СПОСОБ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ВОЗДУХА
METHOD FOR AIR MICROBIOASSAY

Изобретение относится к области микробиологии, в частности к способу микробиологического анализа воздуха, и может быть использовано в медицине и ветеринарии для количественного учета микроорганизмов в единице объема воздуха животноводческих и медицинских учреждений.
Уровень техники
Известны способ микробиологического анализа воздуха и устройство для его осуществления. Способ заключается в том, что исследуемый воздух пропускают через импактор с последующим инерционным разделением частиц, осаждением их на поверхность твердой питательной среды и подсчетом культивированных видимых колоний микроорганизмов, при этом предварительно пропускают через импактор стерильный воздух до установления его рабочего расхода, затем пропускают необходимый для анализа объем исследуемого воздуха, после которого вновь пропускают стерильный воздух в объеме, превышающем внутренний объем импактора.
Устройство для осуществления способа, включающее канал для подачи воздуха, разъемные цилиндрические ступени импактора, содержащее сопловые решетки с отверстиями, причем диаметр отверстий каждой последующей решетки меньше диаметра отверстий предыдущей, и подложки с питательной средой, расположенные под решетками, при этом оно имеет дополнительный канал для подачи воздуха, снабженный фильтром, и подвижную заслонку для поочередного перекрытия каналов (см. а.с. SU №639937, МПК C12K 1/00, опубл. 22.02.1979 г.)
Недостатком данного способа является невысокая точность анализа воздуха и сопоставимости результатов.
Известен способ микробиологического исследования воздуха путем пропускания его через многокаскадный многосопловый импактор, подложки которого покрыты питательной средой, содержащей тест-культуру, с последующей инкубацией и определением концентрации и дисперсного состава антимикробных частиц, при этом воздух пропускают через импактор перед внесением в питательную среду тест-культуры, причем последнюю пропускают через импактор в виде полидисперсного аэрозоля, а концентрацию и дисперсный состав антимикробных частиц определяют по числу невыросших колоний тест-культуры.
Устройство микробиологического исследования воздуха, содержащее цилиндрические каскады, включающие решетку с радиально расположенными соплами, диаметр которых уменьшается по направлению движения воздуха, и съемную подложку для питательной среды, при этом сопла в каждой решетке расположены с переменным шагом, уменьшающимся от периферии к центру (см. а.с. SU №777061, МПК C12K 1/00, С12К 1/10, опубл. 07.11.1980 г.).
Недостатком данного способа является невысокая точность микробиологического анализа.
Известен способ микробиологического анализа воздуха, включающий осаждение микроорганизмов из воздуха на поверхность плотной питательной среды, термостатирование осажденных микроорганизмов в течение суток и подсчет выросших колоний, при этом на осажденные микроорганизмы во время их термостатирования воздействуют переменным электрическим полем с напряженностью 75-150 В/см и частотой 50-100 Гц в течение 4-24 ч (см. а.с. SU №968071, МПК C12N 13/00, опубл. 28.10.1982 г.).
Недостатком данного способа является то, что он не позволяет выявить микроорганизмы, получившие сублетальные повреждения в результате пребывания в воздухе и воздействия таких факторов, как температура, относительная влажность и т.д., микроорганизмы, получившие повреждения, не образуют колонии в обычных условиях термостатирования, но остаются жизнеспособными и могут вызывать заболевание при попадании в легкие человека или животных.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является способ микробиологического анализа воздуха, заключающийся в осаждении микроорганизмов из воздуха на чашки Петри с плотной питательной средой, последующем термостатировании проб при 37°C и подсчете числа колоний микроорганизмов, выросших на поверхности среды (см. Ярных B.C. Аэрозоли в ветеринарии. М., 1972, с.78-82).
