انواع محیط‌ های کشت باکتری

فهرست مطالب

1. محیط کشت چیست؟

2. چگونه محیط کشت تهیه کنیم؟

3. انواع محیط کشت بر اساس قوام / حالت فیزیکی:

   • محیط جامد

   • محیط نیمه جامد

   • محیط مایع

4. انواع محیط کشت بر اساس ترکیب شیمیایی / کاربرد:

   • محیط پایه

   • محیط غنی‌شده

   • محیط انتخابی

   • محیط غنی‌کننده

   • محیط شاخص یا افتراقی

   • محیط انتقالی

   • محیط نگهداری

5. انواع محیط کشت بر اساس نیاز به اکسیژن:

   • محیط هوازی

   • محیط بی‌هوازی

6. انواع محیط کشت با کاربردهای خاص:

   • محیط آزمون

   • محیط حداقل

   • محیط تخمیری

7. محیط کشت احیاکننده

8. کاربردهای محیط کشت

9. محدودیت‌های محیط کشت

10. فهرست محیط‌های کشت مورد استفاده در میکروبیولوژی همراه با کاربردهای آن‌ها

11. منابع

محیط کشت چیست؟
محیط‌های کشت موادی هستند که مواد مغذی و مواد معدنی ضروری را برای رشد میکروارگانیسم‌ها در آزمایشگاه فراهم می‌کنند.

میکروارگانیسم‌ها دارای طبیعت، ویژگی‌ها، زیستگاه و نیازهای تغذیه‌ای متفاوتی هستند، بنابراین امکان کشت همه آن‌ها در یک نوع محیط کشت وجود ندارد. با این حال، برخی از میکروارگانیسم‌ها در هیچ شرایطی روی محیط کشت رشد نمی‌کنند که به آن‌ها انگل‌های اجباری گفته می‌شود.

کشت میکروارگانیسم‌ها برای تشخیص بیماری‌های عفونی، تهیه آنتی‌ژن، توسعه آزمایش‌های سرولوژیکی برای واکسن‌ها، مطالعات ژنتیکی و شناسایی گونه‌های میکروبی ضروری است.

علاوه بر این، کشت میکروبی برای جداسازی کشت‌های خالص، ذخیره‌سازی نمونه‌های میکروبی، بررسی واکنش‌های بیوشیمیایی، تست آلودگی‌های میکروبی، بررسی تأثیر عوامل ضد میکروبی و مواد نگهدارنده، بررسی شمارش زنده میکروب‌ها و تست حساسیت آنتی‌بیوتیکی نیز اهمیت دارد.

این مقاله بر ترکیب، طبقه‌بندی و انواع محیط‌های کشت مورد استفاده در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی برای مطالعه انواع مختلف میکروب‌ها تمرکز دارد.

مواد رایج در محیط‌های کشت:

• پپتون – منبع کربن و نیتروژن

• عصاره گوشت – منبع اسیدهای آمینه، ویتامین‌ها و مواد معدنی

• عصاره مخمر – منبع ویتامین، کربن و نیتروژن

• آب مقطر

• آگار – عامل سفت‌کننده

چگونه محیط کشت تهیه کنیم؟

1. مقدار مشخصی از پودر مواد تشکیل‌دهنده را با استفاده از ترازو وزن کنید.

2. مواد را در آب مقطر حل کنید.

3. در صورت نیاز، pH محیط را تنظیم کنید.

4. آگار را اضافه کرده و برای حل شدن آن را بجوشانید.

5. محیط را درون فلاسک بریزید.

6. پس از حل شدن کامل مواد، محیط را در اتوکلاو قرار دهید.

7. استریلیزاسیون در اتوکلاو برای جلوگیری از آلودگی، در دمای 121 درجه سانتی‌گراد به مدت 15 دقیقه و فشار 15 پوند انجام می‌شود.

8. پس از اتوکلاو، فلاسک حاوی محیط را درون هوا‌دِهنده لامینار (Laminar Air Flow) قرار دهید.

9. هوا‌دِهنده لامینار را با الکل 70 درصد استریل کنید.

10. پس از کمی خنک شدن، محیط را در پتری دیش‌های استریل‌شده بریزید تا سفت شود.

11. نمونه را با استفاده از لوپ تلقیحی (Inoculation loop) یا اسپردر (Spreader) روی محیط کشت برای شناسایی یا جداسازی میکروب‌ها بمالید.

12. پتری دیش‌ها را با پارا‌فین مهر و موم کرده و آن‌ها را برچسب‌گذاری کنید.

13. پتری دیش‌ها را به صورت وارونه در انکوباتور با دمای 37 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت نگه دارید.

14. روز بعد، رشد کلنی‌های میکروبی روی محیط کشت قابل مشاهده خواهد بود.

محیط کشت تعریف‌شده (Defined Medium) چیست؟

محیط کشت تعریف‌شده محیطی است که تمام ترکیبات آن به طور دقیق و مشخص تعیین شده‌اند، مانند:

• منبع کربن (گلوکز یا گلیسرول)

• منبع نیتروژن (نمک آمونیوم یا نیترات به عنوان نیتروژن معدنی)

این محیط معمولاً در آزمایش‌های متابولیکی، تغذیه‌ای و فیزیولوژیکی استفاده می‌شود. نمونه‌ای از این محیط Czapek Dox Medium است.

محیط کشت تعریف‌نشده (Undefined Medium) چیست؟

محیط کشت تعریف‌نشده شامل ترکیبات پیچیده و ناشناخته است که مقدار دقیق آن‌ها مشخص نیست. این محیط شامل موادی مانند:

• عصاره مخمر

• عصاره گوشت

• انواع نمک‌ها

• پروتئین‌های آنزیمی

نمونه‌هایی از محیط‌های کشت تعریف‌نشده عبارتند از:

• Potato Dextrose Agar (PDA)

• MacConkey Agar

محیط کشت کمپلکس (Complex Media) چیست؟

محیط کشت کمپلکس محیطی است که علاوه بر محیط پایه (Basal Media)، دارای مواد افزودنی خاص است که نیازهای تغذیه‌ای میکروارگانیسم‌های خاص را تأمین می‌کند و ویژگی‌های آن‌ها را برجسته‌تر نشان می‌دهد.

انواع محیط کشت بر اساس قوام/حالت فیزیکی

1. محیط جامد (Solid Medium)

2. محیط نیمه‌جامد (Semi-Solid Medium)

3. محیط مایع (Liquid Medium)

1. محیط جامد (Solid Media)

این محیط برای جداسازی باکتری‌ها به صورت کشت خالص روی یک محیط جامد استفاده می‌شود.

• رابرت کخ اولین کسی بود که به اهمیت استفاده از محیط جامد پی برد.

• آگار برای سخت شدن محیط در غلظت 1.5 تا 2 درصد استفاده می‌شود.

• محیط جامد باعث رشد کلنی‌های باکتریایی پس از خط‌کشی (Streaking) روی محیط می‌شود.

• در دمای 37 درجه سانتی‌گراد سفت می‌شود.

آگار چیست؟

• آگار یک پلی‌ساکارید غیر منشعب است که از جلبک‌های قرمز مانند Gelidium استخراج می‌شود.

• شناسایی کلنی‌های باکتریایی در این محیط انجام می‌شود.

نمونه‌هایی از محیط جامد:

• Nutrient Agar (NA)

• MacConkey Agar (MAC)

• Blood Agar (BA)

• Chocolate Agar

شکل رشد باکتری‌ها در محیط جامد

باکتری‌ها به صورت صاف (Smooth)، زبر (Rough)، موکوییدی (Mucoid)، گرد (Round)، نامنظم (Irregular)، رشته‌ای (Filamentous) و نقطه‌ای (Punctiform) رشد می‌کنند.

2. محیط نیمه‌جامد (Semi-Solid Media)

این محیط برای بررسی تحرک باکتری‌ها و کشت باکتری‌های میکروآئروفیلیک به کار می‌رود.

• آگار در این محیط 0.5 درصد یا کمتر است، بنابراین قوام آن ژله‌ای است.

نمونه‌هایی از محیط نیمه‌جامد:

• Stuart’s and Amies Media

• Hugh and Leifson’s Oxidation-Fermentation Medium

• Mannitol Motility Media

شکل رشد باکتری‌ها در محیط نیمه‌جامد

رشد باکتری‌ها به شکل یک خط ضخیم در داخل محیط مشاهده می‌شود.

3. محیط مایع (Liquid Media)

محیط مایع برای رشد تعداد زیادی از باکتری‌ها استفاده می‌شود.

• این محیط به نام Broth (آبگوشت کشت) شناخته می‌شود و باعث رشد یکنواخت باکتری‌ها همراه با کدورت (Turbidity) می‌شود.

• رشد باکتری‌ها در 37 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت در انکوباتور اتفاق می‌افتد.

• محیط مایع فاقد آگار است و برای مطالعات تخمیر (Fermentation Studies) استفاده می‌شود.

