Xem mẫu
3/3/2016
•
Nắm được các nhu cầu dinh dưỡng và yếu tố tăng
trưởng của vi khuẩn
•
Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự tăng trưởng
•
GV: Nguyễn Thị Ngọc Yến
Trình bày được biểu đồ tăng trưởng ở vi khuẩn
•
Kiểm soát sự tăng trưởng của vi khuẩn
2
Để tăng trưởng, vi khuẩn cần được cung cấp đầy đủ
•
trường thích hợp:
•
1. Carbon
năng lượng, vật liệu xây dựng tb và điều kiện môi
•
Chất dinh dưỡng
Chất “thiết yếu” và chất “có ích”
Chất đa lượng và chất vi lượng
Yếu tố tăng trưởng
•
pH
•
ASTT
•
½ chất khô tb Ý nghĩa hàng đầu trong sự sống VSV
Giá trị dinh dưỡng và khả năng hấp phụ tùy thuộc:
• Thành phần và cấu tạo hóa học nguồn C: mức độ
oxy hóa của nguyên tử C
• Đặc điểm sinh lý VSV: VSV đồng hóa trực tiếp chất
phân tử thấp, thủy phân chất cao phân tử
CO2: nguồn C duy nhất của VSV quang tổng hợp
Thông khí…
•
3
4
Phân loại VSV theo nguồn năng lượng và carbon:
2. Nitơ
Vi sinh vật
•
Nguồn C: CO2
Tự dưỡng
Nguồn C: hữu cơ
Dị dưỡng
Nhu cầu thứ 2 trong tb
•
Cấu tạo protein, acid nucleic, peptidoglycan
•
VSV sử dụng N không chỉ phụ thuộc nguồn N, còn tùy tỉ
lệ C:N trong môi trường
•
NL: Ánh sáng
Quang tự
dưỡng
NL: Chất vô
cơ
Hóa tự
dưỡng
NL: Ánh sáng
Quang dị
dưỡng
NL: Chất hữu
cơ
Hóa dị
dưỡng
Nguồn N ở 2 dạng: vô cơ (muối nitrat, nitrit), hữu cơ
(pepton, nước thịt,…); N không khí: VSV cố định đạm
3. Phospho
•
Tổng hợp ADN, ARN, ATP, phospholipid…
•
Nguồn P vô cơ dễ sử dụng (KH2PO4), hữu cơ: phức tạp,
cần enzym thủy phân thành P tự do, đắt tiền
6
1
3/3/2016
4. Lưu huỳnh
Cấu tạo aa và vitamin. Thường dùng MgSO4.7H2O
Cần với lượng nhỏ nhưng không thể thiếu đ/v VSV
5. Kali
•
Coban: cấu tạo vitB12
•
Kẽm
•
Đồng
Ổn định ribosom, cần cho hoạt động các enzym, thường
•
Mangan
dùng MgSO4.7H2O
•
Niken
•
Tungsteng, selen
Cấu tạo enzym tổng hợp protein, thường dùng KH2PO4
6. Magie
7. Canxi
Không thiết yếu, ổn định nhiệt nội bào tử, dùng CaCl2
8. Natri: dùng NaCl
9. Sắt: cần cho enzym hô hấp, dùng FeCl3, FeSO4
7
8
Dựa vào thành phần, chia thành
•
Là chất cần với lượng rất nhỏ, thiết yếu cho sự tăng
•
MT tổng hợp: TPHH xác định
trưởng của VK nhưng tb không tự tổng hợp được
•
•
MT tự nhiên: TPHH không xác định*
Thường cung cấp dưới dạng
Dựa vào bản chất MT
• Vitamin: chức năng coenzym
•
Lỏng: canh thang
• Aa: cấu tạo protein
•
Rắn: thạch
• Purin và pyrimidin: tổng hợp acid nucleic
•
Bán rắn
• Nếu dùng nguyên liệu hữu cơ (pepton, cao men) thì
