Bakteriologická analýza vody - Bacteriological water analysis - Wikipedia

E-coli kultura na Petriho misce

Bakteriologická analýza vody je metoda analýzy vody pro odhad počtu bakterie přítomné a v případě potřeby zjistit, o jaký druh bakterií se jedná. Představuje jeden aspekt Kvalita vody. Je to mikrobiologické analytické postup, při kterém se používají vzorky vody a z těchto vzorků se stanoví koncentrace bakterií. Z těchto koncentrací je pak možné vyvodit závěry o vhodnosti vody pro použití. Tento proces se používá například k rutinnímu potvrzení, že voda je bezpečná pro lidskou spotřebu nebo ke koupání a rekreační vody jsou bezpečné.

Interpretace a spouštěcí úrovně akce pro různé vody se liší v závislosti na použití vody. I když platí velmi přísné úrovně pití vody, uvolněnější úrovně platí pro mořské vody ke koupání, kde se očekává, že uživatelé přijmou mnohem menší objemy vody.

Přístup

Společným rysem všech těchto rutinních screeningových postupů je, že primární analýza je spíše pro indikátorové organismy než pro patogeny to by mohlo vzbuzovat obavy. Indikátorové organismy jsou bakterie, jako například nespecifické koliformní bakterie, Escherichia coli a Pseudomonas aeruginosa které se velmi často vyskytují ve střevech lidí nebo zvířat a které, pokud jsou zjištěny, mohou naznačovat přítomnost kanalizace. Indikátorové organismy se používají proto, že i když je člověk nakažen patogennějšími bakteriemi, stále bude vylučovat mnohonásobně více indikátorových organismů než patogenů. Je proto rozumné se domnívat, že pokud jsou hladiny indikátorového organismu nízké, pak budou hladiny patogenů mnohem nižší nebo vůbec nebudou. Posouzení vhodnosti vody pro použití je založeno na velmi rozsáhlých precedentech a týká se pravděpodobnosti, že každá populace vzorků bakterií bude schopná být nakažlivá při rozumné statistické úrovni spolehlivosti.

Analýza se obvykle provádí pomocí kultivačních, biochemických a někdy optických metod. Když hladiny indikátorových organismů překročí předem stanovené spouštěče, lze provést specifickou analýzu patogenů a tyto lze rychle detekovat (pokud existuje podezření) pomocí specifických kultivačních metod nebo molekulární biologie.[1]

Metodiky

Nejspolehlivějšími metodami jsou metoda přímého počítání desek a metoda membránové filtrace. mEndo Agar se používá při membránové filtraci, zatímco VRBA Agar se používá při metodě přímého počítání destiček. VRBA znamená fialově červený žlučový agar. Médium, které obsahuje žlučové soli, které podporuje růst gramnegativních látek a má inhibiční vlastnosti vůči grampozitivním, i když není úplné inhibiční.

Tato média obsahují laktózu, která je obvykle fermentována bakteriemi produkujícími laktózu produkující kolonie, které lze identifikovat a charakterizovat. Kvašení laktózy produkuje barevné kolonie, zatímco kvašení bez laktózy produkuje bezbarvé. Protože je analýza vždy založena na velmi malém vzorku odebraném z velmi velkého objemu vody, všechny metody se opírají o statistické principy.[2]

</ref>

Metoda s více trubicemi

Jedna z nejstarších metod se nazývá metoda s více trubicemi.[3] U této metody se měřený dílčí vzorek (asi 10 ml) zředí 100 ml sterilního růstového média a alikvotní část 10 ml se potom dekantuje do každé z deseti zkumavek. Zbývajících 10 ml se poté znovu zředí a postup se opakuje. Na konci 5 ředění vznikne 50 zkumavek pokrývajících rozsah ředění 1:10 až 1: 10 000.

Zkumavky se poté inkubují při předem nastavené teplotě po stanovenou dobu a na konci procesu se pro každé ředění počítá počet zkumavek s růstem. Statistické tabulky se poté použijí k odvození koncentrace organismů v původním vzorku. Tuto metodu lze vylepšit použitím indikátorového média, které mění barvu, když jsou přítomny druhy tvořící kyselinu, a zahrnutím malé obrácené zkumavky zvané Durhamova zkumavka do každé zkumavky se vzorkem. Obrácená trubice Durham zachycuje veškerý produkovaný plyn. Produkce plynu při 37 stupních Celsia je silným ukazatelem přítomnosti Escherichia coli.