نمونه‌هایی از محیط مایع:

• Nutrient Broth (NB)

• Tryptic Soy Broth (TSB)

• MR-VP Broth

• Phenol Red Carbohydrate Broth

شکل رشد باکتری‌ها در محیط مایع

در محیط مایع، رشد باکتری‌ها به صورت کدورت در انتهای لوله کشت قابل مشاهده است.

انواع محیط کشت بر اساس ترکیب شیمیایی/کاربرد

در آزمایشگاه هفت نوع محیط کشت رایج وجود دارد:

1. محیط پایه (Basal Media)

2. محیط غنی‌شده (Enriched Media)

3. محیط انتخابی (Selective Media)

4. محیط غنی‌کننده (Enrichment Media)

5. محیط شاخص یا افتراقی (Indicator or Differential Media)

6. محیط انتقال (Transport Media)

7. محیط نگهداری (Storage Media)

1. محیط پایه (Basal Media)

• این محیط ساده است و رشد بسیاری از میکروارگانیسم‌ها را تسهیل می‌کند.

• به طور روتین در آزمایشگاه استفاده می‌شود و دارای کربن و نیتروژن است.

• این محیط برای رشد باکتری‌های غیر سخت‌گیر (Non-fastidious) بدون نیاز به مواد مغذی اضافی به کار می‌رود و معمولاً برای کشت مجدد (Sub-culturing) استفاده می‌شود.

• محیط غیرانتخابی است.

باکتری‌های قابل رشد در محیط پایه:

• Staphylococcus و Enterobacteriaceae

نمونه‌هایی از محیط پایه:

• Nutrient Agar (NA)

• Peptone Water

2. محیط غنی‌شده (Enriched Media)

• این محیط نیاز به افزودن خون، تخم‌مرغ، یا سرم دارد.

• محیط غنی‌شده، رشد برخی میکروارگانیسم‌های خاص را افزایش داده و در عین حال، رشد برخی دیگر را مهار می‌کند.

• میکروب‌های سخت‌گیر (Fastidious) به دلیل نیاز به مواد مغذی مانند ویتامین‌ها و ترکیبات رشد در این محیط رشد می‌کنند.

نمونه‌هایی از محیط غنی‌شده:

• Blood Agar (برای شناسایی باکتری‌های همولیتیک)

• Chocolate Agar (برای رشد Neisseria gonorrhoeae)

• Lowenstein Jensen (LJ) Medium

3. محیط انتخابی (Selective Media)

• این محیط، رشد باکتری‌های خاص را تسهیل کرده و رشد باکتری‌های نامطلوب را مهار می‌کند.

• مهار رشد از طریق افزودن نمک‌های صفراوی، آنتی‌بیوتیک‌ها، رنگ‌ها، یا تنظیم pH انجام می‌شود.

• هر محیطی را می‌توان با افزودن آگار مهاری (Inhibitory Agar) به محیط انتخابی تبدیل کرد.

نمونه‌هایی از محیط انتخابی:

4. محیط غنی‌کننده (Enrichment Media)

• محیط مایع که رشد باکتری‌های مطلوب با تراکم کم را امکان‌پذیر می‌کند.

• این محیط مانند محیط انتخابی عمل کرده و رشد باکتری‌های نامطلوب را مهار می‌کند.

• معمولاً برای جداسازی میکروارگانیسم‌های خاک و نمونه‌های مدفوع استفاده می‌شود.

نمونه‌هایی از محیط غنی‌کننده:

• Selenite F-broth: برای جداسازی Salmonella Typhi از نمونه‌های مدفوع.

  • سلنیوم رشد باکتری‌های مطلوب را افزایش داده و سطح تشخیص فلور روده‌ای را بالا می‌برد.

5. محیط شاخص یا افتراقی (Indicator or Differential Media)

• این محیط به دلیل دارا بودن نشانگر شیمیایی، تغییرات قابل مشاهده ایجاد می‌کند.

• برای تشخیص و تمایز بین گونه‌های باکتریایی بر اساس رنگ کلنی‌ها در یک صفحه استفاده می‌شود.

• ویژگی‌های بیوشیمیایی ارگانیسم‌های مختلف از طریق نشانگرهای شیمیایی مانند فنل قرمز، متیلن بلو، و قرمز خنثی مشخص می‌شود.

نمونه‌هایی از محیط شاخص:

• Mannitol Salt Agar (تخمیر مانیتول باعث تغییر رنگ به زرد می‌شود)

• Blood Agar (تمایز بین باکتری‌های همولیتیک و غیرهمولیتیک)

• MacConkey Agar

  • باکتری‌های تخمیرکننده لاکتوز: ایجاد کلنی‌های صورتی‌رنگ

  • باکتری‌های غیر تخمیرکننده لاکتوز: ایجاد کلنی‌های رنگ‌پریده

6. محیط انتقال (Transport Media)

• این محیط برای انتقال نمونه‌های جمع‌آوری‌شده استفاده می‌شود و از رشد بیش از حد میکروب‌ها جلوگیری می‌کند.

• این محیط به عنوان محیط ذخیره موقت نیز عمل کرده و قابلیت حفظ زنده‌مانی پاتوژن‌ها را دارد.

• همچنین از خشک شدن نمونه‌ها جلوگیری می‌کند.

نمونه‌هایی از محیط انتقال:

• Stuart’s Transport Medium (فاقد کربن، نیتروژن و فاکتورهای رشد)

• Cary Blair’s Transport Media و VR Media (برای انتقال نمونه‌های مدفوع بیماران مبتلا به وبا)

• Pike’s Medium (برای انتقال استرپتوکوک‌ها از بیماران مبتلا به عفونت گلو)

7. محیط نگهداری (Storage Media)

• این محیط برای حفظ طولانی‌مدت کشت باکتریایی استفاده می‌شود.

نمونه‌هایی از محیط نگهداری:

• Cooked Meat Broth

• NA Egg Saline

انواع محیط کشت بر اساس نیاز به اکسیژن

• میکروارگانیسم‌ها نیازهای متفاوتی برای رشد دارند که بر اساس میزان اکسیژن مورد نیازشان طبقه‌بندی می‌شوند.

1. محیط هوازی (Aerobic Media)

• در این محیط، کشت میکروارگانیسم‌ها به راحتی انجام می‌شود.

• در محیط جامد، رشد با قرار دادن کشت در انکوباتور اتفاق می‌افتد.

• این محیط رشد میکروارگانیسم‌های غیر سخت‌گیر (Non-fastidious) را تسهیل می‌کند.

نمونه‌هایی از محیط هوازی:

• محیط مایع (Liquid Media)

• محیط جامد (Solid Media)

فرمول برخی از محیط‌های هوازی:

• Peptone Water: شامل 1% پپتون + 0.5% NaCl + 100 میلی‌لیتر آب

• Nutrient Agar: شامل Nutrient Broth + 2% آگار

2. محیط بی‌هوازی (Anaerobic Media)

• این محیط برای کشت باکتری‌های بی‌هوازی که نیاز به اکسیژن کم دارند، طراحی شده است.

• محیط بی‌هوازی پتانسیل اکسایش-کاهش را کاهش داده و اکسیژن را حذف می‌کند.

• این محیط حاوی مواد مغذی اضافی مانند ویتامین K، همین (Hemin) و اکسیژن کاهش‌یافته است که توسط فرآیندهای فیزیکی یا شیمیایی حذف می‌شود.

• برای کاهش اکسیژن، به محیط گلوکز (1%)، تیگلیکولات (0.1%)، اسید اسکوربیک (0.1%)، سیستئین (0.05%) یا براده آهن اضافه می‌شود.

• محیط در حمام آب جوشانده می‌شود تا اکسیژن محلول از آن خارج شود و سپس با پارافین استریل پوشانده می‌شود.

نمونه‌هایی از محیط بی‌هوازی:

• RCM (Robertson Cooked Meat Medium): برای جداسازی گونه‌های Clostridium

• Thioglycolate Broth: حاوی سدیم تیگلیکولات که سطح اکسیژن را کاهش می‌دهد.

انواع محیط‌های کشت با کاربرد خاص

1. محیط سنجشی (Assay Media)

• این محیط برای سنجش و ارزیابی ویتامین‌ها، اسیدهای آمینه و آنتی‌بیوتیک‌ها استفاده می‌شود.

• مثال: در آزمایش حساسیت آنتی‌بیوتیکی از محیط Muller-Hinton Agar استفاده می‌شود که دارای 1.7% آگار برای انتشار بهتر آنتی‌بیوتیک‌ها است.

• این محیط نشاسته دارد که سموم آزادشده توسط باکتری‌ها را جذب می‌کند.

• در این محیط، منطقه عدم رشد (Zone of Inhibition) اطراف آنتی‌بیوتیک‌ها مشاهده می‌شود.

2. محیط حداقلی (Minimal Media)

این محیط، تعریف‌شده (Defined Medium) است و ترکیب آن به نوع میکروارگانیسم بستگی دارد.

• شامل یک منبع کربن مانند شکر یا سوکسینات و نمک‌های معدنی مانند منیزیم، نیتروژن، گوگرد و فسفر است.