Dựa vào mục đích sử dụng, chia thành
đa số YTTT đã có sẵn, không cần bổ sung thêm
•
MT cơ bản: đầy đủ cdd cho đa số VK tăng trưởng
•
MT chuyên chở: rất ít cdd VK sống mà ko phát triển*
9
10
Một số định nghĩa
•
Sự tăng trưởng tb*: gia tăng số lượng tb/ sinh khối tb
•
•
MT phong phú: MT cơ bản bổ sung thêm máu, dịch nấm
men,..để VK “kén ăn” phát triển*
•
Tốc độ tăng trưởng: sự thay đổi số tb/ sinh khối tb
MT phân biệt: có đặc tính giúp khuẩn lạc VK cần khảo
sát có hình thức riêng biệt, dễ quan sát*
trong 1 đơn vị thời gian
•
•
MT chọn lọc: ngăn chặn hầu hết VK trừ VK khảo sát*
•
Thời gian thế hệ: thời gian để số tế bào nhân đôi
•
Tăng trưởng lũy thừa: sự tăng trưởng có số tế bào tăng
gấp đôi ở mỗi giai đoạn đường biểu diễn logarit 10 là
MT xác định tính chất sinh hóa: phát hiện hoạt tính
đường thẳng*
enzym của VK thuần chủng*
11
12
2
3/3/2016
Tính thời gian thế hệ trong tăng trưởng lũy thừa*
Nuôi cấy VK trong môi trường lỏng, bình kín thì Đường
N = No.2n
cong tăng trưởng* như hình:
logN = logNo + nlog2
n = logN - logNo
log2
n = logN - logNo
0.301
-Po: Số tb ban đầu
-t: Thgian tăng trưởng lũy thừa
-n: Số thế hệ trong gđ lũy thừa
n = 3.3.logN/No
G = t/n =
-P: Số tb cuối cùng
t
-G: Thời gian thế hệ
3.3.logN/No
13
1. Pha tiềm ẩn
14
3. Pha ổn định
•
4. Pha suy thoái
Cấy VK đang tăng trưởng lũy thừa vào cùng loại MT,
•
Số tb chết đi > số tb sinh mới
trong cùng đk nuôi cấy bỏ qua pha tiềm ẩn
•
VK thích ứng dần với MT mới, tích lũy cdd cho gđ phân
chia; dân số không tăng
•
•
Sau khi đa số tb chết, tỷ suất chết giảm mạnh: một ít tb
2. Pha lũy thừa
•
Số tb sinh ra = số tb chết đi
tiếp tục sống sót 1 thời gian dài nhờ cdd từ tb chết thải
Số lượng tb tăng theo cấp số nhân đến khi cạn kiệt cdd
ra MT
thiết yếu/MT hoặc sản phẩm thải đạt đủ mức kiềm chế
•
Tb có trạng thái khỏe mạnh nhất lý tưởng để nghiên
cứu về enzym hoặc các thành phần khác
15
16
Xác định toàn phần vi khuẩn
Đếm tổng số tế bào bằng buồng đếm*
Đo trọng lượng tế bào*
Đo độ đục*
Nhược:
(1) Không phân biệt sống – chết
Áp suất thẩm thấu
Đếm sống bằng pp trải đĩa*
pH
Xác định vk sống
Nhiệt độ
(2) Không chính xác, nhất là mật độ tb thấp
Oxy
Xác định sản phẩm của vk
17
3
3/3/2016
Tốc độ
tăng
trưởng
Nhiệt độ tối ưu
Các PƯ enzym
cao nhất
Các PƯ
enzym tăng
•Nhóm ưa lạnh: To~15oC, Tmax~20oC
•Nhóm trung bình
•Nhóm ưa nhiệt: To~45oC
•Nhóm ưa nhiệt cao: To~80oC
Nhiệt độ
NĐ tối thiểu
