محیط کشت چیست؟

میکروب‌ها موجوداتی تک‌سلولی هستند که تمام اعمال حیاتی خود را به‌صورت مستقل و بدون نیاز به سلول دیگری محیا می‌کنند که البته برای این حیات مستقل به غذا، آب و مواد مغذی نیاز دارند. در واقع محیط کشت یا محیط رشد به محیطی گفته می‌شود که تمام ملزومات زندگی سلول‌ها، میکروب‌ها، باکتری‌ها و کلیه یاخته‌ها در آن فراهم شده است. در آزمایشگاه‌ها شرایط رشد سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها در محیط‌های مختلفی فراهم می‌شود؛ به همین دلیل ما در این مقاله قصد داریم به بررسی انواع محیط کشت پرداخته و به‌ شما بگوییم که محیط کشت چیست و انواع محیط کشت کدام است. در ادامه با ما همراه باشید.

محیط کشت چیست؟

امروزه یکی از روش‌های تشخیص باکتری‌ ایجاد بستری مناسب جهت رشد سلول در آزمایشگاه است. یکی از راه‌های مناسب برای رشد سلول‌ها، کشت سلولی است که برای انجام این عمل باید تمامی شرایط مانند مواد غذایی، دما، رطوبت کافی، نمک، PH و حتی میزان اکسیژن مناسب بررسی شود. طی سال‌های اخیر پیشرفت تکنولوژی و مطالعات متعدد درباره نحوه زندگی میکروارگانیسم‌ها، سبب شده است تا انواع محیط کشت با ترکیبات متفاوت جهت استفاده در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی ساخته شود.

 

 

اگر بخواهید بدانید که محیط کشت (Growth medium) چیست؛ در این ‌باره می‌توان گفت محیط کشت نوعی محیط جامد، مایع یا نیمه جامد به حساب می‌آید که برای پرورش و تکثیر جمعیت میکروارگانیسم‌ها یا سلول‌ها ساخته‌شده است. این محیط‌ها بر اساس نیاز میکرو ارگانیسم‌ها حاوی مواد مغذی مختلفی هستند تا رشد سلول‌ها را تسهیل کند.

به‌ طور کلی در پاسخ به این سوال که محیط کشت چیست می‌توان گفت، محیط کشت به محیطی گفته می‌شود که با حفظ شرایط لازم و به‌طور اختصاصی برای رشد سلول‌ها و باکتری‌ها طراحی‌شده است. اگر می‌خواهید بدانید که بهترین محیط کشت برای باکتری کدام است، می‌توانید مقاله «محیط کشت باکتری چیست» را مطالعه کنید.

کاربردها و موارد استفاده محیط کشت

به ‌طور کلی دو نوع محیط کشت اصلی وجود دارد، یکی از آن‌ها با عنوان محیط کشت سلولی برای کشت سلولی و دیگری محیط کشت میکروبی برای کشت میکروبیولوژی‌ استفاده می‌شوند. یکی از متداول‌ترین محیط‌های کشت برای رشد میکروارگانیسم‌ها نوترینت براث و پلیت‌های جامد آگار هستند. محیط‌های کشت جامد غالباً با ماده آگار مخلوط شده و از طریق دستگاه پخش‌کننده استریل، درون ظروف پتری دیش ریخته می‌شوند. سپس این پلیت‌ها محیط جامدی را فراهم می‌کنند که میکروب‌ها در آن کشت می‌شوند.

 

تفاوت بین محیط کشت سلولی با محیط کشت میکروبیولوژی‌ این است که سلول‌های مشتق از ارگانیسم‌های کامل، اغلب بدون افزودن مواد غذایی توانایی رشد ندارد و این شرایط در مورد سلول‌های حیوانی اغلب با اضافه کردن سرم خون یا جایگزینی سرم مصنوعی به محیط برطرف می‌شود. چنین شرایطی در مورد میکروارگانیسم‌ها صادق نیست، زیرا آن‌ها اغلب ارگانیسم‌های تک‌سلولی هستند. برای کسب اطاعات بیشتر درباره محیط کشت سلولی، پیشنهاد می‌کنیم که مقاله «محیط کشت سلولی چیست» را مطالعه کنید.