• کربن منبع انرژی، منیزیم و نمک‌های آمونیوم منبع یون‌ها برای تحریک متابولیسم، و فسفات به عنوان عامل بافری عمل می‌کند.

کاربرد:

• مقایسه رشد کشت میکروبی و جهش‌یافته‌ها

• تمایز بین سلول‌های وحشی و جهش‌یافته

• انتخاب نوترکیب‌ها و رشد میکروارگانیسم‌های وحشی

3. محیط تخمیری (Fermentation Media)

ویژگی‌های محیط تخمیری:

• برای رشد بهینه میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود.

• محیط تخمیری، محصولات را در مقادیر بالا تولید می‌کند.

• این محیط، انرژی و مواد مغذی را برای رشد تأمین می‌کند.

• محیط، زیرلایه لازم برای سنتز محصولات تخمیر را فراهم می‌کند.

ترکیبات محیط تخمیری:

✅ ترکیبات اصلی:

• کربن و نیتروژن برای تأمین انرژی

✅ ترکیبات فرعی:

• نمک‌های معدنی، فاکتورهای رشد، ویتامین‌ها، بافرها، عوامل ضدکف، اکسیژن محلول، گازها، مهارکننده‌های رشد، آنزیم‌ها

✅ مواد مغذی در محیط تخمیری به نوع میکروارگانیسم و فرآیند تخمیر بستگی دارد.

دو نوع محیط تخمیری:

1. محیط رشد:

   • دارای مواد مغذی کم، به عنوان ماده خام برای تخمیر بعدی استفاده می‌شود.

2. محیط تخمیری:

   • دارای مواد مغذی زیاد، برای تولید محصولات نهایی استفاده می‌شود.

✅ مثال:

• مخمر (Yeast) برای رشد به 1% کربن نیاز دارد، اما برای تخمیر الکل، 12-13% کربن مورد نیاز است.

نقش محیط تخمیری:

• این محیط دارای مواد مغذی میکروارگانیسم‌ها و شرایط بهینه است.

• در طول دوره انکوباسیون، میکروارگانیسم‌ها فعالیت متابولیکی شدیدی دارند.

• مواد مغذی به سرعت مصرف و محیط تا حدی تخریب می‌شود.

• اگر میزان زیرلایه به غلظت مهاری برسد، سلول‌ها از بین می‌روند.

• افزایش بیش از حد زیرلایه، فشار اسمزی را افزایش داده و فعالیت آنزیمی را مختل می‌کند.

• میکروارگانیسم‌ها، زیرلایه اضافی را تجزیه کرده و به ترکیبات غیرقابل حل تبدیل می‌کنند که برای سلول‌ها بی‌ضرر است.

✅ مثال:

• عصاره مخمر (Yeast Extract)

• عصاره گوشت (Beef Extract)

• YPD، BMGY

محیط احیاکننده (Resuscitation Culture Media)

• این روش برای بازیابی باکتری‌های تحت استرس استفاده می‌شود.

• محیط کشت احیاکننده به رشد میکروب‌هایی که به دلیل شرایط محیطی توانایی تولید خود را از دست داده‌اند، کمک می‌کند.

• این محیط، مواد مغذی لازم را برای بازیابی متابولیسم آن‌ها فراهم می‌کند.

✅ مثال:

• اگر باکتری برای رشد به هیستامین نیاز داشته باشد ولی محیط فاقد آن باشد، رشد متوقف می‌شود.

• اگر همان باکتری را در محیطی که هیستامین دارد قرار دهیم، رشد دوباره آغاز می‌شود.

• این محیط به عنوان محیط احیاکننده عمل می‌کند.

✅ نمونه:

• Tryptic Soy Agar

کاربردهای محیط کشت

• برای کشت میکروب‌ها

• برای شناسایی عامل عفونت

• برای شناسایی ویژگی‌های میکروارگانیسم‌ها

• برای جداسازی کشت خالص

• برای نگهداری ذخیره‌های کشت

• برای مشاهده واکنش‌های بیوشیمیایی

• برای بررسی آلودگی میکروبی در نمونه‌های مختلف

• برای بررسی تأثیر عوامل ضد میکروبی و مواد نگهدارنده

• برای مشاهده نوع کلنی میکروب، رنگ، شکل و علت ایجاد آن

• برای تمایز بین کلنی‌های مختلف

• برای تولید آنتی‌ژن برای استفاده در آزمایشگاه

• برای تخمین تعداد زنده میکروب‌ها (Viable Count)

• برای بررسی حساسیت میکروب‌ها به آنتی‌بیوتیک‌ها

محدودیت‌های محیط کشت

• خطر آلودگی متقاطع

• نیاز به مهارت بالا برای دستیابی به نتایج بهینه

• احتمال خشک شدن بیش از حد محیط کشت

فهرست محیط‌های کشت مورد استفاده در میکروبیولوژی و کاربردهای آن‌ها

A7 و A8 آگار

• محیط‌های انتخابی و افتراقی برای کشت، شناسایی و تمایز گونه‌های Ureaplasma و Mycoplasma hominis

آب پپتون قلیایی (Alkaline Peptone Water)

• محیط غنی‌کننده برای جداسازی Vibrio و Aeromonas از نمونه‌های مدفوع

محیط انجمن ترودو آمریکا (American Trudeau Society Medium)

• محیط غنی‌شده و غیرانتخابی برای جداسازی و کشت مایکوباکتریوم‌ها

محیط انتقال Amies (با و بدون زغال)

• نسخه اصلاح‌شده محیط Stuart

• نوع حاوی زغال برای جداسازی Neisseria spp. ترجیح داده می‌شود

آگار خون‌دار بی‌هوازی (CDC)

• محیط عمومی برای جداسازی و کشت باکتری‌های بی‌هوازی

10B Arginine Broth (محیط شپرد)

• برای انتقال و رشد Mycoplasma hominis و Ureaplasma urealyticum

Ashdown Agar

• محیط انتخابی و افتراقی برای جداسازی Pseudomonas pseudomallei

محیط Bacillus cereus

• محیط غنی‌شده برای جداسازی Bacillus cereus

محیط BACTEC 12B Radiometric

• محیط مایع و غیرانتخابی برای شناسایی و جداسازی Mycobacterium spp. در سیستم BACTEC

آگار صفرا-اسکولین (Bile Esculin Agar)

• محیط انتخابی و افتراقی برای جداسازی Enterococcus و Streptococcus bovis (استرپتوکوک گروه D)

آگار Bile Esculin + ونکومایسین (6 میکروگرم در میلی‌لیتر)

• محیط انتخابی و افتراقی برای تشخیص استرپتوکوک‌ها و انتروکوک‌های مقاوم به ونکومایسین

Bile Esculin Azide Agar/Broth (Enterococcosel)

• محیط انتخابی و افتراقی برای جداسازی S. bovis (استرپتوکوک گروه D) و انتروکوک‌ها

Bismuth Sulfite Agar

• محیط بسیار انتخابی و افتراقی برای جداسازی Salmonella enterica serovar Typhi و سایر باسیل‌های روده‌ای

آگار خون (Blood Agar)

• مشابه Columbia Agar + 5% خون گوسفند

محیط کشت خون (Blood Culture Media)

• بر اساس نیتروژن پپتونی با تغییرات ناشی از هیدرولیز یا تجزیه پروتئین‌های منبع

محیط Bordet-Gengou

• محیط غنی‌شده برای جداسازی Bordetella pertussis از نمونه‌های بالینی

Brain Heart Infusion Agar (BHI Agar)

• محیط عمومی برای جداسازی پاتوژن‌های مختلف شامل مخمرها، کپک‌ها و باکتری‌ها

Brain Heart Infusion Agar + 7% خون اسب / 1% سرم

• محیط غنی‌شده برای جداسازی Helicobacter spp.

Brain Heart Infusion Broth (BHI Broth)

• محیط مایع شفاف عمومی برای کشت طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌ها

• فرمولاسیون با 6.5% NaCl برای جداسازی استرپتوکوک‌های مقاوم به نمک

• فرمولاسیون با 0.1% آگار برای کاهش تنش اکسیژن و رشد بی‌هوازی‌ها

• فرمولاسیون با غنی‌سازی Fildes برای کشت ارگانیسم‌های سخت‌پسند مانند Haemophilus و Neisseria

Brain Heart Infusion + Vancomycin Agar

• محیط انتخابی برای جداسازی انتروکوک‌های مقاوم به ونکومایسین

Brilliant Green Agar

• محیط بسیار انتخابی و افتراقی برای جداسازی گونه‌های Salmonella (به‌جز S. Typhi)

آگار بروسیلا

• آگار بروسیلا یک محیط است که ابتدا برای ایزوله کردن باکتری‌های Brucella از محصولات لبنی طراحی شده است.

