از آن روزی که انسان با خودش به پرسش‌هایی در مورد جهان پیرامونش پرداخت، دست به آزمایش‌ها و تحقیقات فراوانی زده است. به طور ویژه در علوم زیستی، علمای شجاع و کنجکاو همواره تلاش کرده‌اند تا رازهای زندگی و عملکرد سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها را کشف کنند. اما یک سؤال همیشه مطرح بوده است: چگونه می‌توانیم محیطی را فراهم کنیم که به میکروب‌ها اجازه دهد در آنجا رشد کنند و ما بتوانیم این رشد را مشاهده و بررسی کنیم؟ پاسخ این سؤال، محیط کشت است، اما محیط کشت چیست ؟
در سراسر جهان، آزمایشگاه‌های علوم زیستی به دنبال یافتن پاسخ به این سؤال بوده‌اند و در نهایت، راه‌حلی جادویی پیدا شد: محیط کشت آزمایشگاهی!
این بستر خیره‌کننده، امکان رشد و تکثیر میکروارگانیسم‌ها و سلول‌ها را در شرایط کاملاً کنترل شده فراهم می‌کند. در این دنیای کوچک و جادویی، میکروب‌ها به‌آرامی و باانضباط عجیبی بر روی محیط کشت رشد می‌کنند و گسترش می‌یابند. در ادامه با ما باشید تا این بستر جادویی را به شکل دقیق‌تری مورد بررسی قرار دهیم.
محیط کشت چیست؟
محیط کشت چیست؟ محیطی است که مواد مغذی و مواد معدنی ضروری را برای رشد میکروارگانیسم‌ها در آزمایشگاه فراهم می‌کند. میکروارگانیسم‌ها از خصوصیات و نیازهای تغذیه‌ای متفاوتی برخوردارند، بنابراین نوع محیط کشت متفاوتی برای رشد آنها استفاده می‌شود. همچنین، برخی میکروارگانیسم‌ها به‌هیچ‌عنوان در هیچ شرایطی قابل رشد نیستند و به آنها “پارازیت‌های اجباری” گفته می‌شود.
استفاده از محیط کشت برای تشخیص بیماری‌های عفونی، به‌دست‌آوردن آنتی‌ژن‌ها، توسعه آزمون‌های سرولوژیک برای واکسن‌ها، مطالعات ژنتیکی و شناسایی گونه‌های میکروبی بسیار اهمیت دارد.
همچنین، محیط کشت برای جداسازی فرم‌های خالص، ذخیره‌سازی میکروارگانیسم‌ها، مطالعه واکنش‌های بیوشیمیایی، آزمون آلودگی میکروبی، بررسی اثر عوامل ضدمیکروبی و مواد نگهدارنده و آزمون حساسیت به آنتی‌بیوتیک استفاده می‌شود.
انواع محیط کشت
بدون شک بهترین راه برای پاسخ به سؤال محیط کشت چیست، این است که شما را با انواع آن آشنا کنیم.
در ادامه این مطلب انواع محیط کشت را به سه دسته اصلی تقسیم کرده‌ایم که هر کدام باتوجه‌به پارامترهای خاص مشخص شده‌اند:
1. طبقه‌بندی محیط‌های کشت بر اساس سازگاری و پایداری
اولین پارامتری که می‌توانیم به کمک آن، انواع محیط کشت را دسته‌بندی کنیم، سازگاری و پایداری آن است. در ادامه می‌توانید سه زیرمجموعه از محیط‌های کشت که براین‌اساس تقسیم‌بندی شده‌اند را مشاهده کنید:
-
- محیط جامد: در این محیط‌ها، آگار که یک زنجیره بلند از پلی‌ساکاریدها است، با غلظت ۱٫۵ الی ۲ درصد اضافه می‌شود. بیشترین میزان استفاده شده در آزمایشگاه‌ها برای تهیه محیط جامد،٪1.3 آگار است. محیط جامد برای رشد میکروارگانیسم‌ها به شکل فیزیکی کامل آنها، تهیه فرم‌های خالص باکتری، یا جداسازی باکتری‌ها به‌منظور مطالعه ویژگی‌هایشان استفاده می‌شود.
