ظرف پتری1: کوچکترین کارخانهی جهان در کف دست شما
آشنایی با ظرف پتری
تاریخچهای مختصر: از ایده تا واقعیت
ایدهی اصلی استفاده از ظروف کمعمق برای کشت باکتریها توسط یولیوس ریچارد پتری3، یک میکروبشناس آلمانی، در سال ۱۸۸۷ میلادی مطرح شد. پیش از او، دانشمندان از صفحات شیشهای صاف استفاده میکردند که هم کار با آنها سخت بود و هم خطر آلودگی زیاد داشت. پتری با پیشنهاد استفاده از یک ظرف کمعمق با درپوش، دو مشکل بزرگ را حل کرد: اول اینکه از آلودگی نمونه جلوگیری میکرد و دوم، امکان انباشته کردن چندین ظرف روی هم را فراهم میآورد. بهخاطر همین نوآوری ساده اما مؤثر، نام او بر روی این وسیله ماندگار شد.
اجزا و انواع ظرف پتری
یک ظرف پتری استاندارد از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
- کفه (پایین ظرف): قسمت کمعمقی است که محیط کشت5 در آن ریخته میشود.
- درپوش (بالای ظرف): روی کفه قرار میگیرد تا از ورود آلودگیهای ناخواسته از هوا جلوگیری کند. درپوش معمولاً کمی بزرگتر است تا به راحتی برداشته شود.
این ظروف بر اساس جنس و کاربرد به دستههای مختلفی تقسیم میشوند.
| نوع | جنس | مزایا | کاربردهای رایج |
|---|---|---|---|
| پلاستیکی یکبارمصرف | پلیاستایرن یا پلیپروپیلن | سبک، ارزان، نیازی به شستشو، کاهش خطر آلودگی متقابل | آزمایشگاههای آموزشی، کشتهای معمولی، اکثر کارهای تشخیصی |
| شیشهای مقاوم | شیشهی بوروسیلیکات (پیرکس) | قابل استریل شدن با حرارت بالا (اتوکلاو6)، بادوام، قابل استفاده مجدد | تحقیقات تخصصی، هنگام نیاز به حرارت مستقیم، کشتهای طولانیمدت |
| با شبکهبندی | پلاستیکی یا شیشهای با خطوط مربعی در کف | شمارش دقیق کلونی7 باکتریها و محاسبه غلظت آنها | آزمایشهای میکروبیولوژی کمّی، کنترل کیفیت مواد غذایی |
زمینهی رشد: محیط کشت چیست؟
میکروبها هم مثل ما برای رشد به غذا، آب و مواد معدنی نیاز دارند. محیط کشت مادهای است که این نیازها را فراهم میکند. این محیط معمولاً به شکل ژل (مثل آگار8) یا مایع است. آگار از جلبک دریایی بهدست میآید و وقتی با مواد مغذی مخلوط و گرم شود، ذوب میشود و پس از سرد شدن به حالت جامد نرمی درمیآید. این حالت جامد ایدهآل است چون باکتریها در جای خود ثابت میمانند و میتوان کلونیهای مجزا از آنها را مشاهده کرد.
فرمول سادهای برای یک محیط کشت مغذی رایج به نام محیط کشت نوترینت آگار9 وجود دارد:
کشف دنیای نامرئی: یک آزمایش ساده در خانه
بیایید با یک مثال ملموس، کاربرد ظرف پتری را درک کنیم. آیا تا به حال به این فکر کردهاید که دستهای ما قبل و بعد از شستن، چه تفاوتی در میزان میکروب دارد؟ یا سطح یک میوه مثل توت فرنگی چقدر میکروب دارد؟
گامبهگام برای مشاهدهی میکروبهای دست (با رعایت احتیاط و عدم باز کردن درپوش پس از کشت):
- تهیه محیط: یک ظرف پتری حاوی محیط کشت آگار آماده کنید (در آزمایشگاه مدرسه یا با کیتهای ساده).
- برچسبزنی: زیر ظرف را با تاریخ و عنوان نمونه (مثلاً "دست قبل از شستشو") علامت بزنید.
- آزمایش: درپوش را به آرامی کنار بزنید و نوک انگشت خود را به آرامی روی سطح ژل آگار فشار دهید (بدون پاره کردن آن). بلافاصله درپوش را بگذارید.
- کشت دوم: دست خود را با آب و صابون بشویید و روی یک ظرف پتری جداگانه با برچسب "دست بعد از شستشو"، همین کار را تکرار کنید.
- انکوباسیون10: ظروف را به مدت ۲۴-۴۸ ساعت در یک جای گرم (مثل کنار رادیاتور، با دمای حدود ۳۷ درجه سانتیگراد) وارونه قرار دهید. (وارونه گذاشتن از چکیدن قطرات آب حاصل از تعریق روی کلونیها جلوگیری میکند).
- مشاهده: پس از این مدت، بدون باز کردن درپوش، ظرف را در مقابل نور نگاه کنید. نقاط رنگی، سفید یا مخملی شکل، همان کلونیهای میکروارگانیسمهای رشد یافته هستند. تفاوت تعداد و شکل کلونیها در دو ظرف، اثر شستن دست را به وضوح نشان میدهد!