آگار بروسیلا با سفوتاکسیتین و سیکلوسرین

• آگار بروسیلا با سفوتاکسیتین و سیکلوسرین یک محیط خون‌دار انتخابی و تفریقی است که برای ایزوله کردن Clostridium difficile استفاده می‌شود. آگار بروسیلا به عنوان پایه غذایی عمل می‌کند.

آگار بروسیلا با همین و ویتامین K

• آگار بروسیلا با همین و ویتامین K یک محیط غیرانتخابی و غنی‌شده است که برای ایزوله‌سازی و کشت باکتری‌های بی‌هوازی استفاده می‌شود.

آگار بروسیلا با ۵% خون اسب

• خون اسب آگار بروسیلا را برای ارگانیسم‌های مشکل‌پسند مانند H. pylori غنی می‌کند، با تأمین همین (عامل X) و NAD (عامل V).

آگار بروسیلا مایع

• آگار بروسیلا مایع یک محیط مایع است که برای کشت گونه‌های Campylobacter و شناسایی ارگانیسم‌ها تا سطح گونه استفاده می‌شود.

محیط بافر شده عصاره زغال چوب (BCYE)

BCYE یک محیط آگار غنی‌شده تخصصی است که برای ایزوله کردن و کشت گونه‌های Legionella از نمونه‌های محیطی و بالینی استفاده می‌شود.

محیط بافر شده گلیسرول سالین

محیط بافر شده گلیسرول سالین یک محیط حمل و نقل چندمنظوره است. این محیط برای ایزوله‌سازی باکتری‌هایی مانند گونه‌های Aeromonas و همچنین ویروس‌ها استفاده شده است. علاوه بر این، محیط‌های حاوی گلیسرول ممکن است برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت ایزوله‌ها و حمل و نقل و ذخیره‌سازی نمونه‌های بیوپسی نیز استفاده شوند.

آگار انتخابی Burkholderia cepacia

آگار انتخابی B. cepacia یک محیط غنی‌شده و انتخابی است که برای ایزوله کردن B. cepacia استفاده می‌شود.

آگار خون‌دار Campylobacter

آگار خون‌دار Campylobacter یک محیط خون‌دار انتخابی و غنی‌شده است که برای ایزوله کردن گونه‌های Campylobacter استفاده می‌شود.

آگار انتخابی چارکول تفریقی (CCD) برای Campylobacter

آگار CCD یک محیط انتخابی بدون خون است که برای ایزوله‌سازی Campylobacter از نمونه‌های مدفوع استفاده می‌شود.

محیط تیول گلیکولات Campylobacter

محیط تیول گلیکولات Campylobacter یک محیط انتخابی است که برای ایزوله‌سازی گونه‌های Campylobacter استفاده می‌شود.

محیط حمل و نقل Cary-Blair

محیط حمل و نقل Cary-Blair به‌ویژه برای افزایش بقا و حمل و نقل پاتوژن‌های باکتریایی روده‌ای طراحی شده است.

محیط CVA (سفوفرازون-وانکومایسین-آمفوتریسین B)

محیط CVA یک محیط خون‌دار انتخابی و غنی‌شده است که برای ایزوله‌سازی گونه‌های Campylobacter استفاده می‌شود.

آگار Cefsulodin-Irgasan-novobiocin (CIN)

آگار CIN یک محیط انتخابی و تفریقی است که برای ایزوله‌سازی و تمایز Yersinia enterocolitica از نمونه‌های بالینی و منابع غذایی استفاده می‌شود.

آگار ستریمید

آگار ستریمید یک محیط انتخابی و تفریقی است که برای شناسایی Pseudomonas aeruginosa استفاده می‌شود.

محیط انتخابی چارکول

محیط انتخابی چارکول یک محیط غنی‌شده انتخابی است که برای ایزوله‌سازی گونه‌های Campylobacter استفاده می‌شود.

آگار شکلاتی

آگار شکلاتی یک محیط عمومی است که برای ایزوله‌سازی و شناسایی انواع مختلف میکروارگانیسم‌ها، از جمله گونه‌های مشکل‌پسند مانند Neisseria و Haemophilus استفاده می‌شود.

آگار گوشت چرخ‌شده و گلوکز

آگار گوشت چرخ‌شده گلوکز یک محیط غنی‌شده است که رشد بیشتر باکتری‌های بی‌هوازی را پشتیبانی می‌کند. این محیط بیشتر برای ایزوله‌سازی Clostridium botulinum از رشد باکتری‌های مختلط استفاده می‌شود.

PLM-5 TM
PLM-5 TM یک فرمولاسیون محیط اختصاصی (شرکت Intergen، Purchase، نیویورک) است که مشابه محیط Ellinghausen-McCullough/Johnson-Harris است و برای ایزولاسیون و کشت Leptospira استفاده می‌شود.

آگار پالکام (Polymyxin B-acriflavine-lithium chlorideceftazidime-esculin-mannitol) (PALCAM)
آگار PALCAM یک محیط غنی، افتراقی و انتخابی است که برای ایزولاسیون L. monocytogenes استفاده می‌شود.

آگار پلی‌میکسین B-لیزوزیم-EDTA-تالات استات
آگار پلی‌میکسین B-لیزوزیم-EDTA-تالات استات یک محیط انتخابی است که برای ایزولاسیون B. anthracis از نمونه‌های محیطی استفاده می‌شود.

آگار پلی‌میکسین B-پیرورات-زرده تخم مرغ-مانیتول-بروتیمول آبی
آگار پلی‌میکسین B-پیرورات-زرده تخم مرغ-مانیتول-بروتیمول آبی یک محیط غنی، انتخابی و افتراقی است که برای ایزولاسیون B. cereus استفاده می‌شود.

محیط پلی‌سوربات 80
این محیط مشابه محیط Ellinghausen-McCullough/Johnson-Harris است.

محیط PRAS
محیط‌های PRAS (پیش کاهش یافته، استریل شده به صورت آنرروبیک) به طور خاص برای رشد ارگانیسم‌های آنرروبیک ساخته و بسته‌بندی می‌شوند.

آگار Pseudomonas cepacia (PC)
آگار PC یک محیط انتخابی است که برای ایزولاسیون B. cepacia (که قبلاً Pseudomonas cepacia نامیده می‌شد) از نمونه‌های تنفسی بیماران مبتلا به فیبروز کیستیک استفاده می‌شود.

آگار Rambach
این محیط مشابه CHROMagar است.

آگار غنی‌سازی Rappaport-Vassiliadis
آگار غنی‌سازی Rappaport-Vassiliadis یک محیط انتخابی و غنی است که برای ایزولاسیون و کشت Salmonella spp. از نمونه‌های غذایی و محیطی استفاده می‌شود.

محیط Regan-Lowe
محیط Regan-Lowe یک محیط غنی و انتخابی است که برای ایزولاسیون B. pertussis استفاده می‌شود. پایه غذایی آن شامل عصاره گوشت، هضم پانکراس، خون اسب و نیاسین است.

آگار Salmonella-shigella
آگار Salmonella-shigella یک محیط انتخابی و افتراقی است که برای ایزولاسیون و تمایز Salmonella و Shigella از نمونه‌های بالینی و منابع دیگر استفاده می‌شود.

آگار Schaedler
آگار Schaedler یک محیط عمومی است که برای ایزولاسیون و کشت باکتری‌های آنرروبیک استفاده می‌شود.

آگار Schleifer-Kramer
آگار Schleifer-Kramer یک محیط انتخابی است که برای ایزولاسیون Staphylococcus از نمونه‌های آلوده مانند مدفوع استفاده می‌شود.

آگار سلیندیت
آگار سلیندیت یک محیط غنی‌سازی است که برای ایزولاسیون Salmonella و Shigella استفاده می‌شود.

آگار Sensitest
آگار Sensitest یک محیط است که برای آزمایش‌های حساسیت در خارج از ایالات متحده استفاده می‌شود.

سیستم Septic-Chek برای مایکوباکتریوم
سیستم Septic-Chek یک سیستم کشت مایکوباکتریومی است که شامل محیط‌های مایع 7H9 اصلاح شده و سه نوع محیط جامد از جمله آگار Lowenstein-Jensen، آگار Middlebrook 7H11 و آگار شکلاتی است.

محیط Skirrow
محیط Skirrow یک محیط خون غنی‌سازی انتخابی است که برای ایزولاسیون Campylobacter spp. از نمونه‌های دارای فلور مخلوط استفاده می‌شود.

محیط STGG
محیط STGG (شیر خشک، تریپتون، گلوکز و گلیسرول) یک محیط حمل و نقل است که برای جمع‌آوری سواب‌های نازوفارنژیال به منظور ایزولاسیون و حفظ S. pneumoniae استفاده می‌شود.

کیت عصاره هویج StrepB (Hardy Diagnostics) و محیط GBS (Northeast Laboratory Services)
محیط‌های عصاره هویج و GBS محیط‌هایی هستند که برای شناسایی تولید رنگدانه قرمز، قرمز-نارنجی یا نارنجی توسط S. agalactiae (GBS) استفاده می‌شوند.