- محیط نیمه جامد: این محیط دارای غلظت آگار 0.5 تا 2 درصد است و به دلیل کاهش غلظت آگار، به صورت ماده‌ای نرم و ژله‌ای ظاهر می‌شود. اصلی‌ترین کاربرد آن برای مطالعه حرکت میکروارگانیسم‌ها، تفکیک بین سویه‌های باکتریایی حرکتی و غیرحرکتی (توسط لوله U ) و پرورش باکتری‌های میکروآئروفیلیک است.
- محیط مایع: این محیط‌ها هیچ اثری از مواد جامد کننده مانند: آگار یا ژلاتین ندارند و رشد فراوان کلونی‌های باکتری را می‌توان در آنها مشاهده کرد. این محیط‌ها برای رشد فراوان میکروارگانیسم‌ها و مطالعه فرایندهای تخمیری استفاده می‌شوند.
2. طبقه‌بندی بر اساس اجزا مغذی
دومین پارامتر، اجزای مغذی موجود در محیط کشت است که با کمک آن می‌خواهیم محیط‌های کشت را دسته‌بندی کنیم:
-
- محیط ساده: یک محیط کشت چندمنظوره است که از رشد میکروب‌های غیر مستعد پشتیبانی می‌کند و در درجه اول برای جداسازی میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود.
- محیط پیچیده: این محیط‌ها شامل: مواد مغذی با مقادیر ناشناخته است که برای به‌وجودآوردن یک خصوصیت خاص در نوعی سویه میکروبی به کار می‌رود.
- محیط مصنوعی: نوعی محیط شیمیایی تعریف‌شده است که از مواد شیمیایی خالص تولید می‌شود. یک محیط تعریف‌شده به محیطی اطلاق می‌شود که غلظت مشخصی از مواد تشکیل‌دهنده آن مانند: قند (گلوکز یا گلیسرول) و منبع نیتروژن (مانند: نمک آمونیوم یا نیترات به‌عنوان نیتروژن غیرآلی) دارد و به‌طورکلی در تحقیقات علمی استفاده می‌شود.
3. طبقه‌بندی بر اساس کاربرد
در ادامه پاسخ به سؤال محیط کشت چیست و بررسی انواع آن می‌خواهیم با کمک کاربردهایشان، محیط‌های کشت را دسته‌بندی کنیم:
-
- محیط پایه: محیط ساده‌ای است که به کمک منابع کربن و نیتروژن، رشد بسیاری از میکروارگانیسم‌ها را تقویت می‌کند. آنها همچنین به‌عنوان محیط‌های چندمنظوره شناخته می‌شوند. محیط‌های پایه برای رشد باکتری‌های ناخواسته نیاز به منابع تقویت‌کننده ندارند و به‌طورکلی برای جداسازی میکروارگانیسم‌ها در آزمایشگاه‌ها یا در فرایندهای زیر کشت استفاده می‌شوند.
- محیط غنی‌شده: این محیط با افزودن مواد اضافی مانند: خون، سرم یا زرده تخم‌مرغ به محیط پایه تهیه می‌شود. از این محیط برای رشد میکروارگانیسم‌های دشوار استفاده می‌شود؛ زیرا آنها به مواد غذایی اضافی و مواد تشویق‌کننده رشد نیاز دارند.
- محیط کشت انتخابی: این محیط، رشد میکروب‌های خاصی را امکان‌پذیر کرده و درعین‌حال از رشد میکروب‌های دیگر جلوگیری می‌کند. محیط کشت انتخابی یک محیط کشت بر اساس آگار است که برای جداسازی میکروارگانیسم‌ها کاربرد فراوانی دارد.
محیط‌های کشت چه اجزایی دارند؟
رشد میکروارگانیسم‌ها در آزمایشگاه شامل تقلید محیط‌زیست طبیعی یا محیط زندگی آنها است و این امر با استفاده از تهیه محیط کشتی که نیازهای آنها را برآورده می‌کند، امکان‌پذیر است؛ بنابراین، بسیاری از محیط‌های کشت توسط دانشمندان بر اساس گونه‌های میکروبی که قرار است کشت شوند، توسعه یافته‌اند.
محیط کشت پایه شامل: منبع کربن و انرژی، منبع نیتروژن، عوامل رشد و برخی از عناصر اساسی است. برخی از مولفه‌های استفاده شده در محیط کشت شامل: پپتون، آگار، آب، هیدرولیز کازئین، عصاره جوانه، عصاره گوشت و عصاره مخمر هستند. علاوه بر این، pH محیط باید به‌دقت تحت‌نظر و دقیق باشد.
