết phải có O2 để sống sống tốt có O2 gọi a Vi khuẩn hiếu khí b Vi khuẩn vi hiếu khí c Vi khuẩn hiếu khí tùy ý d Vi khuẩn kỵ khí chịu oxy CÂU HỎI Loại hóa chất KHÔNG dùng mô sống a Chất tẩy trùng b Chất sát trùng c Chất kìm khuẩn d Chất diệt khuẩn [...]... NGHIỆM MẪU NƯỚC SINH HOẠT SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA VI KHUẨN • Sự tăng trưởng: là sự tăng số lượng tế bào vi sinh vật – sự gia tăng sinh khối • Tốc độ tăng trưởng: lượng thay đổi về số lượng tế bào trong một đơn vị thời gian • Thời gian thế hệ - thời gian nhân đôi: thời gian cần thiết để tế bào vi khuẩn tăng gấp đôi số lượng • Tăng trưởng lũy thừa: là sự tăng trưởng có số tế bào tăng gấp đôi sau mỗi thế hệ... chuyên chở virus • Môi trường chuyên chở vi khuẩn kị khí Môi trường phong phú: đầy đủ chất dinh dưỡng và có thêm các yếu tố tăng trưởng (máu, huyết thanh, dịch nấm men, acid amin…) giúp nuôi cấy và tăng sinh các vi khuẩn “kén ăn” THẠCH MÁU TRONG XÉT NGHIỆM BỆNH PHẨM CỔ HỌNG THẠCH MÁU CHOCOLLATE Môi trường chọn lọc: • Ngoài chất dinh dưỡng còn chứa thêm các chất ngăn chặn sự tăng trưởng của hầu hết... Niken: có trong các enzyme hydrogenase có chức năng nhận và phóng thích H2 Vai trò của các ion kim loại trong hoạt động của các enzyme CÁC YẾU TỐ TĂNG TRƯỞNG • Là các chất hữu cơ cần một lượng rất nhỏ, thiết yếu cho sự tăng trưởng của vi sinh vật nhưng chúng không tự sản xuất được • Mỗi loại vi khuẩn khác nhau cần các yếu tố tăng trưởng khác nhau • Vitamin, purin, pyrimidin, acid amin… thường có sẵn trong... Agar………………………………… … 17 g Môi trường cơ bản: • Đầy đủ dinh dưỡng cần thiết thích hợp cho đa số vi khuẩn tăng trưởng • Có 2 loại: môi trường lỏng (canh thang) và môi trường đặc (thạch) có thêm chất làm đặc như agar, silicagel 1 – 2% Môi trường chuyên chở: • Chứa muối đệm, ít hoặc không có chất dinh dưỡng • Một số có chứa kháng sinh, glycerol… • Giữ vi khuẩn sống, không thay đổi số lượng, để giữ mẫu hay... cho vi sinh vật do có trong một số acid amin (cystein và methionin) và một số vitamin (thiamin, biotin, acid lipoic) • Thu nhận dưới dạng hữu cơ hoặc vô cơ (muối sulfat, sulfit): MgSO4.7H2O Cystein Methionin CÁC CHẤT KHOÁNG • Kali: hoạt hóa các enzyme sinh tổng hợp protein • Magiê: ổn định ribosom, cần cho hoạt động của nhiều enzyme • Natri: cần cho một số vi sinh vật • Sắt: hoạt hóa một số enzyme của. .. co-factor của một số enzyme, thành phần của vitamin B12 • Kẽm: co-factor của nhiều enzyme: carbonic anhydrase, alcohol dehydrogenase, ADN và ARN polymerase… • Molypden: trong các enzyme molybdoflavoprotein khử nitrat hoặc nitrogenase khử N2 • Đồng: co-factor của các enzyme trong chuỗi hô hấp tế bào • Mangan: hoạt hóa một số enzyme, đặc biệt là superoxide dismutase giải độc các gốc tự do của Oxy • Niken:... cysteine từ các sinh vật khác CÁC LOẠI MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VI KHUẨN Phân loại theo thành phần • Môi trường tổng hợp • Môi trường tự nhiên Phân loại theo mục đích • Môi trường cơ bản • Môi trường phong phú • Môi trường chọn lọc • Môi trường phân biệt • Môi trường chuyên chở CÁC LOẠI MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VI KHUẨN • Môi trường tổng hợp: Chất dinh dưỡng ở dạng hóa học tinh khiết, thành phần hóa học xác dịnh,... YẾU TỐ TĂNG TRƯỞNG • Vitamin: • Coenzyme trong các quá trình trao đổi chất • Nguồn tổng hợp hoặc thu nhận từ môi trường • Acid amin: • Cần để tổng hợp protein • Nguồn tổng hợp, thu nhận từ môi trường • Purin và pyrimidin • Tổng hợp ADN, ARN, các coenzyme NAD, NADH, FAD… • Cung cấp từ môi trường • Haemophilus influenzae - Yếu tố từ máu: Hemin (yếu tố X), NAD (yếu tố V) - Các vitamin: Thiamine (B1) và pantothenic... trong nghiên cứu CÁC LOẠI MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VI KHUẨN Nghiên cứu quá trình sinh bào tử Bacillus megaterium Thành phần Hàm lượng (gam) Vai trò Sucrose 10 Nguồn Carbon, năng lượng K2HPO4 2,5 KH2PO4 2,5 (NH4)2PO4 1,0 MgSO4 7H2O 0,2 Nguồn S và Mg FeSO4 0,01 Nguồn Fe MnSO4 0,007 Nguồn Mn Nước Vừa đủ 1000 ml Đệm pH, nguồn N, P, K CÁC LOẠI MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VI KHUẨN • Môi trường tự nhiên: là môi trường có... dưỡng còn chứa thêm các chất ngăn chặn sự tăng trưởng của hầu hết các loại vi khuẩn trừ loại muốn khảo sát • Có nhiều mức độ chọn lọc: • Môi trường chọn lọc ít • Môi trường chọn lọc vừa • Môi trường chọn lọc cao Môi trường phân biệt: • Có các yếu tố làm cho vi khuẩn muốn nuôi cấy mọc lên dưới một hình thức riêng biệt giúp dễ xác định và phân biệt với loài khác • Các môi trường phân biệt thường là môi trường