Testování ATP

An ATP test je proces rychlého měření aktivních mikroorganismů ve vodě prostřednictvím detekce adenosintrifosfát (ATP). ATP je molekula, která se nachází pouze v živých buňkách a kolem nich, a jako taková poskytuje přímou míru biologické koncentrace a zdraví. ATP se kvantifikuje měřením světla produkovaného jeho reakcí s přirozeně se vyskytujícím enzymem luciferáza světlušek používat luminometr. Množství vyprodukovaného světla je přímo úměrné množství biologické energie přítomné ve vzorku.

Testy ATP druhé generace jsou speciálně navrženy pro vodu, odpadní voda a průmyslové aplikace, kde vzorky většinou obsahují řadu komponent, které mohou interferovat s testem ATP.

Počet talířů

Metoda počítání destiček se spoléhá na to, že bakterie pěstují kolonie na živném médiu, takže se kolonie stává viditelnou pouhým okem a lze spočítat počet kolonií na misce. Aby bylo účinné, musí být ředění původního vzorku uspořádáno tak, aby v průměru rostlo mezi 30 a 300 koloniemi cílové bakterie. Méně než 30 kolonií činí statisticky nevhodnou interpretaci, zatímco více než 300 kolonií často vede k překrývajícím se koloniím a nepřesnosti v počtu. Aby se zajistilo, že bude vytvořen vhodný počet kolonií, je obvykle kultivováno několik ředění. Tento přístup je široce využíván pro hodnocení účinnosti úpravy vody inaktivací reprezentativních mikrobiálních kontaminantů, jako jsou E-coli podle ASTM D5465.[4][5]

Laboratorní postup zahrnuje přípravu sériových ředění vzorku (1:10, 1: 100, 1: 1000 atd.) Ve sterilní vodě a jejich kultivaci na živina agar v misce, která je uzavřena a inkubována. Typická média zahrnují agar pro počítání destiček pro obecný počet nebo MacConkey agar počítat Gramnegativní bakterie jako E-coli. Typicky je jedna sada destiček inkubována při 22 ° C a po dobu 24 hodin a druhá sada při 37 ° C po dobu 24 hodin. Složení živiny obvykle zahrnuje činidla které odolávají růstu necílových organismů a umožňují snadno identifikovat cílový organismus, často změnou barvy média. Některé nedávné metody zahrnují fluorescenční činidlo, takže lze automatizovat počítání kolonií. Na konci inkubační doby se kolonie počítají okem, což je postup, který trvá několik okamžiků a nevyžaduje mikroskop protože kolonie mají obvykle průměr několik milimetrů.

Membránová filtrace

Většina moderních laboratoří používá zpřesnění celkového počtu destiček, při kterém se sériová ředění vzorku vakuově filtrují přes vyrobený účel membránové filtry a tyto filtry jsou samy položeny na živné médium v ​​uzavřených deskách.[6] Metodika je jinak podobná konvenčnímu celkovému počtu destiček. Membrány mají natištěnou milimetrovou mřížku a lze je spolehlivě použít k počítání počtu kolonií pod binokulárním mikroskopem.

Nalijte deskovou metodu

Když analýza hledá bakteriální druhy, které špatně rostou na vzduchu, provede se počáteční analýza smícháním sériových ředění vzorku v tekutém živném agaru, který se poté nalije do lahví, které se pak utěsní a položí na jejich strany, aby se vytvořil šikmý agar povrch. Kolonie, které se vyvinou v těle média, lze po inkubaci spočítat okem.

Celkový počet kolonií se označuje jako celkový počet životaschopných (TVC). Jednotkou měření je cfu / ml (nebo jednotky tvořící kolonie na mililiter) a vztahuje se k původnímu vzorku. Výpočet je násobkem počítaného počtu kolonií vynásobeného použitým ředěním.

