منحنی رشد باکتری

هنگامی که یک کشت مایع با یک تلقیح باکتریایی کوچک تلقیح می شود، اندازه جمعیت باکتری افزایش می یابد و یک الگوی کلاسیک را نشان می دهد. هنگامی که بر روی یک نمودار رسم می شود، یک منحنی متمایز به دست می آید که به عنوان منحنی رشد باکتری شناخته می شود.

روش به دست آوردن منحنی رشد باکتری

منحنی رشد جمعیت برای هر گونه خاصی از باکتری ممکن است با رشد یک کشت خالص ارگانیسم در یک محیط مایع در دمای ثابت تعیین شود.
نمونه های کشت در فواصل زمانی مشخص (مثلاً هر 30 دقیقه) جمع آوری می شود و تعداد ارگانیسم های زنده در هر نمونه تعیین می شود.
سپس داده ها بر روی کاغذ گراف لگاریتمی رسم می شوند.
لگاریتم تعداد باکتری در هر میلی لیتر محیط بر حسب زمان رسم می شود.

1. فاز تاخیر (Lag phase):

پس از تلقیح محیط کشت مایع، تکثیر باکتری ها بلافاصله شروع نمی شود. مدتی طول می کشد تا ضرب شود.
زمان بین تلقیح و شروع تکثیر به عنوان فاز تاخیری شناخته می شود.
در این مرحله باکتری های تلقیح شده با محیط سازگار می شوند، آنزیم های مختلف را روشن می کنند و با دمای محیط و شرایط جوی سازگار می شوند.
در طول این مرحله، اندازه باکتری ها افزایش می یابد اما تعداد سلول های باکتری افزایش قابل توجهی ندارد. سلول ها از نظر متابولیکی فعال هستند.
مدت زمان فاز تاخیر بسته به گونه باکتری، ماهیت محیط کشت، دمای جوجه کشی و غیره متفاوت است.
ممکن است از 1 ساعت تا چند روز متغیر باشد.

2. فاز لگاریتمی (Log phase):

این مرحله با رشد سریع سلولی نمایی مشخص می شود (یعنی 1 تا 2 تا 4 تا 8 و غیره).
جمعیت باکتری ها در طول هر نسل دو برابر می شود. آنها با حداکثر نرخ خود تکثیر می شوند.
سلول های باکتری کوچک هستند و به طور یکنواخت رنگ می شوند.
میکروب ها به شرایط نامطلوب مانند آنتی بیوتیک ها و سایر عوامل ضد میکروبی حساس هستند.
نرخ رشد در طول فاز لگ بیشترین میزان را دارد.
مرحله ورود به سیستم همیشه کوتاه است، مگر اینکه کشت سریع تقسیم شده با افزودن مداوم مواد مغذی و حذف مکرر مواد زائد حفظ شود.
هنگامی که بر روی کاغذ گراف لگاریتمی رسم می شود، فاز لگاریتمی به صورت یک خط مستقیم با شیب تند ظاهر می شود.

3. فاز سکون (Stationary phase):

پس از فاز لگ، رشد باکتری به دلیل کمبود مواد مغذی ضروری، کمبود اکسیژن آب، تغییر pH محیط و غیره و تجمع مواد زائد متابولیکی سمی خود تقریباً به طور کامل متوقف می شود.
در این مرحله است که محیط به بیشترین تراکم جمعیتی خود می رسد.
با این حال، میزان مرگ و میر باکتری ها از سرعت تکثیر باکتری ها بیشتر است.
اندوسپورها در این مرحله شروع به تشکیل می کنند.
بسیاری از باکتری ها شروع به تولید اگزوتوکسین می کنند.

4. مرحله انحطاط (Decline phase):

در این مرحله، جمعیت باکتریایی به دلیل مرگ سلول ها کاهش می یابد.
مرحله کاهش به دلیل شروع می شود
(الف) تجمع محصولات سمی و آنزیم های اتولیتیک و

ب) فرسودگی مواد مغذی.

در این مرحله فرم های انولوشن رایج است. برخی از سلول‌ها اشکال مختلفی به خود می‌گیرند و به میله‌های رشته‌ای دراز یا شکل‌های منشعب یا کروی تبدیل می‌شوند که تشخیص آنها دشوار است.
برخی از آنها بدون دیواره سلولی رشد می کنند و به آنها پروتوپلاست، کروپلاست یا انواع فاز L (شکل L) گفته می شود.
هنگامی که این اشکال درهم در یک محیط غذایی تازه تلقیح می شوند، معمولاً به شکل اولیه باکتری های سالم باز می گردند.

اهمیت منحنی رشد باکتری

مطالعه منحنی‌ رشد باکتری‌ها زمانی مهم است که هدف از آن استفاده یا تلقیح تعداد شناخته شده ایزوله باکتری باشد، به عنوان مثال: برای تقویت رشد گیاه، افزایش تجزیه زیستی آلی سمی، یا تولید آنتی‌بیوتیک یا سایر محصولات طبیعی در مقیاس صنعتی.
آگاهی از سینتیک رشد باکتری ها و تعداد باکتری ها در محیط کشت هم از نظر تحقیقاتی و هم از نظر تجاری مهم است.
سینتیک رشد همچنین برای ارزیابی اینکه آیا سویه‌های خاصی از باکتری‌ها برای متابولیزه کردن بسترهای خاص، مانند زباله‌های صنعتی یا آلودگی نفتی سازگار هستند، مفید است.
به عنوان مثال، باکتری هایی که به صورت مهندسی ژنتیکی برای پاکسازی نشت نفت ساخته شده اند، می توانند در حضور هیدروکربن های پیچیده رشد کنند تا اطمینان حاصل شود که رشد آنها توسط اثرات سمی نفت سرکوب نمی شود.
به طور مشابه، شیب و شکل منحنی‌های رشد تولید شده از باکتری‌های رشد یافته با مخلوطی از مواد زائد صنعتی می‌تواند به دانشمندان اطلاع دهد که آیا باکتری‌ها می‌توانند ماده خاص را متابولیزه کنند و چه تعداد منابع انرژی بالقوه برای باکتری‌ها را می‌توان در مخلوط زباله یافت.

“کیمیا زیست گستر نوین” در راستای ارتقاء تولیدات و سطح علمی کشور مبادرت به واردات و توزیع مواد شیمیایی و مصرفی آزمایشگاهی کرده است. هدف مجموعه ما تأمين مواد و تجهيزات مورد نياز در بخش هاى مختلف آزمايشگاهى، تحقيقاتى، بيمارستانى، صنعتى و … مي باشد.