Химическая стерилизация — этот вид стерилизации применяется ограниченно. Чаще всего используют химические вещества для предупреждения бактериального загрязнения питательных сред и иммунобиологических препаратов.При химической стерилизации возможно использование двух токсичных газов: окиси этилена и формальдегида. Эти вещества в присутствии воды могут инактивировать ферменты, ДНК и РНК, что приводит бактериальные клетки к гибели. Стерилизация газами осуществляется в присутствии пара при 50—80°С в специальных камерах. Этот вид стерилизации опасен для окружающих, однако существуют объекты, которые могут быть повреждены при нагревании и по-3* 67 этому их можно стерилизовать только газом. Например, оптические приборы, некоторые питательные среды.Для проведения стерилизации тех или иных объектов необходимо строго соблюдать установленный режим стерилизации (например, для питательных сред он указан в рецепте приготовления).При проведении стерилизации в автоклаве необходимо осуществлять контроль стерилизации.Существует 3 вида контроля:* химический — в автоклав при каждой загрузке кладут бензойную кислоту, мочевину, запаянные в ампулы, или индикаторы стерилизации ТВИ — 120°С — 1 атм, ТВИ - 132°С - 2 атм.При достижении заданного режима стерилизации указанные вещества меняют свой цвет, а термовременные индикаторы темнеют; термический — 2 раза в месяц максимальным термометром во время стерилизации проводят замер температуры в контрольных точках, которая должна достичь заданных параметров;* биологический — проводится 2 раза в год. В контрольных точках помещают пробирки со споровой культурой Bacillus stearothermophilies, погибающей при 120°С в течение 15 мин. После стерилизации пробирки помещают в термостат при t = 55 °С на 48 часов. При достижении заданного режима рост тесткульту-ры отсутствует: фиолетовой цвет среды в пробирках не меняется.Для сохранения стерильности стерилизуемые предметы должны иметь упаковку, не допускающую микробного загрязнения.§ 5. БактериофагиБактериофаги — это вирусы, обладающие способностью проникать в бактериальные клетки, репродуктироваться в них и вызывать их лизис.Фаги широко распространены в природе — в воде, почве, сточных водах, в кишечнике животных, человека, птиц, в раковых опухолях растений. Фаг был выделен из молока, овощей. Источником фагов патогенных микробов являются больные люди и животные, бактерионосители, реконвалес-центы. Выделяются с содержимым кишечника, мочой, его обнаруживали в мокроте, слюне, гное, носовом секрете. Особенно большое количество фагов выделяется в период выздоровления.
Фаг получают путем добавления в котлы с бульонными культурами специального производственного фага, который выдерживают сутки при 37°С, затем фильтруют. Проверяют на чистоту, стерильность, безвредность и активность (силу действия).Структура и морфология фагов: большинство фагов состоит из головки, воротничка и хвостового отростка, заканчивающегося базальной пластинкой, к которой прикреплены фибриллы.Содержание головки — это ДНК (иногда РНК). Хвостовой отросток имеет цилиндрический стержень, окруженный сократительным чехлом. В оболочку фаговой частицы и отросток входит белок, состоящий из полиаминов: спермин, путресцин, кислоторастворимый пептид.Фаги более устойчивы во внешней среде, чем бактерии. Выдерживают давление до 6000 атм., устойчивы к действию радиации. До 13 лет не теряют своих литических свойств, находясь в запаянных ампулах.Некоторые вещества, например, хлороформ и ферментативные яды (цианид, флорид), не оказывают влияния на фаги, но вызывают гибель бактерий.Однако фаги быстро погибают при кипячении, действии кислот, УФ-лучей.Фаги обладают строгой специфичностью, т. е. способны паразитировать только в определенном виде микроорганизмов: стрептококках, стафилококках и т. д. Фаги с более строгой специфичностью, которые паразитируют только на определенных представителях данного вида, называются типовыми. Фаги, которые лизируют микроорганизмы близких видов, например, видов, входящих в род возбудителей дизентерии (шигелл), называются поливалентными.По механизму взаимодействия с клетками фаги подразделяются на вирулентные и умеренные.Феномен бактериофагии, вызываемый вирулентными фагами, проходит в 5 фаз:1) адсорбция — с помощью нитей хвостового отростка;2) проникновение в клетку;3) репродукция белка и нуклеиновой кислоты внутри клетки;4) сборка и формирование зрелых фагов;5) лизис клетки, выход фага из нее.Умеренные фаги не лизируют все клетки, а с некоторыми вступают в симбиоз. Клетка выживает. Умеренный фаг превращается в профаг, который не обладает литическим действием.Лизогенезация бактерий сопровождается изменением их морфологических, культуральных, ферментативных, антигенных и биологических свойств. Так, например, нетокси-генные штаммы коринебактерий дифтерии в результате ли-зогенизации превращаются в токсигенные. Практическое использование фагов: * назначают с профилактической и лечебной целью при дизентерии, брюшном тифе, паратифах, холере, чуме, стафилококковой инфекции; в диагностике инфекционных заболеваний; метод фаготипирования дает возможность устанавливать вид бактерий и тем самым выявлять источники инфекции.