Màng bị tạo gel, quá
trình vận chuyển chậm,
tăng trưởng ko diễn ra
NĐ tối đa
Protein biến tính, màng
tb bị phá hỏng, ly giải
19
20
Phân loại VSV theo nhu cầu oxy
VSV ưa trung tính
Nhóm
Mối liên hệ với oxy
Hiếu khí
Bắt buộc
Cần
Tùy ý
Không cần nhưng tăng trưởng tốt hơn nếu có oxy
Vi hiếu khí Cần nhưng mới mức thấp hơn trong không khí
Kỵ khí
2
5
9
Bắt buộc
11
VSV ưa acid
VSV ưa kiềm
(H. pylori)
Có hại hoặc chết
Chịu đc kk Không cần và tăng trưởng tốt hơn nếu không có oxy
V. cholerae, Bacillus
21
22
Sản phẩm của hô hấp là các dạng độc tính cao của oxy
Môi trường hoạt tính nước thấp: VSV lấy nước bằng
cách tăng nồng độ chất tan nội bào
như: superoxid (O2-), hydroxyl (OH*), H2O2 có khả năng
oxy hóa các chất hữu cơ/ tb VSV có enzym phân hủy
oxy độc: catalase, peroxidase, superoxid dismutase*
Ý nghĩa trong nuôi cấy VSV*
•
VSV hiếu khí: lắc, khuấy, sục khí tiệt trùng vào MT
•
VSV kỵ khí: khử oxy trong MT như thioglycolat, cho khí
tiêu oxy vào bình
23
24
4
3/3/2016
Một số khái niệm
Nhiệt ẩm có áp suất*: 121oC, 1.1 kg/cm2. Dùng cho sản
phẩm y tế, dụng cụ, MT nuôi cấy
Sự vô trùng (Sterility) / Sự vô khuẩn (Aseptic)
Tiệt trùng (Sterilisation) / Sát trùng (Antiseptic) / Tẩy
Nhiệt ẩm không áp suất: 62.8oC/30ph hoặc 71.7oC/15ph
(PP Pasteur)*
trùng (Disinfection)
Nhiệt khô: 180oC/2h. Thủy tinh, bột, dầu (lò sấy)
Chất kìm khuẩn (Bacteriostatic agent) / Chất diệt khuẩn
Tia tử ngoại: không khí, bề mặt
(Bacteriocidal agent)
Tia phóng xạ: chỉ khâu, đồ nhựa dùng 1 lần*
Sự nhiễm trùng (Contamination)
Lọc*: dung dịch (màng cellulose 0.45, 0.22μm) hoặc
Vệ sinh (Sanitation)
không khí (lọc HEPA)
25
26
Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả tẩy trùng
Dung môi hữu cơ
Thời gian
Kim loại nặng
Nhiệt độ
Phenol và dẫn xuất
pH
Halogen
Loại VSV
Chất tẩy
Nồng độ chất tẩy trùng
Chất tác động bề mặt
Môi trường xung quanh
27
Tác nhân chọn lọc trên VSV, ít ảnh hưởng đến tb chủ
28
Kháng sinh: chất nguồn gốc tự nhiên/ tổng hợp, tác
động tại chỗ/ hệ thống, hiệu quả kìm khuẩn/ diệt khuẩn
Đích tác động của
kháng sinh
Kháng sinh
Ức chế tổng hợp thành β-lactam (penicillin, cephalosporin)
tế bào
GV: Nguyễn Thị Ngọc Yến
Ức chế tổng hợp màng Polymycin
tế bào
Kháng nấm (Amphotericin B, Nystatin)
Ức chế tổng hợp acid
nucleic
Quinolon, Rifampicin
5-nitroimidazol
Ức chế tổng hợp
protein
Aminoglycosid, Tetracyclin, Spectinomycin
Chloramphenicol, Erythromycin
29
5
