Бактериологический анализ воды - Википедия - Bacteriological water analysis

Кишечная палочка культура на чашке Петри

Бактериологический анализ воды это метод анализа воды для оценки количества бактерии присутствуют и, при необходимости, выяснить, что это за бактерии. Он представляет собой один из аспектов качество воды. Это микробиологический аналитический процедура, в которой используются пробы воды и из этих проб определяется концентрация бактерий. Затем можно сделать выводы о пригодности воды для использования на основе этих концентраций. Этот процесс используется, например, для регулярного подтверждения того, что вода безопасна для потребления человеком или что купание и развлекательный вода безопасна для использования.

Интерпретация и уровни срабатывания триггера для различных вод различаются в зависимости от использования воды. Хотя к питьевая вода, более мягкие уровни применяются к морским водам для купания, где ожидается, что пользователи будут поглощать гораздо меньшие объемы воды.

Подход

Общей чертой всех этих рутинных процедур скрининга является то, что первичный анализ проводится на индикаторные организмы, а не на патогены это может вызвать беспокойство. Организмы-индикаторы представляют собой такие бактерии, как неспецифические колиформы, кишечная палочка и Синегнойная палочка которые очень часто обнаруживаются в кишечнике человека или животных и при обнаружении могут указывать на присутствие сточные воды. Используются индикаторные организмы, потому что даже когда человек заражен более патогенными бактериями, они все равно будут выделять во много миллионов раз больше индикаторных организмов, чем патогены. Поэтому разумно предположить, что если уровни индикаторных организмов низкие, то уровни патогенов будут намного ниже или отсутствовать. Суждения о пригодности воды для использования основаны на очень обширных прецедентах и ​​относятся к вероятности того, что любая пробная популяция бактерий может быть инфекционной при разумном статистическом уровне достоверности.

Анализ обычно проводится с использованием культуральных, биохимических, а иногда и оптических методов. Когда уровни индикаторных организмов превышают предварительно установленные триггеры, может быть проведен специальный анализ на патогены, и они могут быть быстро обнаружены (при подозрении) с использованием определенных методов культивирования или молекулярная биология.[1]

Методологии

Наиболее надежными методами являются метод прямого подсчета на чашках и метод мембранной фильтрации. mEndo Agar используется в мембранной фильтрации, а VRBA Agar используется в методе прямого подсчета на чашках. VRBA - это фиолетово-красный желчный агар. Среда, содержащая соли желчных кислот, которая способствует росту грамотрицательных клеток и обладает характеристиками ингибирования грамположительных, хотя и не полностью ингибирует.

Эти среды содержат лактозу, которая обычно ферментируется бактериями, ферментирующими лактозу, с образованием колоний, которые можно идентифицировать и охарактеризовать. Ферментация лактозы дает окрашенные колонии, а ферментация без лактозы дает бесцветные. Поскольку анализ всегда основан на очень маленьком образце, взятом из очень большого объема воды, все методы основываются на статистических принципах.[2]

</ref>

Многотрубный метод

Один из самых старых методов называется методом нескольких трубок.[3] В этом методе отмеренный суб-образец (возможно, 10 мл) разбавляется 100 мл стерильной питательной среды и аликвота Затем по 10 мл декантируют в каждую из десяти пробирок. Оставшиеся 10 мл снова разбавляют и процесс повторяется. В конце 5 разведений получается 50 пробирок, охватывающих диапазон разведений от 1:10 до 1: 10000.

Затем пробирки инкубируют при заданной температуре в течение определенного времени, и в конце процесса для каждого разведения подсчитывается количество пробирок с ростом. Затем используются статистические таблицы для определения концентрации организмов в исходной пробе. Этот метод может быть усовершенствован за счет использования индикаторной среды, которая меняет цвет при наличии кислотообразующих веществ, и включения крошечной перевернутой трубки, называемой трубкой Дарема, в каждую пробирку для образца. Перевёрнутая трубка Дарема улавливает любой выделяемый газ. Производство газа при 37 градусах Цельсия является убедительным признаком наличия кишечная палочка.