آگار انتخابی استرپتوکوکوس
آگار انتخابی استرپتوکوکوس یک محیط انتخابی برای شناسایی استرپتوکوک‌ها است. پایه این محیط، آگار کلمبیاست.

محیط حمل و نقل Stuart
محیط حمل و نقل Stuart یک محیط حمل و نقل قدیمی است که برای حفظ نمونه‌ها و حفظ pH از گلیسرول فسفات استفاده می‌کند.

محیط حمل و نقل سوکروز-فسفات-گلوتامات
این محیط برای حفظ و حمل و نقل گونه‌های Chlamydia و ویروس‌ها استفاده می‌شود.

آگار Thayer-Martin
آگار Thayer-Martin یک محیط غنی و انتخابی است که برای ایزولاسیون Neisseria از نمونه‌های بالینی با فلور مخلوط استفاده می‌شود.

آگار Thioglycolate با هم و ویتامین K
آگار Thioglycolate یک محیط مایع غنی است که برای رشد ارگانیسم‌های میکروآئرروفیلیک و آنرروبیک استفاده می‌شود.

آگار TCBS (Thiosulfate citrate bile salt sucrose)
TCBS یک محیط بسیار انتخابی و افتراقی برای بازیابی گونه‌های Vibrio است.

آگار Tinsdale
این محیط مشابه Cystine-tellurite blood agar است.

آگار Todd-Hewitt با ژنتامایسین و نالیدیکسیک اسید
آگار Todd-Hewitt برای ایزولاسیون استرپتوکوک‌های بتا-همولیتیک از فلور مخلوط استفاده می‌شود.

آگار Tryptic یا Trypticase soy agar base با 5% خون گوسفند
این محیط یک محیط عمومی است که برای ایزولاسیون انواع مختلف ارگانیسم‌ها استفاده می‌شود.

محیط Trypticase soy agar با خون اسب یا خرگوش
این محیط برای ایزولاسیون گونه‌های Haemophilus استفاده می‌شود.

محیط دانشگاه ویرجینیا اصلاح شده لایستریا
این محیط برای ایزولاسیون L. monocytogenes استفاده می‌شود.

آگار V
آگار V یک محیط غنی و انتخابی است که برای ایزولاسیون G. vaginalis استفاده می‌شود.

محیط VMGA III
این محیط برای حفظ بقای میکروب‌های میکروآئرروفیلیک از محل‌های پریودنتال و اندودنتال طراحی شده است.

محیط Wadowsky-Yee
این محیط مشابه Buffered charcoal yeast extract (BCYE) است.

محیط Wilkins-Chalgren
این محیط برای آزمایش حساسیت با ارگانیسم‌های آنرروبیک استفاده می‌شود.

آگار XLD (Xylose-lysine-desoxycholate)
آگار XLD یک محیط انتخابی و افتراقی است که برای ایزولاسیون و تمایز پاتوژن‌های روده‌ای از نمونه‌های بالینی استفاده می‌شود.

آگار انتخابی Yersinia
این محیط مشابه Cefsulodin-Irgasan-novobiocin است.

محیط‌های کشت تعریف‌شده و محیط‌های کشت پیچیده دو دسته کلی از محیط‌های کشت مورد استفاده در میکروبیولوژی هستند. محیط‌های کشت تعریف‌شده با افزودن مقادیر دقیقی از مواد شیمیایی معدنی یا آلی بسیار خالص به آب مقطر تهیه می‌شوند. بنابراین، ترکیب دقیق یک محیط کشت تعریف‌شده مشخص است.

محیط‌های کشت پیچیده با استفاده از هضم محصولات میکروبی، حیوانی یا گیاهی تهیه می‌شوند. برای تهیه این محیط‌ها از کازئین (پروتئین شیر)، گوشت گاو (عصاره گوشت گاو)، سویا (تریپتیک سوی براث)، سلول‌های مخمر (عصاره مخمر) یا سایر مواد مغذی اما ناخالص استفاده می‌شود؛ بنابراین، ترکیب دقیق این محیط‌ها مشخص نیست. برای کشت بسیاری از میکروارگانیسم‌ها، دانستن ترکیب دقیق محیط کشت ضروری نیست.

محیط‌های کشت شامل مواد مغذی و شرایط فیزیکی لازم برای رشد میکروبی هستند. اگر یک محیط کشت نیازهای رشد یک سلول باکتریایی را برآورده کند، آن سلول تکثیر شده و به تعداد کافی می‌رسد تا با چشم غیرمسلح قابل مشاهده باشد. محیط‌های کشت باکتریایی را می‌توان بر اساس ترکیب، قوام و هدف طبقه‌بندی کرد.

تمام میکروارگانیسم‌ها قادر به رشد در یک محیط کشت واحد نیستند و بسیاری از آن‌ها در هیچ محیط کشت شناخته‌شده‌ای رشد نمی‌کنند. میکروارگانیسم‌هایی که قادر به رشد در محیط کشت مصنوعی نیستند، انگل‌های اجباری نامیده می‌شوند. مایکوباکتریوم لپره، ریکِتسیا، کلامیدیا تراکوماتیس و ترپونما پالیدوم از جمله انگل‌های داخل‌سلولی اجباری هستند.

انواع محیط کشت:

بر اساس قوام

• محیط جامد

• محیط نیمه‌جامد

• محیط مایع (براث)

بر اساس کاربرد عملکردی

• محیط‌های عمومی (پایه)

• محیط‌های غنی‌شده

• محیط‌های انتخابی و غنی‌کننده

• محیط‌های انتخابی

• محیط‌های غنی‌کننده

• محیط‌های افتراقی/شاخص

• محیط‌های انتقالی

• محیط‌های بی‌هوازی

• محیط‌های آزمون (Assay)

• کاربردهای محیط‌های کشت

بر اساس قوام

محیط‌های کشت بر اساس قوام به سه نوع تقسیم می‌شوند: محیط جامد، محیط نیمه‌جامد، و محیط مایع. درصد آگار مورد استفاده، قوام محیط را تعیین می‌کند.

محیط جامد

حاوی آگار با غلظت 1.5-2.0% یا یک ماده جامدکننده بی‌اثر دیگر است. محیط جامد دارای ساختار فیزیکی بوده و اجازه رشد باکتری‌ها را به صورت کلنی یا رگه‌ای (Streak) می‌دهد. برخی از نمونه‌های محیط کشت جامد عبارتند از: آگار مک‌کانکی، آگار شکلاتی، آگار مغذی، آگار خون‌دار و غیره.

کاربردهای محیط کشت جامد

• برای جداسازی باکتری‌ها از انواع نمونه‌ها

• برای تعیین ویژگی‌های کلنی باکتری‌های جداشده (مانند مورفولوژی کلنی، همولیز، تولید رنگدانه و غیره)

• برای انجام آزمایش تعیین حساسیت آنتی‌بیوتیکی به روش انتشار دیسک کربی-بائر

محیط نیمه‌جامد

این نوع محیط کشت با آگار 0.5% یا کمتر تهیه می‌شود. محیط نیمه‌جامد دارای قوام نرم و شبیه کاستارد بوده و برای کشت باکتری‌های میکروآروفیلیک یا بررسی تحرک باکتری‌ها مفید است. نمونه‌هایی از این محیط‌ها شامل محیط تست تحرک، محیط انتقالی استوارت و محیط انتقالی آمیز هستند.

محیط مایع (براث)

این محیط‌ها حاوی مواد مغذی خاصی هستند اما فاقد عوامل ژل‌کننده مانند ژلاتین یا آگار می‌باشند. نمونه‌های رایج محیط‌های مایع در آزمایشگاه عبارتند از: براث مغذی، براث گلوکز، براث مغز و قلب (BHI)، آب پپتونه قلیایی (APW)، تریپتیک سوی براث (TSB) و براث سلنیت F.

کاربردهای محیط کشت مایع

• برای رشد باکتری‌ها در تست‌های بررسی تحرک

• برای تولید مایه تلقیح (Inoculum) جهت آزمایش حساسیت آنتی‌بیوتیکی

• برای احیای باکتری‌های ذخیره‌شده یا لیوفیلیزه شده

• برای مطالعه متابولیسم، تولید سموم و آنزیم‌ها

• برای غنی‌سازی و انتقال نمونه‌های بالینی

باکتری‌هایی که نیازهای تغذیه‌ای پیچیده‌ای دارند، باکتری‌های سخت‌پسند (Fastidious) نامیده می‌شوند. برای رشد این باکتری‌ها، مکمل‌های تغذیه‌ای ویژه‌ای به محیط کشت افزوده می‌شود. در مقابل، باکتری‌هایی که نیازهای تغذیه‌ای ساده‌تری دارند و به راحتی در آزمایشگاه رشد می‌کنند، باکتری‌های غیرسخت‌پسند (Nonfastidious) نامیده می‌شوند.