بااین‌حال، هنگامی که میکروارگانیسم‌های خاصی را پرورش می‌دهید برخی از مؤلفه‌ها یا مواد مغذی اضافی به محیط کشت اضافه می‌شوند.
برای ساخت انواع محیط کشت به چه تجهیزاتی نیاز دارید؟
تا اینجا به‌خوبی می‌توانید به پرسش محیط کشت چیست پاسخ دهید و با انواعش هم آشنایی دارید، اما فرض کنید که می‌خواهید یک محیط کشت بسازید، برای آن به چه تجهیزاتی نیاز دارید؟
- جعبه‌ی کشت: این جعبه، یک بستر مناسب برای رشد سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها فراهم می‌کند. معمولاً از پلاستیک شفاف ساخته می‌شود و دارای دربی است که قابل باز و بسته کردن است.
- محیط کشت: محیط کشت شامل یک ماده غذایی است که سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها برای رشد و تکثیر به آن نیاز دارند. این ماده معمولاً شامل محیط‌های مختلفی مانند: محیط کشت سلولی یا محیط کشت باکتریایی است.
- نمونه‌بردار: برای انتقال نمونه‌های موردمطالعه و انتقال آنها به محیط کشت، نیاز به نمونه‌بردار مناسبی دارید. معمولاً از ابزارهایی مانند: لوپ نمونه‌برداری یا پیپت نمونه‌برداری استفاده می‌شود.
- سیستم تنظیم دما: برای ایجاد شرایط دمایی مناسب برای رشد و تکثیر سلول‌ها، می‌توان از سیستم تنظیم دما استفاده کرد. این سیستم معمولاً شامل یک یخچال یا یک محفظه نگهدارنده دارای کنترل دما است.
- سیستم تهویه: برای تأمین هوای تمیز و مناسب برای رشد سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها، نیاز به سیستم تهویه یا هوادهی مناسب خواهد بود.
- نورپردازی: برای رشد برخی از سلول‌ها، نور مناسب الزامی است؛ بنابراین، سیستم نورپردازی مانند: لامپ‌های فلورسنت یا LED به‌منظور ارائه نور مناسب برای رشد سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها مورد نیازتان خواهد بود.
- دستگاه اتوکلاو: برای استریل کردن وسایل کشت و محیط کشت مورداستفاده قرار می‌گیرد و اگر دوست دارید اطلاعات دقیق‌تری در موردش به دست آورید، توصیه می‌کنیم به مطلب « نحوه کار اتوکلاو » مراجعه کنید.
- تجهیزات میکروسکوپی: برای مشاهده و بررسی سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها در محیط کشت، نیاز به تجهیزات میکروسکوپی مانند: میکروسکوپ نوری یا میکروسکوپ الکترونیکی دارید.
- تجهیزات اندازه‌گیری: برای اندازه‌گیری پارامترهای مختلف محیط کشت، مانند: pH، دما، فشار، غلظت، نیاز به تجهیزات اندازه‌گیری مانند: pH متر، ترمومتر و سنجش‌گرهای مختلف است.
محیط کشت آزمایشگاهی؛ بستر رشدی برای تحقیقات علمی
محیط کشت آزمایشگاهی در تحقیقات پزشکی و داروسازی نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند. با استفاده از این بستر، می‌توانیم اثرات داروها و ترکیبات شیمیایی را بر روی سلول‌ها و بافت‌ها بررسی کرده و از طریق طراحی آزمایش‌های مختلف، به دنبال کشف و توسعه درمان‌های نوین باشیم.
به طور خلاصه، محیط کشت آزمایشگاهی به محققان امکان می‌دهد تا به نحوی کنترل شده و دقیق، در زمینه‌های مختلف علوم زیستی تحقیقات انجام دهند. امروزه انواع مختلفی از محیط کشت وجود دارند و شما باید باتوجه‌به نیازتان بهترین را انتخاب کنید.
در انتها لازم است اشاره کنیم که برای خرید تجهیزات موردنیاز ساخت محیط کشت هم نیازی به نگرانی نیست؛ چرا که لیان آزمای بهار انواع این تجهیزات را عرضه می‌کند. همچنین قیمت تجهیزات آزمایشگاهی در لیان آزمای بهار بسیار منطقی‌تر از سایر فروشگاه‌های تجهیزات آزمایشگاهی است.