مزایای استفاده از محیط کشت

محیط کشت یا محیط رشد (Growth medium)، مایع یا ژلی است که به ‌منظور رشد میکرو ارگانیسم‌ها، سلول‌ها، یاخته‌ها و یا گیاهان کوچک طراحی می‌شود. محیط‌های کشت شامل دو دسته کشت یاخته (cell culture) و کشت خرد زیستی (microbiological culture) می‌شود. از محیط کشت یاخته برای یاخته‌های دست‌یافته از گیاهان و حیوانات و از کشت خرد زیستی برای رشد میکروب‌ها استفاده می‌شود.

 

نکته مهم برای کشت موفق میکروارگانیسم‌ها این است که باید در محیط کشت آن‌ها، شرایط مناسبی برای رشد باکتری فراهم باشد. از جمله این شرایط می‌توان به مقادیر کافی مواد غذایی، PH مناسب محیط کشت، غلظت محیط و استریل محیط کشت اشاره کرد که با داشتن این چند فاکتور می‌توانید از محیط کشت به نتیجه دلخواه خود برسد.

 

انواع محیط کشت

 

 

انواع محیط کشت به ‌طور کلی شامل تقسیم‌بندی‌های متفاوتی می‌شوند. یکی از این معیارها، دسته‌بندی بر اساس حالت فیزیکی است و شامل سه دسته‌ اصلی جامد، نیمه‌ جامد و مایع می‌شود. از این سه دسته به‌منظور کاربرد‌های ویژه‌ای از جمله شناسایی و تشخیص میکروارگانیسم‌ها، بررسی تغییرات سویه‌ها در محیط رشد، بررسی حرکت میکروارگانیسم و همچنین انجام تست‌های بیوشیمیایی استفاده می‌شود.

انواع محیط کشت بر اساس حالت فیزیکی

محیط کشت جامد

این محیط‌ها از 1.5 تا 2 درصد آگار برخوردار هستند که عامل انعقاد و جامد شدن محیط کشت محسوب می‌شوند. محیط کشت جامد عمدتا برای تشخیص باکتری‌ها و پاتوژن‌ها به کار می‌رود و کاربردهای فراوانی دارد. در کشت‌های عمیق در محیط جامد از لوله‌های آزمایش و یا ظروف پتری دیش استفاده می‌شود. از جمله محیط‌های کشت جامد پر کاربرد می‌توان به نوترینت آگار و بلاد آگار اشاره کرد. اگر می‌خواهید اطلاعات بیشتری در مورد محیط بلاد آگار بدست آورید، می‌توانید مقاله «محیط کشت بلاد آگار چیست» را مطالعه کنید.

محیط کشت نیمه جامد

از محیط‌های نیمه جامد به‌منظور بررسی حرکت باکتری‌ها در عمق استفاده می‌شود؛ درواقع در محیط کشت نیمه جامد، سطح آگار چیزی در حدود دودهم تا پنج‌دهم درصد است که در مقایسه با محیط کشت جامد از آگار بسیار کمتری برخوردار است. بهتر است بدانید آگارها نوعی جلبک قرمز دریایی هستند که از آن‌ها ماده پلی ساکارید یا آگار استخراج می‌شود. از جمله محیط‌های نیمه جامد پر کاربرد در آزمایشگاه‌ها، می‌توان به (Cary – Blair) اشاره کرد.

 

محیط کشت مایع

 

 

 

بیشترین کاربرد محیط کشت مایع برای تکثیر باکتری، ساخت محیط‌های غنی‌شده، انجام تست‌های بیوشیمی و تحقیقات مربوط به فرایندهای تخمیری است. با توجه به توضیحات بالا می‌توان گفت که محیط‌های مایع فاقد آگار بوده و عمل کشت آن‌ها، در فلاکس یا لوله‌های آزمایشگاهی انجام می‌شود. میزان رشد باکتری‌ها در این نوع محیط رشد، از طریق بررسی محلول در ظرف کشت قابل‌مشاهده است.