nguon tai.lieu . vn
•
Nắm được các nhu cầu dinh dưỡng và yếu tố tăng
trưởng của vi khuẩn
•
Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự tăng trưởng
•
GV: Nguyễn Thị Ngọc Yến
Trình bày được biểu đồ tăng trưởng ở vi khuẩn
•
Kiểm soát sự tăng trưởng của vi khuẩn
2
Để tăng trưởng, vi khuẩn cần được cung cấp đầy đủ
•
trường thích hợp:
•
1. Carbon
năng lượng, vật liệu xây dựng tb và điều kiện môi
•
Chất dinh dưỡng
Chất “thiết yếu” và chất “có ích”
Chất đa lượng và chất vi lượng
Yếu tố tăng trưởng
•
pH
•
ASTT
•
½ chất khô tb Ý nghĩa hàng đầu trong sự sống VSV
Giá trị dinh dưỡng và khả năng hấp phụ tùy thuộc:
• Thành phần và cấu tạo hóa học nguồn C: mức độ
oxy hóa của nguyên tử C
• Đặc điểm sinh lý VSV: VSV đồng hóa trực tiếp chất
phân tử thấp, thủy phân chất cao phân tử
CO2: nguồn C duy nhất của VSV quang tổng hợp
Thông khí…
•
3
4
Phân loại VSV theo nguồn năng lượng và carbon:
2. Nitơ
Vi sinh vật
•
Nguồn C: CO2
Tự dưỡng
Nguồn C: hữu cơ
Dị dưỡng
Nhu cầu thứ 2 trong tb
•
Cấu tạo protein, acid nucleic, peptidoglycan
•
VSV sử dụng N không chỉ phụ thuộc nguồn N, còn tùy tỉ
lệ C:N trong môi trường
•
NL: Ánh sáng
Quang tự
dưỡng
NL: Chất vô
cơ
Hóa tự
dưỡng
NL: Ánh sáng
Quang dị
dưỡng
NL: Chất hữu
cơ
Hóa dị
dưỡng
Nguồn N ở 2 dạng: vô cơ (muối nitrat, nitrit), hữu cơ
(pepton, nước thịt,…); N không khí: VSV cố định đạm
3. Phospho
•
Tổng hợp ADN, ARN, ATP, phospholipid…
•
Nguồn P vô cơ dễ sử dụng (KH2PO4), hữu cơ: phức tạp,
cần enzym thủy phân thành P tự do, đắt tiền
6
1
3/3/2016
4. Lưu huỳnh
Cấu tạo aa và vitamin. Thường dùng MgSO4.7H2O
Cần với lượng nhỏ nhưng không thể thiếu đ/v VSV
5. Kali
•
Coban: cấu tạo vitB12
•
Kẽm
•
Đồng
Ổn định ribosom, cần cho hoạt động các enzym, thường
•
Mangan
dùng MgSO4.7H2O
•
Niken
•
Tungsteng, selen
Cấu tạo enzym tổng hợp protein, thường dùng KH2PO4
6. Magie
7. Canxi
Không thiết yếu, ổn định nhiệt nội bào tử, dùng CaCl2
8. Natri: dùng NaCl
9. Sắt: cần cho enzym hô hấp, dùng FeCl3, FeSO4
7
8
Dựa vào thành phần, chia thành
•
Là chất cần với lượng rất nhỏ, thiết yếu cho sự tăng
•
MT tổng hợp: TPHH xác định
trưởng của VK nhưng tb không tự tổng hợp được
•
•
MT tự nhiên: TPHH không xác định*
Thường cung cấp dưới dạng
Dựa vào bản chất MT
• Vitamin: chức năng coenzym
•
Lỏng: canh thang
• Aa: cấu tạo protein
•
Rắn: thạch
• Purin và pyrimidin: tổng hợp acid nucleic
•
Bán rắn
• Nếu dùng nguyên liệu hữu cơ (pepton, cao men) thì