بر اساس کاربرد عملکردی

محیط‌های کشت ویژه‌ای برای تسهیل تشخیص، شمارش و جداسازی انواع خاصی از باکتری‌ها مورد نیاز هستند. بر اساس کاربرد عملی، شش نوع استاندارد از محیط‌های کشت در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی وجود دارد:

• محیط‌های عمومی (پایه)

• محیط‌های غنی‌شده

• محیط‌های انتخابی یا غنی‌کننده

• محیط‌های افتراقی یا شاخص

• محیط‌های انتقالی

• محیط‌های بی‌هوازی

• محیط‌های آزمون (Assay)

محیط‌های عمومی (Basal Media)

آگار مغذی (Nutrient Agar)
محیط‌های پایه که به آن‌ها محیط‌های عمومی نیز گفته می‌شود، محیط‌های ساده‌ای هستند که از رشد بیشتر باکتری‌های غیرسخت‌پسند پشتیبانی می‌کنند. آب پپتونه، براث مغذی و آگار مغذی (NA) نمونه‌هایی از این محیط‌ها هستند و عمدتاً برای جداسازی اولیه میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شوند.

محیط‌های غنی‌شده

آگار خون‌دار (Blood Agar)
افزودن مواد مغذی اضافی مانند خون، سرم، زرده تخم‌مرغ و غیره به محیط پایه باعث ایجاد محیط غنی‌شده می‌شود. این محیط‌ها برای رشد باکتری‌های سخت‌پسند استفاده می‌شوند. نمونه‌هایی از محیط‌های غنی‌شده شامل آگار خون‌دار، آگار شکلاتی، شیب سرم لوفلر (Loeffler’s serum slope) هستند.

• آگار خون‌دار با افزودن 5-10% خون به پایه آگار خون تهیه می‌شود.

• آگار شکلاتی که به عنوان آگار خون داغ یا خون لیز شده نیز شناخته می‌شود.

محیط‌های انتخابی و غنی‌کننده

این محیط‌ها برای مهار رشد باکتری‌های غیرهدف و کمک به بازیابی پاتوژن‌ها از مخلوطی از باکتری‌ها طراحی شده‌اند.

• محیط‌های انتخابی معمولاً جامد (آگار پایه) هستند.

• محیط‌های غنی‌کننده معمولاً مایع هستند.

روش‌های انتخابی‌سازی محیط‌های کشت شامل افزودن آنتی‌بیوتیک‌ها، رنگ‌ها، مواد شیمیایی، تغییر pH یا ترکیبی از این‌ها است.

محیط‌های انتخابی

اصل: مهار رشد افتراقی
محیط‌های انتخابی برای سرکوب رشد برخی از میکروارگانیسم‌ها در حالی که رشد دیگران را تسهیل می‌کنند طراحی شده‌اند. این محیط‌ها معمولاً بر پایه آگار هستند تا امکان جداسازی کلنی‌های منفرد فراهم شود.

نمونه‌هایی از محیط‌های انتخابی:

• آگار تایر مارتین برای جداسازی Neisseria gonorrhoeae (حاوی آنتی‌بیوتیک‌های وانکومایسین، کلیستین و نیستاتین)

• آگار مانیتول سالت و آگار شیر نمکی برای بازیابی S. aureus (حاوی 10% NaCl)

• محیط تلوریت پتاسیم برای بازیابی C. diphtheriae (حاوی 0.04% تلوریت پتاسیم)

• آگار مک‌کانکی برای اعضای انتروباکتریاسه (حاوی نمک صفراوی برای مهار بیشتر باکتری‌های گرم مثبت)

• آگار سودوسل (ستریماید آگار) برای بازیابی Pseudomonas aeruginosa (حاوی ستریماید، عامل ضدعفونی‌کننده)

• آگار خون با کریستال ویوله برای جداسازی S. pyogenes (حاوی 0.0002% کریستال ویوله)

• محیط لُوِن‌اشتاین-جنسن برای جداسازی M. tuberculosis (حاوی مالاشیت گرین برای مهار آلاینده‌ها)

• آگار ویلسون و بلر برای Salmonella typhi (حاوی رنگ درخشان سبز)

• آگار TCBS برای جداسازی Vibrio cholerae از نمونه‌های مدفوع (دارای pH بالا 8.5-8.6 که بیشتر باکتری‌های دیگر را مهار می‌کند)

محیط‌های غنی‌سازی (Enrichment Media)
محیط‌های غنی‌سازی باعث افزایش غلظت نسبی میکروارگانیسم‌های خاص در محیط کشت قبل از کشت روی محیط انتخابی جامد می‌شوند. برخلاف محیط‌های انتخابی، محیط‌های غنی‌سازی معمولاً به‌صورت مایع (broth) استفاده می‌شوند. این محیط‌های مایع همچنین باعث مهار رشد باکتری‌های همزیست (commensals) در نمونه‌های بالینی می‌شوند. محیط‌های مایع مانند سلنیت F براث (Selenite F broth)، براث تتراسیونات (Tetrathionate broth) و آب پپتونه قلیایی (Alkaline Peptone Water - APW) برای جداسازی عوامل بیماری‌زا از نمونه‌های مدفوع استفاده می‌شوند.

محیط‌های افتراقی/شاخص (Differential/Indicator Media)

برخی از محیط‌های کشت طوری طراحی شده‌اند که بتوان با استفاده از رنگ کلنی‌ها، انواع مختلف باکتری‌ها را شناسایی کرد. در این محیط‌ها، از مواد مختلف مانند رنگ‌ها، سوبستراهای متابولیکی و غیره استفاده می‌شود، به‌طوری که باکتری‌هایی که از این مواد استفاده می‌کنند، کلنی‌هایی با رنگ‌های متفاوت تشکیل می‌دهند. این نوع محیط‌ها محیط‌های افتراقی (Differential Media) یا محیط‌های شاخص (Indicator Media) نامیده می‌شوند.

این محیط‌ها به چندین میکروارگانیسم اجازه رشد می‌دهند، اما با تشکیل کلنی‌های متمایز، شناسایی آن‌ها را تسهیل می‌کنند.

نمونه‌هایی از محیط‌های افتراقی شامل:

• آگار مانیتول سالت (Mannitol Salt Agar) – تخمیر مانیتول باعث تغییر رنگ به زرد می‌شود.

• آگار خون (Blood Agar) – امکان بررسی انواع مختلف همولیز (α، β و γ) را فراهم می‌کند.

• آگار مک‌کانکی (MacConkey Agar) – تخمیرکننده‌های لاکتوز، کلنی‌های صورتی تولید می‌کنند، در حالی که باکتری‌های غیر تخمیرکننده لاکتوز، کلنی‌های بی‌رنگ یا کم‌رنگ تشکیل می‌دهند.

• آگار TCBS – ویبریو کلرا (Vibrio cholerae) به دلیل تخمیر ساکارز، کلنی‌های زرد رنگ تولید می‌کند.

محیط‌های انتقال (Transport Media)

نمونه‌های بالینی باید بلافاصله پس از جمع‌آوری به آزمایشگاه منتقل شوند تا از رشد بیش از حد باکتری‌های آلوده‌کننده یا همزیست جلوگیری شده و قابلیت زنده ماندن عوامل بیماری‌زا حفظ شود. برای این منظور از محیط‌های انتقال (Transport Media) استفاده می‌شود. این محیط‌ها از خشک شدن نمونه جلوگیری کرده، نسبت پاتوژن به همزیست را حفظ می‌کنند و از رشد بیش از حد باکتری‌های ناخواسته ممانعت به عمل می‌آورند. برخی از این محیط‌ها، مانند استوارت (Stuart’s) و آمیز (Amie’s)، به‌صورت نیمه‌جامد هستند. افزودن زغال به این محیط‌ها باعث خنثی شدن عوامل بازدارنده می‌شود.

نمونه‌هایی از محیط‌های انتقال:

• محیط انتقال کری-بلر (Cary Blair Transport Medium) و محیط ونکاترامان راماکریشنان (VR Medium) برای انتقال نمونه‌های مدفوع بیماران مشکوک به وبا.

• محلول گلیسرول سالین بافر شده ساکس (Sach’s Buffered Glycerol Saline) برای انتقال نمونه‌های مدفوع بیماران مشکوک به اسهال خونی باسیلری.

• محیط پایک (Pike’s Medium) برای انتقال استرپتوکوک‌ها از نمونه‌های گلو.

محیط‌های بی‌هوازی (Anaerobic Media)

باکتری‌های بی‌هوازی به محیط‌های کشت خاصی نیاز دارند، زیرا آن‌ها به میزان اکسیژن کم، پتانسیل اکسیداسیون-احیا کاهش‌یافته و مواد مغذی اضافی نیاز دارند.

این محیط‌ها ممکن است حاوی مواد مغذی مانند همین (Hemin) و ویتامین K باشند. همچنین، برای کاهش اکسیژن محلول در محیط، ممکن است از روش‌های فیزیکی یا شیمیایی استفاده شود. به عنوان مثال:

• جوشاندن محیط کشت قبل از استفاده، برای حذف اکسیژن محلول.