§ 6. Генетика бактерийГенетика (от греч. genos — рождение) — это наука, изучающая наследственность и изменчивость. Микроорганизмы обладают способностью изменять свои основные признаки:морфологические (строение); культуральные (рост на питательных средах); биохимические или ферментативные признаки (добавление определенных веществ в питательную среду может вызвать активацию фермента, который до этого находится в латентном состоянии); биологические свойства — может меняться степень па-тогенности, на этом основаны способы приготовления живых вакцин.Например, при 12—14-дневном культивировании возбудителя сибирской язвы при t° — 42—43°С микробы потеряли способность вызывать заболевание у животных, но сохранили свои иммуногенные свойства.БЦЖ (бацилла Кальмета-Герена) снизила болезнетвор-ность бычьего вида микобактерий туберкулеза путем длительных пассажей на картофельной среде с желчью и глицерином при t° 38°C. Пересевы через каждые 14 дней получили ослабленный штамм микобактерий туберкулеза, который назван «вакциной» БЦЖ, используемой для профилактики туберкулеза.Наследственность — это способность организмов сохранять определенные признаки на протяжении многих поколений.Изменчивость — это приобретение признаков под влиянием различных факторов, отличающих их от предыдущих поколений.Генетическая информация в клетках бактерий заключена в ДНК (у некоторых вирусов РНК). Молекула ДНК состоит из двух нитей, каждая из которых спирально закручена относительно другой. При делении клетки спираль удваивается. И вновь образуется двунитчатая молекула ДНК. В состав молекулы ДНК входят 4 азотистых основания — одекаин, гуанин, цитозин, тимин. Порядок расположения в цепи у разных организмов определяет их наследственную информацию, закодированную в ДНК.Формы проявления изменчивостиНенаследственная, фенотипическая изменчивость, или модификация, микроорганизмов возникает как ответ клетки на неблагоприятные условия ее существования. Эта адаптивная реакция на внешние раздражители не сопровождается изменением генотипа и поэтому не передается по наследству. Могут измениться морфология (удлиняется), культуральные свойства (стафилококки без пигмента при недостатке кислорода) биохимические или ферментативные свойства, вырабатываются адаптивные ферменты Е. coli, фермент лактаза на среде — с лактозой.2. Наследуемая генетическая изменчивость возникает в результате мутаций и генетических рекомбинаций. Изменчивость микроорганизмов
Фенотипическая изменчивость (ненаследуемая модификация)Генотипическая изменчивость наследуемаяМутации (от лат. mutatio — изменять) — это передаваемые по наследству структурные изменения генов. При мутациях изменяются участки геномов (т. е. наследственного аппарата).Бактериальные мутации могут быть спонтанными (самопроизвольными) и индуцированными (направленными), т. е. появляются в результате обработки микроорганизмов специальными мутагенами (хим. веществами, температурой, излучением и т.д.).В результате бактериальных мутаций могут отмечаться:* изменение морфологических свойств; изменение культуральных свойств; возникновение у микроорганизмов устойчивости к лекарственным препаратам;* ослабление болезнетворных свойств и др.К генетическим рекомбинациям относятся рекомбинации генов, которые происходят вследствие трансформации, от донора трансдукции и конъюгации.Трансформация — передача генетического материала реципиенту при помощи изолированной ДНК другой клетки. Клетки, способные воспринимать ДНК другой клетки, называются компетентными.