АТФ тестирование

An АТФ тест это процесс быстрого измерения активных микроорганизмов в воде путем обнаружения аденозинтрифосфат (АТФ). АТФ - это молекула, обнаруженная только в живых клетках и вокруг них, и поэтому она дает прямую оценку биологической концентрации и здоровья. Количество АТФ определяется путем измерения света, производимого в результате реакции с природным ферментом. люцифераза светлячков используя люминометр. Количество производимого света прямо пропорционально количеству биологической энергии, присутствующей в образце.

Тесты АТФ второго поколения специально разработаны для воды, Сточные Воды и промышленные применения, где по большей части образцы содержат различные компоненты, которые могут мешать анализу АТФ.

Количество тарелок

Метод подсчета на чашке основан на бактериях, выращивающих колонию на питательной среде, так что колония становится видимой невооруженным глазом, и можно подсчитать количество колоний на чашке. Чтобы быть эффективным, разбавление исходного образца должно быть организовано таким образом, чтобы в среднем вырастало от 30 до 300 колоний целевой бактерии. Менее 30 колоний делают интерпретацию статистически необоснованной, тогда как более 300 колоний часто приводят к перекрыванию колоний и неточности подсчета. Чтобы гарантировать, что будет создано соответствующее количество колоний, обычно культивируют несколько разведений. Этот подход широко используется для оценки эффективности очистки воды путем инактивации типичных микробных загрязнителей, таких как Кишечная палочка в соответствии с ASTM D5465.[4][5]

Лабораторная процедура включает в себя серийные разведения образца (1:10, 1: 100, 1: 1000 и т. Д.) В стерильной воде и их выращивание на питательное вещество агар в чашку, которую герметично закрывают и инкубируют. Типичные носители включают пластинчатый агар для общего подсчета или МакКонки агар считать Грамотрицательные бактерии Такие как Кишечная палочка. Обычно один набор планшетов инкубируют при 22 ° C в течение 24 часов, а второй - при 37 ° C в течение 24 часов. В состав питательного вещества обычно входят реагенты которые препятствуют росту нецелевых организмов и позволяют легко идентифицировать целевой организм, часто по изменению цвета среды. Некоторые современные методы включают флуоресцентный агент, так что подсчет колоний можно автоматизировать. В конце инкубационного периода колонии подсчитываются на глаз, процедура занимает несколько минут и не требует микроскоп поскольку колонии обычно имеют размер несколько миллиметров.

Мембранная фильтрация

Большинство современных лабораторий используют уточнение общего количества планшетов, при котором серийные разведения пробы фильтруются под вакуумом. мембранные фильтры и эти фильтры сами размещены на питательной среде внутри герметичных тарелок.[6] В остальном методика аналогична обычному общему количеству планшетов. На мембранах напечатана миллиметровая сетка, и их можно надежно использовать для подсчета количества колоний под бинокулярным микроскопом.

Метод заливки тарелки

Когда в ходе анализа выявляются виды бактерий, которые плохо растут на воздухе, первоначальный анализ выполняется путем смешивания серийных разведений образца в жидком питательном агаре, который затем разливается в бутылки, которые затем герметично закрываются и кладутся на бок для получения наклонного агара. поверхность. Колонии, которые развиваются в теле среды, можно подсчитать на глаз после инкубации.

Общее количество колоний обозначается как общее количество жизнеспособных (ТВЦ). Единица измерения - КОЕ / мл (или колониеобразующие единицы на миллилитр) и относится к исходному образцу. Для расчета этого количества подсчитанное количество колоний умножается на использованное разведение.