• افزودن مواد کاهنده مانند ۱٪ گلوکز، ۰.۱٪ تیگلیکولات، ۰.۱٪ اسید اسکوربیک، ۰.۰۵٪ سیستئین یا براده‌های آهن داغ برای کاهش پتانسیل اکسیداسیون-احیا.

• قبل از استفاده، محیط باید در حمام آب جوش قرار داده شود تا اکسیژن محلول از بین برود، سپس با پارافین مایع استریل پوشانده شود.

نمونه‌هایی از محیط‌های بی‌هوازی:

• محیط گوشت پخته رابرتسون (Robertson Cooked Meat - RCM)، که معمولاً برای رشد کلستریدیوم استفاده می‌شود و حاوی ۱۵ میلی‌لیتر براث مغذی و ۲.۵ سانتی‌متر گوشت قلب گاو است.

• تیوگلیکولات براث (Thioglycollate Broth) که حاوی سدیم تیگلیکولات، گلوکز، سیستین، عصاره مخمر و هیدرولیز کازئین است.

شاخص‌های پتانسیل اکسیداسیون-احیا:

• متیلن بلو یا رزازورین اغلب در محیط‌های بی‌هوازی به‌عنوان شاخص پتانسیل اکسیداسیون-احیا اضافه می‌شوند.

• در شرایط احیایی (بی‌هوازی)، متیلن بلو بدون رنگ می‌شود.

محیط‌های آزمون (Assay Media)

این محیط‌ها برای تعیین میزان ویتامین‌ها، اسیدهای آمینه و آنتی‌بیوتیک‌ها استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، محیط آزمون آنتی‌بیوتیکی برای اندازه‌گیری قدرت آنتی‌بیوتیک‌ها از طریق تکنیک‌های آزمون میکروبیولوژیک به کار می‌رود.

سایر انواع محیط‌های کشت شامل:

• محیط‌های شمارش باکتری‌ها

• محیط‌های شناسایی ویژگی‌های باکتری‌ها

• محیط‌های نگهداری و حفظ باکتری‌ها

طبقه‌بندی و انواع محیط‌های کشت

رشد میکروارگانیسم‌ها در آزمایشگاه شامل شبیه‌سازی زیستگاه یا محیط طبیعی آن‌هاست که این کار از طریق فرمول‌بندی محیط‌های کشت مناسب انجام می‌شود. بنابراین، دانشمندان بر اساس گونه‌های میکروبی مختلف، انواع متعددی از محیط‌های کشت را توسعه داده‌اند.

محیط‌های کشت اولیه شامل یک منبع کربن و انرژی، منبع نیتروژن، فاکتورهای رشد و برخی عناصر کمیاب است. برخی از اجزای رایج محیط‌های کشت عبارتند از: پپتون، آگار، آب، هیدرولیزات کازئین، عصاره مالت، عصاره گوشت و عصاره مخمر. علاوه بر این، باید pH محیط نیز به‌درستی تنظیم شود.

با این حال، هنگام رشد برخی از میکروارگانیسم‌های خاص، ممکن است ترکیبات یا مواد مغذی اضافی به محیط اضافه شود.

محیط‌های کشت را می‌توان بر اساس سه معیار دسته‌بندی کرد: بر اساس قوام (کنسیستنتی)، ترکیب تغذیه‌ای و کاربردها.

الف. طبقه‌بندی بر اساس قوام (Consistency)

1. محیط‌های جامد

   • این محیط‌ها حاوی آگار (یک پلی‌ساکارید زنجیره‌ای بلند و بدون انشعاب) در غلظت ۱.۵-۲٪ هستند. در آزمایشگاه‌ها معمولاً از ۱.۳٪ آگار استفاده می‌شود.

   • محیط حاوی آگار در دمای ۳۷ درجه سانتی‌گراد جامد می‌شود.[1]

   • گاهی به‌جای آگار، از مواد جامدکننده دیگری مانند ژلان‌گام استفاده می‌شود.

   • این محیط‌ها برای رشد کامل میکروارگانیسم‌ها، تهیه کشت‌های خالص باکتریایی و مطالعه ویژگی‌های کلونی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

   • ظاهر رشد باکتری‌ها در این محیط‌ها می‌تواند به‌صورت موکوییدی، گرد، صاف، زبر، رشته‌ای، نامنظم و نقطه‌ای باشد.

   • نمونه‌هایی از محیط‌های جامد: آگار خون‌دار، محیط نوترینت آگار، آگار مک‌کانکی، آگار شکلاتی.

2. محیط‌های نیمه‌جامد

   • این محیط‌ها دارای ۰.۲-۰.۵٪ آگار هستند و به دلیل غلظت پایین آگار، حالتی نرم و ژله‌ای دارند.

   • کاربردهای اصلی:

     • بررسی تحرک میکروارگانیسم‌ها

     • تمایز بین باکتری‌های متحرک و غیرمتحرک

     • کشت باکتری‌های میکروآئروفیلیک (در این محیط‌ها به‌شکل یک خط ضخیم رشد می‌کنند).

   • نمونه‌ها: محیط اکسیداسیون-تخمیر Hugh and Leifson، محیط استوارت، محیط Amies، محیط مانیتول موُتیلیتی.

3. محیط‌های مایع

   • این محیط‌ها فاقد هرگونه عامل جامدکننده مانند آگار یا ژلاتین هستند.

   • رشد کلونی‌های باکتریایی به‌صورت کدورت یکنواخت دیده می‌شود.

   • این محیط‌ها برای رشد فراوان میکروارگانیسم‌ها و مطالعات تخمیری استفاده می‌شوند.

   • نمونه‌ها: محیط نوترینت براث، تریپتیک سوی براث، محیط فنول قرمز کربوهیدرات، محیط MR-VP.

4. محیط‌های دو فازی (Biphasic Media)

   • این محیط‌ها ترکیبی از محیط‌های جامد و مایع هستند.

   • در برخی موارد، به‌جای آگار، از زرده تخم‌مرغ و سرم به‌عنوان عامل جامدکننده استفاده می‌شود.

   • نمونه‌ها: محیط Lowenstein Jensen، محیط تخم‌مرغ Dorset، محیط شیب سرم Loeffler.

ب. طبقه‌بندی بر اساس ترکیب تغذیه‌ای

1. محیط‌های ساده (Simple Media)

   • این محیط‌ها برای رشد میکروارگانیسم‌های غیرسخت‌گیر (غیر فستیدیوس) استفاده می‌شوند.

   • نمونه‌ها: محیط نوترینت براث، پپتون واتر، نوترینت آگار.

2. محیط‌های کمپلکس (Complex Media)

   • حاوی مواد مغذی با مقادیر نامشخص هستند که برای القای برخی ویژگی‌های خاص در گونه‌های میکروبی استفاده می‌شوند.

   • نمونه‌ها: تریپتیک سوی براث، آگار خون‌دار، نوترینت براث.

3. محیط‌های سنتتیک (Synthetic Media)

   • این محیط‌ها به‌صورت شیمیایی تعریف‌شده (Defined Media) هستند.

   • حاوی مواد خالص شیمیایی با غلظت‌های مشخص، مانند گلوکز یا گلیسرول به‌عنوان منبع کربن و نمک‌های آمونیوم یا نیترات به‌عنوان منبع نیتروژن.

   • اغلب در تحقیقات علمی استفاده می‌شوند.

   • نمونه: محیط Czapek Dox.[1]

ج. طبقه‌بندی بر اساس کاربرد/ترکیب شیمیایی

1. محیط‌های پایه (Basal Media)

   • محیط‌های ساده‌ای که حاوی منابع کربن و نیتروژن هستند و برای رشد بسیاری از میکروارگانیسم‌ها مناسب‌اند.

   • برای کشت میکروارگانیسم‌ها در آزمایشگاه و فرایندهای ساب‌کالچرینگ (subculturing) استفاده می‌شوند.

   • نمونه‌ها: نوترینت براث، نوترینت آگار، پپتون واتر.

2. محیط‌های غنی‌شده (Enriched Media)

   • با افزودن خون، سرم، یا زرده تخم‌مرغ به محیط پایه تهیه می‌شوند.

   • برای رشد میکروارگانیسم‌های سخت‌گیر (Fastidious) مناسب‌اند.

   • نمونه‌ها:

     • آگار شکلاتی برای رشد نایسریا گونوره‌آ

     • آگار خون‌دار برای شناسایی باکتری‌های همولیتیک.

3. محیط‌های انتخابی (Selective Media)

   • این محیط‌ها رشد برخی میکروب‌ها را تسهیل و رشد سایر میکروب‌ها را مهار می‌کنند.

   • مواد مهارکننده شامل آنتی‌بیوتیک‌ها، رنگ‌ها، نمک‌های صفراوی، یا تنظیم pH است.

   • نمونه‌ها: آگار مک‌کانکی، آگار SS، آگار XLD.