Недостатком данного способа является невысокая точность микробиологического анализа, за счет того что посев микроорганизмов на поверхность плотной питательной среды осуществляют в процессе взятия пробы воздуха, при этом при инкубировании некоторые бактериальные клетки, находящиеся на поверхности аэрозольных частиц, не контактируют полностью с питательной средой и остаются в «дремлющем» состоянии, не образуя колонии, у других же образование видимых колоний не происходит в связи с тем, что количество питательного раствора, способного диффундировать в клетки, расположенные на поверхности аэрозольных частиц, ограничено, а их запасы в непосредственной близости быстро истощаются, в результате определенная часть микроорганизмов остается неучтенной, что влияет на результат анализа.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа микробиологического анализа воздуха, обладающего высокой точностью подсчета степени бактериальной обсемененности при микробиологическом анализе воздуха.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению точности подсчета степени бактериальной обсемененности при микробиологическом анализе воздуха.
Технический результат достигается с помощью способа микробиологического анализа воздуха, включающего осаждение аэрозольных частиц и посев микроорганизмов, содержащихся в воздухе на поверхность плотной основной питательной среды, последующее термостатирование проб и подсчет числа колоний микроорганизмов, выросших на поверхности среды, при этом дополнительно проводят покрытие всей поверхности основной питательной среды питательной средой, плотность которой не ниже плотности основной питательной среды, при этом дополнительную питательную среду расплавляют и охлаждают до температуры 45°C, а термостатирование проводят в течение 47-48 ч.
Таким образом, поставленный технический результат достигается тем, что в способе микробиологического анализа воздуха, после взятия пробы воздуха и посева микроорганизмов, поверхность основной питательной среды, например мясо-пептонный агар, дополнительно покрывают этой же питательной средой в количестве, достаточном для покрытия всей поверхности посева, причем для дополнительного покрытия поверхности посева используют среду, плотность которой не ниже плотности основной питательной среды, так как для того, чтобы микроорганизмам расти и размножаться на питательной среде, они должны получать из питательной среды все вещества, которые необходимы им для синтеза структурных компонентов клетки и для получения энергии, а в результате покрытия посева питательной средой создается необходимый контакт оболочки микроорганизмов с питательной средой, что индуцирует рост, начало клеточного деления и образование колоний, таким образом, дополнительное внесение питательной среды в минимальном количестве осуществляют после взятия пробы воздуха и посева микроорганизмов, достаточном для покрытия всей поверхности посева, причем если вносят большое количество питательной среды, то часть микроорганизмов, облигатные аэробы, не будут размножаться из-за плохого доступа кислорода.
Сущность способа микробиологического анализа воздуха, заключается в следующем.
Осуществляют осаждение аэрозольных частиц и посев микроорганизмов, содержащихся в воздухе на поверхность плотной основной питательной среды, затем поверхность основной питательной среды дополнительно покрывают расплавленной и охлажденной до температуры 45°C такой же питательной средой в количестве, достаточном для покрытия поверхности посева, плотность которой не ниже плотности основной питательной среды, с последующим инкубированием в термостате в течение 47-48 часов и подсчетом числа колоний микроорганизмов, выросших на поверхности среды.
Краткое описание чертежей и иных материалов
В таблице даны способ микробиологического анализа воздуха, сравнительная эффективность способа микробиологического анализа воздуха по предлагаемому изобретению, по способу Коха и Кротова.
Осуществление изобретения
Примеры конкретного выполнения способа микробиологического анализа воздуха.
