Salute e malattia
La microbiologia è lo studio di forme di vita troppo piccole per essere viste a occhio nudo, o microbi. Batteri, particelle virali e molte specie fungine sono tutte incluse in un mondo microscopico vastamente diversificato. I ricercatori che studiano i microbi utilizzano strumenti che permettono la crescita, l'identificazione e la descrizione di organismi viventi microscopici. È essenziale avere la capacità di isolare diverse specie e ceppi senza contaminazione da altri organismi microscopici. Per esempio, una coltura batterica può diventare contaminata con altri batteri, virus o funghi capaci di distruggere la coltura desiderata.
L'attrezzatura base utilizzata nel laboratorio di microbiologia permette ai ricercatori di fornire un ambiente in cui batteri e altri microbi possono essere coltivati senza minaccia di contaminazione. I microbi sono generalmente coltivati in un mezzo nutritivo liquido chiamato brodo o su un materiale gel chiamato agar. Le colture coltivate su agar sono spesso mantenute in recipienti di plastica coperti chiamati piastre di Petri. Il brodo può essere usato in una varietà di contenitori di plastica, inclusi tubi di prova o bottiglie. Un piccolo anello di filo chiamato anello di inoculazione è spesso usato per trasferire batteri da un mezzo a un altro. I ricercatori sterilizzeranno l'anello di inoculazione tra ogni trasferimento usando un bruciatore Bunsen a gas. Sebbene il vetro possa essere usato, la plastica è preferita perché può essere facilmente smaltita dopo le procedure di test.
Batteri e altri microbi crescono meglio quando mantenuti a temperature ottimali. Pertanto, i laboratori di microbiologia sono generalmente dotati di un'incubatrice. Un'incubatrice è simile a un forno e più capace di mantenere una temperatura abbastanza costante. Molte specie batteriche crescono ottimalmente a 37 gradi Celsius, 98,6 gradi Fahrenheit. Questa è la stessa temperatura corporea trovata in umani normali. Le specie batteriche trovate in campioni di suolo generalmente preferiscono una temperatura di crescita più fresca intorno a 25 gradi Celsius. È importante per i ricercatori mantenere un ambiente privo di contaminanti all'interno dell'incubatrice con pulizia asettica dopo ogni uso.
La forma cellulare dei microbi può essere vista al microscopio ottico.
Un microscopio ottico è un altro prezioso pezzo di attrezzatura usato in un laboratorio di microbiologia. Batteri e spore fungine sono molto piccoli e difficili da vedere, anche con il massimo ingrandimento 1.000x di un microscopio ottico. Tuttavia, questo ingrandimento è generalmente sufficiente per osservare le forme delle cellule batteriche. Un microscopio ottico è anche usato per vedere i risultati delle colorazioni di Gram. La colorazione di Gram è una tecnica usata per determinare se certi batteri possono assorbire la colorazione facendo apparire le cellule batteriche blu, cioè Gram-positivi, o rosse, cioè Gram-negative. Le colorazioni di Gram e le forme cellulari sono importanti strumenti diagnostici usati per determinare la specie di batteri sconosciuti, particolarmente in casi di infezione batterica umana.
Piastre di Petri, anelli di inoculazione, mezzi e qualsiasi materiale usato per coltivare colture pure di microbi non possono essere contaminati con altre specie di microbi. L'autoclave è usata per sterilizzare attrezzature e mezzi prima che siano usati per coltivare microbi. È anche usata per sterilizzare attrezzature e colture dopo aver completato qualsiasi esperimento per prevenire la diffusione di materiali infettivi. Un'autoclave è una grande pentola a pressione capace di temperature superiori a 100 gradi Celsius. L'aumento di pressione all'interno dell'autoclave permette ad agar e brodi nutritivi a base d'acqua di bollire a temperature superiori a 100 gradi Celsius. È un metodo garantito di sterilizzazione.
Trasferire singole cellule batteriche in un mezzo liquido o piastra di agar richiede un ambiente sterile per prevenire contaminazione dall'aria circostante e superfici del banco. I microbiologi tipicamente usano una cappa a flusso laminare per creare un banco di lavoro sterile. La cappa laminare rimuove i microbi per filtrazione da una fornitura d'aria costantemente in movimento, che elimina potenziali microbi contaminanti su una superficie di lavoro. I ricercatori possono lavorare con colture pure di batteri e funghi senza timore di contaminare le colture di microbi desiderate all'interno della cappa a flusso laminare.
Un microscopio elettronico può essere usato per visualizzare piccole particelle virali.
Le immagini dei libri di testo che mostrano grandi dettagli per batteri, spore fungine e particolarmente particelle virali sono eseguite usando il microscopio elettronico. Il vantaggio del microscopio elettronico è che gli elettroni sono più piccoli delle particelle di luce visibile e aumentano notevolmente la potenziale risoluzione dell'oggetto visualizzato. I microscopi ottici sono limitati all'amplificazione di un oggetto 1.000x senza perdere risoluzione. Il microscopio elettronico può amplificare oggetti fino a 100.000x la dimensione reale. I ricercatori hanno prodotto magnifiche fotografie di particelle virali usando il microscopio elettronico.
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