محیط غنی‌شده (Enrichment Media)

محیط غنی‌شده یک محیط مایع است که برای افزایش غلظت نسبی برخی از میکروب‌ها قبل از کشت آن‌ها روی محیط جامد استفاده می‌شود. این محیط به‌عنوان محیط براث عمل می‌کند و از رشد میکروارگانیسم‌های همزیست (آن‌هایی که در ارتباط نزدیک با یکدیگر زندگی می‌کنند) در نمونه‌های بالینی جلوگیری می‌کند.

همچنین برای جداسازی میکروارگانیسم‌های موجود در نمونه‌های مدفوع و خاک به کار می‌رود. نمونه‌هایی از این محیط شامل:

• Selenite F broth: برای جداسازی Salmonella typhi از نمونه‌های مدفوع

• Tetrathionate broth

• Alkaline peptone water

محیط‌های افتراقی یا نشانگر (Differential or Indicator Media)

این محیط‌ها حاوی نشانگرهایی مانند رنگ‌ها یا بسترهای متابولیکی هستند که در ترکیب خود دارند. این نشانگرها باعث ایجاد رنگ‌های متفاوت در کلونی‌های گونه‌های مختلف میکروبی می‌شوند، زیرا این باکتری‌ها از این ترکیبات استفاده کرده یا با آن‌ها واکنش می‌دهند.

این محیط‌ها امکان رشد بیش از یک نوع میکروارگانیسم را فراهم می‌کنند، اما کلونی‌های باکتریایی را بر اساس تغییرات شیمیایی که در نشانگر رخ می‌دهد، متمایز می‌سازد. برخی از نمونه‌های این محیط عبارت‌اند از:

• آگار خون (Blood Agar): در این محیط، سه نوع تجزیه گلبول‌های قرمز یا همولیز مشاهده می‌شود: همولیز آلفا، بتا و گاما. این محیط به رشد بسیاری از میکروارگانیسم‌ها کمک می‌کند، اما توانایی آن‌ها در تجزیه گلبول‌های قرمز متفاوت است، که این امر به شناسایی کلونی‌های باکتریایی کمک می‌کند.

  • Streptococcus pyogenes باعث تجزیه کامل گلبول‌های قرمز (همولیز بتا) شده و موجب شفاف شدن کامل محیط در اطراف کلونی‌های خود می‌شود.

  • Streptococcus pneumoniae گلبول‌های قرمز را به‌طور جزئی تجزیه کرده و رنگ محیط را به سبز تغییر می‌دهد (همولیز آلفا).

  • باکتری‌های همولیتیک گاما مانند Enterococcus faecalis، Staphylococcus saprophyticus و Staphylococcus epidermidis قادر به تجزیه گلبول‌های قرمز نیستند، بنابراین تغییری در رنگ محیط ایجاد نمی‌کنند.

• آگار مانیتول سالت (Mannitol Salt Agar): تخمیر مانیتول توسط Staphylococcus aureus باعث تغییر رنگ محیط به زرد می‌شود، در حالی که استافیلوکوک‌های کوآگولاز منفی که قادر به تخمیر مانیتول نیستند، به رنگ صورتی ظاهر می‌شوند.

• آگار مک‌کانکی (MacConkey Agar): این محیط باکتری‌های گرم منفی را بر اساس متابولیسم لاکتوز تفکیک می‌کند.

  • باکتری‌های تخمیرکننده لاکتوز مانند Escherichia coli، Klebsiella spp.، Citrobacter و Enterobacter کلونی‌هایی به رنگ صورتی-قرمز ایجاد می‌کنند.

  • باکتری‌های غیرتخمیرکننده لاکتوز مانند Salmonella، Shigella، Proteus، Providencia، Pseudomonas و Morganella کلونی‌های بی‌رنگ یا کم‌رنگ تشکیل می‌دهند.

• آگار (TCBS) Thiosulfate Citrate Bile Salts Sucrose: این محیط حاوی سوکروز است که توسط برخی میکروارگانیسم‌های تخمیرکننده استفاده می‌شود و به تفکیک آن‌ها از میکروارگانیسم‌های غیرتخمیرکننده کمک می‌کند.

  • Vibrio cholerae سوکروز را تخمیر کرده و کلونی‌هایی زردرنگ، کمی پهن، با مراکز کدر و حاشیه‌های شفاف تشکیل می‌دهد.

  • Vibrio parahaemolyticus قادر به تخمیر سوکروز نیست و کلونی‌هایی به رنگ سبز تا آبی-سبز تشکیل می‌دهد.

محیط‌های انتقالی (Transport Media)

این محیط‌ها برای انتقال نمونه‌های بالینی به آزمایشگاه طراحی شده‌اند تا از زنده ماندن پاتوژن‌های احتمالی اطمینان حاصل شود و از رشد بیش‌ازحد میکروارگانیسم‌های مشترک یا آلوده‌کننده جلوگیری شود. برخی از این محیط‌ها دارای قوام نیمه‌جامد هستند. نمونه‌هایی از آن عبارت‌اند از:

• Sach’s Buffered Glycerol Saline: برای انتقال نمونه‌های مدفوع از بیماران مشکوک به اسهال خونی باسیلری.

• Cary Blair و Venkatraman Ramakrishnan Media: برای انتقال نمونه‌های مدفوع بیماران مشکوک به وبا.

• Pike’s Medium: برای انتقال نمونه‌های حلقی حاوی Streptococcus.

محیط‌های بی‌هوازی (Anaerobic Media)

این محیط‌ها برای رشد باکتری‌های بی‌هوازی طراحی شده‌اند که نیاز به اکسیژن کم، مواد مغذی اضافی و پتانسیل کاهش اکسایش دارند. این محیط‌ها با مکمل‌هایی مانند همین و ویتامین K غنی شده‌اند و اکسیژن آن‌ها با جوشاندن در حمام آب و بستن آن با پارافین حذف می‌شود. نمونه‌هایی از این محیط‌ها شامل:

• Thioglycollate Broth

• Robertson Cooked Meat (RCM) Medium که معمولاً برای رشد Clostridium spp. استفاده می‌شود.

محیط‌های آزمون (Assay Media)

این محیط‌ها برای آزمایش اسیدهای آمینه، ویتامین‌ها و آنتی‌بیوتیک‌ها استفاده می‌شوند. به‌عنوان‌مثال، محیط آزمون آنتی‌بیوتیک برای تعیین میزان قدرت آنتی‌بیوتیکی میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود.

محیط‌های نگهداری (Storage Media)

این محیط‌ها برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت میکروارگانیسم‌ها به کار می‌روند. نمونه‌هایی از این محیط‌ها شامل:

• Chalk Cooked Meat Broth

• Egg Saline Medium

نتیجه‌گیری

محیط‌های کشت منبعی از مواد مغذی و فاکتورهای رشد موردنیاز برای رشد میکروارگانیسم‌ها و حتی گیاهان در شرایط آزمایشگاهی هستند. هر ارگانیسم نیازهای تغذیه‌ای متفاوتی دارد که بر اساس زیستگاه یا شرایط زندگی آن تعیین می‌شود. بنابراین، یک فرمول واحد برای محیط کشت نمی‌تواند برای رشد همه‌ی موجودات زنده در آزمایشگاه مناسب باشد.

دانشمندان انواع مختلفی از محیط‌های کشت را توسعه داده‌اند تا میکروارگانیسم‌های انتخابی یا موردنظر را رشد دهند. این محیط‌ها بر اساس ترکیب غذایی، قوام، و کاربردشان در آزمایشگاه‌های علوم زیستی طبقه‌بندی می‌شوند.

محیط‌های کشت اهداف متعددی را در آزمایشگاه برآورده می‌کنند، از جمله جداسازی سویه‌های خاصی از میکروارگانیسم‌ها، شناسایی پاتوژن‌های بیماری‌زا، تهیه‌ی کشت خالص از یک گونه‌ی میکروبی، تفکیک گونه‌های باکتریایی، و مطالعه‌ی پاسخ آن‌ها به برخی از آنتی‌بیوتیک‌ها.

بنابراین، پیش از تصمیم‌گیری در مورد استفاده از یک محیط کشت خاص، تعیین هدف مطالعه و در برخی موارد، نوع میکروارگانیسم موردنظر ضروری است. این امر گزینه‌های شما را محدود کرده و به شما کمک می‌کند تا محیط مناسب را برای آزمایش خود بدون اتلاف وقت و تلاش انتخاب کنید.

منابع:

1-https://microbenotes.com/types-of-culture-media/

2-https://microbeonline.com/types-of-bacteriological-culture-medium/

3- https://www.labtestsguide.com/culture-media#google_vignette

4-https://conductscience.com/culture-media/?srsltid=AfmBOoon--vNYO_gxgZeN-XHGV2gC_MFcfIcLcXr3Q16YMmgFdDRlCmJ

5-Tankeshwar Acharya (2021). Bacterial Culture Media: Classification, Types, Uses. Retrieved from https://microbeonline.com/types-of-bacteriological-culture-medium

6-Fatima Aiman (2022). Microbial Culture Media- Definition, Types, Examples, Uses. Retrieved from https://microbenotes.com/types-of-culture-media/#application-of-culture-media.