Пример. Осуществляют осаждение аэрозольных частиц и посев микроорганизмов, содержащихся в воздухе, на поверхность плотной основной питательной среды, например мясо-пептонный агар, затем поверхность основной питательной среды дополнительно покрывают расплавленной и охлажденной до температуры 45°C такой же питательной средой в количестве, достаточном для покрытия поверхности посева, плотность которой не ниже плотности основной питательной среды, затем производят инкубирование в термостате в течение 47-48 часов и проводят подсчет числа колоний микроорганизмов в 1 л воздуха (см. таблицу), выросших на поверхности основной питательной среды, при этом в таблице дана сравнительная эффективность способа микробиологического анализа воздуха по способу взятия проб воздуха Коха (см. Radkowski V. Kafel S. Badania porownawcze meody kropelkowej i metody plytkowej Kocha przy oznaczaniu liczby bakerii w zywnosci // Med. Weter / - 1985. - T.41, N 10. - S 602-604) Кротова (см. В.К. Резниковский; Г.А. Зон; Т.И. Фотина; И.Д. Ещенко И.Д. Сравнительная оценка методов определения бактериальной обсемененности воздуха птицеводческих помещений / Укр. НИИ птицеводства, - 1988. - Т.25. - С.48-50) и по способу микробиологического анализа воздуха по предлагаемому изобретению, который, как показывает опыт, дал наиболее точный результат подсчета, за счет дополнительного покрытия расплавленной и охлажденной до температуры 45°C такой же питательной средой в достаточном для покрытия поверхности посева количестве, плотность которой не ниже плотности основной питательной среды, при этом важным фактором, способствующим росту, размножению и образованию колоний микроорганизмов, является плотность питательной среды, которую определяют как свойство агара (см. В.В. Влодавец. Основы аэробиологии. - М.: Медицина, 1972. - 163 с.), определяющее его прочность, упругость и зависимость от концентрации, известно, что при высокой прочности агара получают скудный рост микроорганизмов, некоторые из них не могут формировать видимых колоний, при этом питательная среда с низкой прочностью агара наоборот способствует росту нехарактерных, расплывчатых колоний, таким образом, плотность питательной среды не только механически препятствует формированию различных колоний, но и влияет на процессы диффузии питательных веществ и продуктов обмена микроорганизмов.
Повышение концентрации агара увеличивает количество столкновений частиц при броуновском движении, что способствует и ускоряет застудневание, а скорость диффузии находится в обратной зависимости от концентрации студня, при этом чем выше концентрация, тем меньше скорость диффузии, за счет того что в концентрированном геле резко возрастает извилистость пути, который должна совершать диффундирующая частица, кроме того, диффузия в плотной питательной среде отличается от таковой в жидкой тем, что здесь отсутствует перемешивание и невозможно образование конвекционных потоков, возникающих в жидких питательных средах.
Применение питательной среды для дополнительного покрытия поверхности посева с меньшей плотностью способствует росту нехарактерных колоний, а иногда и сплошному росту, а если для дополнительного покрытия используют питательную среду с большей плотностью, то это способствует образованию видимых колоний, которые могут диффундировать через слой агара и разрастаться как внутри, так и на поверхности агара, но так как рост колоний лимитируется скоростью диффузии продуктов обмена, дополнительное покрытие поверхности посева питательной средой с плотностью не ниже основной питательной среды способствует улучшению процессов питания и удалению, то есть диффузии продуктов обмена в процессе роста, размножения и формирования колоний.
В связи с тем что в агаре отсутствует перемешивание при диффузии, возможно использование в качестве дополнительной питательной среды элективных сред, которые обеспечивают преимущественное развитие основных представителей воздушной микрофлоры.
Результат. В процессе испытания способа микробиологического анализа воздуха выявлена сравнительная эффективность способа микробиологического анализа воздуха по способу взятия проб воздуха Коха, Кротова и по предлагаемому изобретению, при этом последний, как показывает опыт, дал наиболее точный результат подсчета степени бактериальной обсемененности, за счет дополнительного покрытия расплавленной и охлажденной до температуры 45°C такой же питательной средой в достаточном для покрытия поверхности посева количестве, плотность которой не ниже плотности основной питательной среды.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- высокая точность подсчета степени бактериальной обсемененности при микробиологическом анализе воздуха;
- дополнительное покрытие поверхности посева питательной средой обеспечивает более благоприятные условия для роста микроорганизмов, клеточного деления и формирования видимых колоний;
- обеспечивает рост микроорганизмов, находящихся «в дремлющем состоянии»;
- не требует дополнительных затрат и обучения персонала
Таблица
№ Опыта
Способ взятия проб воздуха
Количество проб воздуха
Количество микроорганизмов в 1 л воздуха
Способ анализа
Известный M±m
Предлагаемый M±m
1
Коха
6
3,59±0,48
5,67±0,75
2
Кротова
6
186,1±1,63
351,5±53,3
3
Кротова
19
98,2±6,7
180,9±2,12