Analýza patogenů

Když vzorky vykazují zvýšené hladiny indikátorových bakterií, často se provádí další analýza za účelem hledání konkrétních patogenních bakterií. Mezi druhy běžně zkoumané v mírném pásmu patří Salmonella typhi a Salmonella Typhimurium V závislosti na pravděpodobném zdroji kontaminace se vyšetřování může rozšířit i na organismy, jako je Cryptosporidium sppAnalýza tropických oblastí Vibrio cholerae se také běžně provádí.

Druhy živných médií použitých při analýze

MacConkey agar je kultivační médium určené k pěstování gramnegativních bakterií a jejich barvení pro fermentaci laktózy. Obsahuje žlučové soli (k potlačení většiny grampozitivních bakterií), křišťálově fialové barvivo (které také inhibuje určité grampozitivní bakterie), neutrální červené barvivo (které skvrny na mikroby fermentující laktózu), laktóza a pepton. Alfred Theodore MacConkey jej vyvinul, když pracoval jako bakteriolog pro Královskou komisi pro odstraňování splašků v Spojené království.

Endo agar obsahuje pepton, laktózu, fosforečnan draselný, agar, siřičitan sodný, bazický fuchsin a byl původně vyvinut pro izolaci Salmonella typhi, ale nyní se běžně používá při analýze vody. Stejně jako v agaru MacConkey koliformní organismy fermentují laktózu a kolonie zčervenají. Organismy nelaktózové fermentující produkují jasné, bezbarvé kolonie na slabě růžovém pozadí média.[7]

mFC médium se používá při membránové filtraci a obsahuje selektivní a diferenciální látky. Tyto zahrnují kyselina rosolová inhibovat růst bakterií obecně, s výjimkou koliformních bakterií ve výkalech, žluč soli inhibují neenterické bakterie a anilinová modrá označuje schopnost fekálních koliformních bakterií fermentovat laktózu na kyselinu, což způsobuje změnu pH v médiu.[8]

TYEA střední obsahuje trypton, výtažek z kvasnic, kuchyňská sůl a L-arabinóza na litr skleněné destilované vody a je to neselektivní médium, které se obvykle pěstuje při dvou teplotách (22 a 36 ° C), aby se určila obecná úroveň kontaminace (aka počet kolonií).

Viz také

Reference

  1. ^ William Bento, Zambijská univerzita +260972476538[samostatně publikovaný zdroj ]
  2. ^ „Testování ověřování výkonu; Systémy rychlého monitorování a detekce toxicity; Přehled a analýza“. Washington, DC: Americká agentura pro ochranu životního prostředí (EPA}. 2004.
  3. ^ Metoda 1680: Fekální koliformní bakterie v biopevné látce pomocí fermentačních postupů s více zkumavkami (Zpráva). Schválené mikrobiologické zkušební metody CWA. EPA. Říjen 2002. EPA 821-R-02-026.
  4. ^ Hanaor, Dorian A. H .; Sorrell, Charles C. (2014). „Smíšené fáze TiO podporované pískem2 Fotokatalyzátory pro dekontaminaci vody ". Pokročilé inženýrské materiály. 16 (2): 248–254. arXiv:1404.2652. doi:10.1002 / adem.201300259.
  5. ^ Hanaor, D .; Michelazzi, M .; Leonelli, C .; Sorrell, C.C. (2011). „Účinky podmínek vypalování na vlastnosti elektroforeticky nanesených filmů oxidu titaničitého na grafitové podklady“. Věstník Evropské keramické společnosti. 31 (15): 2877–2885. arXiv:1303.2757. doi:10.1016 / j.jeurceramsoc.2011.07.007.
  6. ^ Metoda 1106.1: Enterokoky ve vodě membránovou filtrací za použití železo-agaru membrána-Enterococcus-Esculin (mE-EIA) (Zpráva). Schválené mikrobiologické zkušební metody CWA. EPA. 2002. EPA 821-R-02-021.
  7. ^ Neogen Corporation, Lansing, MI (2011). „Agar m-Endo (7724).“ Informační list produktu č. PI 7724, rev. 1.
  8. ^ Americký geologický průzkum. Ohio Water Microbiology Laboratory, Columbus, OH. (Leden 2007). "metoda mFC agaru pro fekální koliformní bakterie." Analytické metody.