کاربردهای ظرف پتری در صنعت و زندگی
کاربرد این ظرف کوچک بسیار فراتر از آزمایشگاه مدرسه است. در این جدول میتوانید برخی از مهمترین کاربردهای آن را ببینید:
| حوزه | کاربرد عملی | مثال ملموس |
|---|---|---|
| تشخیص پزشکی | شناسایی باکتری عامل عفونت در نمونه گلو، ادرار یا زخم | وقتی به گلودرد چرکی مبتلا میشوید، نمونهای از گلوی شما در ظرف پتری کشت داده میشود تا باکتری استرپتوکوک شناسایی شود. |
| کنترل کیفیت مواد غذایی | بررسی میزان آلودگی میکروبی شیر، آبمیوه یا سطوح کارخانههای مواد غذایی | شرکتهای لبنی بهطور مرتب نمونهای از شیر تولیدی را کشت میدهند تا مطمئن شوند شمار باکتریها از حد مجاز کمتر است. |
| تحقیقات زیستشناسی | مطالعهی اثر آنتیبیوتیکها، رشد بافت گیاهی یا سلولهای جانوری | قرصهای کوچک آنتیبیوتیک روی محیط کشت حاوی باکتری قرار میگیرند. ناحیهی بدون رشد اطراف قرص، نشاندهندهی اثرگذاری آن است. |
| آموزش و فرهنگسازی | نمایش اهمیت بهداشت شخصی و محیطی به دانشآموزان | آزمایش کشت باکتری از دست، سکه، یا صفحه کلید کامپیوتر که در این مقاله شرح داده شد. |
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: باز کردن درپوش باعث ورود میکروبها و هاگهای قارچی از هوای محیط به داخل ظرف میشود. این میکروبهای ناخواسته بر روی محیط کشت رشد میکنند و نمونهی اصلی شما را آلوده میسازند. در نتیجه، دیگر نمیتوانید مطمئن باشید که کلونیهای مشاهده شده از نمونهی شما بودهاند یا از هوا. مشاهده باید تنها از طریق درپوش شفاف انجام شود.
پاسخ: هیچ کدام ذاتاً بهتر نیستند؛ کاربرد متفاوتی دارند. در محیط مایع، میکروبها در سرتاسر محیط پخش میشوند و رشد آنها معمولاً باعث کدر شدن محیط میشود. این محیط برای افزایش تعداد میکروبها مناسب است. اما محیط جامد آگار مانند یک "زمین ثابت" عمل میکند. هر میکروب در جای خود ثابت میماند و تکثیر میشود و یک کلونی مجزا تشکیل میدهد. این امر برای جدا کردن میکروبهای مختلف از هم، مشاهدهی شکل کلونی و شمارش آنها ضروری است.
پاسخ: خیر. روی محیط کشت عمومی، قارچها و کپکها نیز میتوانند رشد کنند. کلونیهای باکتریایی معمولاً کوچکتر، صاف، براق و یکدست هستند. اما قارچها و کپکها اغلب کرکی، پنبهای یا پودری شکل بوده و گاهی رنگهای سبز، سیاه یا آبی تولید میکنند. برای تشخیص دقیق، گاهی از رنگآمیزی یا محیطهای کشت تخصصیتر استفاده میشود.
پاورقی
1. ظرف پتری (Petri Dish): ظرفی استوانهای شکل با عمق کم و درپوش که معمولاً از شیشه یا پلاستیک شفاف ساخته میشود.
2. کشت میکروارگانیسمها (Microorganism Culture): فرآیند رشد دادن میکروبها در محیط آزمایشگاهی تحت شرایط کنترلشده.
3. یولیوس ریچارد پتری (Julius Richard Petri): (۱۸۵۲-۱۹۲۱) باکتریشناس آلمانی که ظرف کشت باکتری را اختراع کرد.
4. رابرت کخ (Robert Koch): (۱۸۴۳-۱۹۱۰) پزشک و میکروبشناس آلمانی، از بنیانگذاران میکروبشناسی پزشکی.
5. محیط کشت (Culture Medium): مخلوطی از مواد مغذی که برای رشد میکروارگانیسمها یا سلولها استفاده میشود.
6. اتوکلاو (Autoclave): دستگاهی که با استفاده از بخار تحت فشار و دمای بالا (مثلاً 121^\circ C) وسایل و محیطها را استریل میکند.
7. کلونی (Colony): تودهی قابل مشاهدهای از میکروارگانیسمها که از تقسیم یک سلول اولیه بر روی محیط جامد بهوجود آمده است.
8. آگار (Agar): مادهای ژلمانند که از جلبکهای قرمز استخراج شده و به عنوان بستر جامد کننده در محیط کشت استفاده میشود.
9. محیط کشت نوترینت آگار (Nutrient Agar): یک محیط کشت عمومی و مغذی برای رشد طیف وسیعی از باکتریها.
10. انکوباسیون (Incubation): قرار دادن نمونه کشت داده شده در شرایط مناسب (دما، رطوبت، گاز) برای مدتی مشخص به منظور رشد میکروبها.