Dựa vào mục đích sử dụng, chia thành
đa số YTTT đã có sẵn, không cần bổ sung thêm
•
MT cơ bản: đầy đủ cdd cho đa số VK tăng trưởng
•
MT chuyên chở: rất ít cdd VK sống mà ko phát triển*
9
10
Một số định nghĩa
•
Sự tăng trưởng tb*: gia tăng số lượng tb/ sinh khối tb
•
•
MT phong phú: MT cơ bản bổ sung thêm máu, dịch nấm
men,..để VK “kén ăn” phát triển*
•
Tốc độ tăng trưởng: sự thay đổi số tb/ sinh khối tb
MT phân biệt: có đặc tính giúp khuẩn lạc VK cần khảo
sát có hình thức riêng biệt, dễ quan sát*
trong 1 đơn vị thời gian
•
•
MT chọn lọc: ngăn chặn hầu hết VK trừ VK khảo sát*
•
Thời gian thế hệ: thời gian để số tế bào nhân đôi
•
Tăng trưởng lũy thừa: sự tăng trưởng có số tế bào tăng
gấp đôi ở mỗi giai đoạn đường biểu diễn logarit 10 là
MT xác định tính chất sinh hóa: phát hiện hoạt tính
đường thẳng*
enzym của VK thuần chủng*
11
12
2
3/3/2016
Tính thời gian thế hệ trong tăng trưởng lũy thừa*
Nuôi cấy VK trong môi trường lỏng, bình kín thì Đường
N = No.2n
cong tăng trưởng* như hình:
logN = logNo + nlog2
n = logN - logNo
log2
n = logN - logNo
0.301
-Po: Số tb ban đầu
-t: Thgian tăng trưởng lũy thừa
-n: Số thế hệ trong gđ lũy thừa
n = 3.3.logN/No
G = t/n =
-P: Số tb cuối cùng
t
-G: Thời gian thế hệ
3.3.logN/No
13
1. Pha tiềm ẩn
14
3. Pha ổn định
•
4. Pha suy thoái
Cấy VK đang tăng trưởng lũy thừa vào cùng loại MT,
•
Số tb chết đi > số tb sinh mới
trong cùng đk nuôi cấy bỏ qua pha tiềm ẩn
•
VK thích ứng dần với MT mới, tích lũy cdd cho gđ phân
chia; dân số không tăng
•
•
Sau khi đa số tb chết, tỷ suất chết giảm mạnh: một ít tb
2. Pha lũy thừa
•
Số tb sinh ra = số tb chết đi
tiếp tục sống sót 1 thời gian dài nhờ cdd từ tb chết thải
Số lượng tb tăng theo cấp số nhân đến khi cạn kiệt cdd
ra MT
thiết yếu/MT hoặc sản phẩm thải đạt đủ mức kiềm chế
•
Tb có trạng thái khỏe mạnh nhất lý tưởng để nghiên
cứu về enzym hoặc các thành phần khác
15
16
Xác định toàn phần vi khuẩn
Đếm tổng số tế bào bằng buồng đếm*
Đo trọng lượng tế bào*
Đo độ đục*
Nhược:
(1) Không phân biệt sống – chết
Áp suất thẩm thấu
Đếm sống bằng pp trải đĩa*
pH
Xác định vk sống
Nhiệt độ
(2) Không chính xác, nhất là mật độ tb thấp
Oxy
Xác định sản phẩm của vk
17
3
3/3/2016
Tốc độ
tăng
trưởng
Nhiệt độ tối ưu
Các PƯ enzym
cao nhất
Các PƯ
enzym tăng
•Nhóm ưa lạnh: To~15oC, Tmax~20oC
•Nhóm trung bình
•Nhóm ưa nhiệt: To~45oC
•Nhóm ưa nhiệt cao: To~80oC
Nhiệt độ
NĐ tối thiểu