Состояние компетентности часто совпадает с логарифмической фазой роста. Для трансформации необходимо создавать особые условия, например, добавляя неорганические фосфаты, повышается частота трансформации.Трансдукция — это перенос наследственного материала от бактерии-донора к бактерии-реципиенту, который осуществляет фаг. Например, с помощью фага можно воспроизвести трансдукцию жгутиков, ферментативные свойства, ре-зистентность к антибиотикам, токсигенность и другие признаки.Конъюгация бактерий — передача генетического материала от одной клетки другой путем непосредственного контакта. Причем происходит односторонний перенос генетического материала — от донора реципиенту. Необходимым условием для конъюгации является наличие у донора специфического фактора плодовитости F. У граммотрицательных бактерий обнаружены половые F-волоски, через них происходит перенос генетического материала. Клетки, играющие роль донора, обозначают F+, а реципиенты — F.F-фактор находится в цитоплазме клеток, причем он не один. При конъюгации происходит перенос только ДНК без РНК и белка.Практическое значение изменчивости: с помощью генетических методов получены специальные культуры дрожжей и других микробов, используемые в технологии изготовления пищевых продуктов, производстве анатоксинов, вакцин, антибиотиков, витаминов;
* большое научное и практическое значение имеет генная инженерия, методы которой позволяют изменять структуру генов и включать в хромосому бактерий гены других организмов, ответственных за синтез важных и нужных веществ, которые получить химическим путем очень трудно, — инсулин, интерферон и др.;* при использовании мутагенных факторов (УФ-лучей, рентгеновские лучи, у-лучи, диэтилсульфат и др.) были получены мутанты — продуценты антибиотиков, которые в 100—1000 раз активнее исходных.§ 7. Практическая частьПодготовка к стерилизации лабораторной посуды1. Перед стерилизацией лабораторную посуду тщательно моют и сушат.2. Пробирки, флаконы, бутыли, матрацы, колбы закрывают ватно-марлевыми пробками. Поверх пробки на каждый сосуд (кроме пробирок) надевают бумажный колпачок.3. Чашки Петри стерилизуют завернутыми в бумагу по 1— 5 штук или в пеналах.4. Пастеровские пипетки по 3—5—10—15 штук заворачивают в плотную оберточную бумагу. В верхнюю часть каждой пипетки вкладывают кусочек ваты. Во время работы пипетки из пакета вынимают за верхний конец.Лабораторную посуду стерилизуют:а) сухим жаром при температуре 150, 160 и 180°С соответственно 2 часа, 1 час и 30 минут.б) в автоклаве при давлении 1 атм. в течение 20—30 минут.Стерилизация металлических инструментовНожницы, скальпели, пинцеты и пр. стерилизуют в 2% содовом растворе (сода предупреждает появление ржавчины и потерю остроты). Лезвия скальпелей и ножниц перед погружением в воду рекомендуется обертывать ватой.Стерилизация перчаток и других резиновых изделийПерчатки, шланги, трубки и другие, загрязненные вегетативной формой микробов, стерилизуют кипячением в 2% растворе соды или текучим паром 30 минут; при загрязнении спороносной патогенной микрофлорой — в автоклаве при давлении 1 атм. в течение 30 минут.Приготовление дезрастворов группы хлора1. Хлорная известь обладает высоким бактериальным действием. Ее используют в микробиологической практике в виде порошка, 10—20% хлорно-известкового молока и 0,2—10% осветленного раствора.2. Схема приготовления хлорно-известкового молока.Концентрация хлорно-нзвсстко-вого молока (в %)Количество хлорной извести в граммах на 10 л воды при содержании в ней активного хлора (в %)