Анализ патогенов

Когда в образцах обнаруживается повышенный уровень индикаторных бактерий, часто проводится дополнительный анализ для поиска конкретных патогенных бактерий. Виды, обычно исследуемые в умеренной зоне, включают: Сальмонелла тиф и Сальмонелла тифимуриум.В зависимости от вероятного источника загрязнения расследование может также распространяться на такие организмы, как Криптоспоридиум spp.В тропических регионах анализ Холерный вибрион также обычно проводится.

Типы питательных сред, используемых в анализе

МакКонки агар это питательная среда, предназначенная для выращивания грамотрицательных бактерий и окрашивания их для ферментации лактозы. Он содержит соли желчных кислот (для подавления большинства грамположительных бактерий), краситель кристаллического фиолетового (который также подавляет некоторые грамположительные бактерии), нейтральный красный краситель (который окрашивает микробы, ферментирующие лактозу), лактоза и пептон. Альфред Теодор МакКонки разработал его, работая бактериологом в Королевской комиссии по удалению сточных вод в объединенное Королевство.

Эндо агар содержит пептон, лактозу, дикалий фосфат, агар, сульфит натрия, основной фуксин и изначально был разработан для изоляции Сальмонелла тиф, но сейчас широко используется при анализе воды. Как и в агаре МакКонки, колиформные организмы сбраживают лактозу, и колонии становятся красными. Организмы, не ферментирующие лактозу, образуют прозрачные бесцветные колонии на бледно-розовом фоне среды.[7]

mFC средний используется в мембранной фильтрации и содержит селективные и дифференциальные агенты. К ним относятся розолевая кислота для подавления роста бактерий в целом, за исключением фекальных колиформ, желчь соли подавляют неэнтерические бактерии и анилиновый синий указывает на способность фекальных колиформ ферментировать лактозу до кислоты, которая вызывает изменение pH в среде.[8]

TYEA средний содержит триптон, Экстракт дрожжей, поваренная соль и L-арабиноза на литр стеклянной дистиллированной воды и представляет собой неселективную среду, обычно культивируемую при двух температурах (22 и 36 ° C) для определения общего уровня загрязнения (также известного как количество колоний).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уильям Бенто, Университет Замбии +260972476538[самостоятельно опубликованный источник ]
  2. ^ «Проверочные испытания производительности; системы быстрого мониторинга и обнаружения токсичности; обзор и анализ». Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA}. 2004.
  3. ^ Метод 1680: Фекальные колиформы в твердых биологических веществах с помощью процедур многопробочной ферментации (Отчет). Утвержденные CWA микробиологические методы испытаний. EPA. Октябрь 2002 г. EPA 821-R-02-026.
  4. ^ Hanaor, Dorian A.H .; Соррелл, Чарльз К. (2014). "Смешанная фаза TiO на носителе песка2 Фотокатализаторы для обеззараживания воды ». Передовые инженерные материалы. 16 (2): 248–254. arXiv:1404.2652. Дои:10.1002 / adem.201300259.
  5. ^ Hanaor, D .; Michelazzi, M .; Леонелли, С .; Соррелл, К. (2011). «Влияние условий обжига на свойства электрофоретически осажденных пленок диоксида титана на графитовых подложках». Журнал Европейского керамического общества. 31 (15): 2877–2885. arXiv:1303.2757. Дои:10.1016 / j.jeurceramsoc.2011.07.007.
  6. ^ Метод 1106.1: Энтерококки в воде путем мембранной фильтрации с использованием железного агара мембран-энтерококк-эскулин (mE-EIA) (Отчет). Утвержденные CWA микробиологические методы испытаний. EPA. 2002. EPA 821-R-02-021.
  7. ^ Neogen Corporation, Лансинг, Мичиган (2011). «м-Эндо Агар (7724)». Информационный лист продукта № PI 7724, Ред. 1.
  8. ^ Геологическая служба США. Лаборатория микробиологии воды Огайо, Колумбус, Огайо. (Январь 2007 г.). «Метод агара mFC для фекальных колиформ». Аналитические методы.