Màng bị tạo gel, quá
trình vận chuyển chậm,
tăng trưởng ko diễn ra
NĐ tối đa
Protein biến tính, màng
tb bị phá hỏng, ly giải
19
20
Phân loại VSV theo nhu cầu oxy
VSV ưa trung tính
Nhóm
Mối liên hệ với oxy
Hiếu khí
Bắt buộc
Cần
Tùy ý
Không cần nhưng tăng trưởng tốt hơn nếu có oxy
Vi hiếu khí Cần nhưng mới mức thấp hơn trong không khí
Kỵ khí
2
5
9
Bắt buộc
11
VSV ưa acid
VSV ưa kiềm
(H. pylori)
Có hại hoặc chết
Chịu đc kk Không cần và tăng trưởng tốt hơn nếu không có oxy
V. cholerae, Bacillus
21
22
Sản phẩm của hô hấp là các dạng độc tính cao của oxy
Môi trường hoạt tính nước thấp: VSV lấy nước bằng
cách tăng nồng độ chất tan nội bào
như: superoxid (O2-), hydroxyl (OH*), H2O2 có khả năng
oxy hóa các chất hữu cơ/ tb VSV có enzym phân hủy
oxy độc: catalase, peroxidase, superoxid dismutase*
Ý nghĩa trong nuôi cấy VSV*
•
VSV hiếu khí: lắc, khuấy, sục khí tiệt trùng vào MT
•
VSV kỵ khí: khử oxy trong MT như thioglycolat, cho khí
tiêu oxy vào bình
23
24
4
3/3/2016
Một số khái niệm
Nhiệt ẩm có áp suất*: 121oC, 1.1 kg/cm2. Dùng cho sản
phẩm y tế, dụng cụ, MT nuôi cấy
Sự vô trùng (Sterility) / Sự vô khuẩn (Aseptic)
Tiệt trùng (Sterilisation) / Sát trùng (Antiseptic) / Tẩy
Nhiệt ẩm không áp suất: 62.8oC/30ph hoặc 71.7oC/15ph
(PP Pasteur)*
trùng (Disinfection)
Nhiệt khô: 180oC/2h. Thủy tinh, bột, dầu (lò sấy)
Chất kìm khuẩn (Bacteriostatic agent) / Chất diệt khuẩn
Tia tử ngoại: không khí, bề mặt
(Bacteriocidal agent)
Tia phóng xạ: chỉ khâu, đồ nhựa dùng 1 lần*
Sự nhiễm trùng (Contamination)
Lọc*: dung dịch (màng cellulose 0.45, 0.22μm) hoặc
Vệ sinh (Sanitation)
không khí (lọc HEPA)
25
26
Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả tẩy trùng
Dung môi hữu cơ
Thời gian
Kim loại nặng
Nhiệt độ
Phenol và dẫn xuất
pH
Halogen
Loại VSV
Chất tẩy
Nồng độ chất tẩy trùng
Chất tác động bề mặt
Môi trường xung quanh
27
Tác nhân chọn lọc trên VSV, ít ảnh hưởng đến tb chủ
28
Kháng sinh: chất nguồn gốc tự nhiên/ tổng hợp, tác
động tại chỗ/ hệ thống, hiệu quả kìm khuẩn/ diệt khuẩn
Đích tác động của
kháng sinh
Kháng sinh
Ức chế tổng hợp thành β-lactam (penicillin, cephalosporin)
tế bào
GV: Nguyễn Thị Ngọc Yến
Ức chế tổng hợp màng Polymycin
tế bào
Kháng nấm (Amphotericin B, Nystatin)
Ức chế tổng hợp acid
nucleic
Quinolon, Rifampicin
5-nitroimidazol
Ức chế tổng hợp
protein
Aminoglycosid, Tetracyclin, Spectinomycin
Chloramphenicol, Erythromycin
29
5