 

دسته بندی انواع محیط کشت به لحاظ مصنوعی یا طبیعی

به‌ طور کلی، همه محیط‌های کشت شامل دو گروه طبیعی و یا مصنوعی می‌شوند. محیط‌های رشد طبیعی مانند مایعات بیولوژیکی و پلاسما بوده و محیط‌های رشد مصنوعی نیز با ترکیب شیمیایی مشخص فرموله شده‌اند. در مورد این ترکیبات می‌توان به ‌تمام مواد لازم برای رشد سلول از قبیل ویتامین، نمک، کربوهیدرات، اکسیژن و … اشاره کرد. محیط‌های کشت مصنوعی شامل موارد مختلفی هستند که در بخش زیر به بخشی از آن‌ها اشاره کرده‌ایم:

محیط کشت‌های حاوی سرم

محیط کشت حاوی سرم درواقع بیشترین مواد موردنیاز پرورش سلول‌ها را دارد. این مواد شامل آمینواسیدها، پروتئین‌ها، ویتامین‌های (A، D، K، E)، اسیدهای چرب، قندها، هورمون‌های مناسب برای عملکرد بهتر سلول، سدیم، پتاسیم، روی، آهن و فاکتورهای رشد هستند که اصلی‌ترین بخش ترکیبی محیط رشد را شامل می‌شوند.

این سرم‌ها به‌عنوان بافر، PH محیط رشد را ثابت نگه‌ می‌دارند؛ البته ترکیبات سرم‌ها همیشه ثابت نیستند و باید قبل استفاده از نظر مواد تشکیل‌دهنده بررسی شوند. چنین مسئله‌ای گاهی معایبی را برای محیط کشت و نتایج حاصل در آزمایشگاه به وجود می‌آورد، به همین دلیل در بعضی موارد از محیط کشت فاقد سرم استفاده می‌شود.

 

محیط کشت‌های فاقد سرم

تا این بخش از مقاله به انواع محیط کشت اشاره شد و اکنون قصد داریم به بررسی محیط کشت فاقد سرم بپردازیم. همان‌طور که گفتیم وجود سرم در محیط کشت به خاطر استفاده از مواد غذایی مختلف، گاهی ایراداتی را به وجود می‌آورد که همین ایرادات درنتیجه منجر به تفسیر اشتباه کشت می‌شود. برای حل این مشکل، محیط کشت‌‌های فاقد سرم ساخته شدند که به‌طور خاص برای رشد تک‌سلولی‌ها فرموله شده‌اند.

 

محیط کشت‌های فاقد پروتئین

این محیط‌ها همان‌طور که از نامشان پیداست، فاقد هرگونه ترکیب پروتئینی هستند و در مقایسه با محیط کشت حاوی سرم، باعث تسهیل و افزایش بیان ژن و سلول می‌شوند.

محیط کشت‌های شیمیایی خاص

محیط کشت‌های شیمیایی خاص، شامل مواد تشکیل‌دهنده‌ای هستند که با اضافه کردن ویتامین‌ها، کلسترول، آمینواسیدهای خاص و اسیدهای چرب در سلول‌، باکتری و یا مخمر با استفاده از مهندسی ژنتیک تولید می‌شوند. این محیط‌ها حاوی ترکیبات آلی، غیر آلی، آلودگی و حتی گاهی دارای فاکتورهای رشد هستند.

انواع رایج محیط کشت در آزمایشگاه

تا این بخش از مقاله گفتیم growth medium چیست، حال می‌خواهیم به انواع رایج آن اشاره‌ کنیم. به‌ طور کلی محیط کشت به محیطی گفته می‌شود که اغلب جامد، مایع یا ژل هستند و در آن‌ها مواد لازم برای رشد و تکثیر سلول‌ها قرار دارد. همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، این محیط‌ها با توجه به کاربردشان شامل انواع مختلفی می‌شوند. از جمله کاربردهای محیط کشت می‌توان به رشد، تکثیر و تفکیک سلول‌ها و ارگانیسم‌های خاص، انتقال نمونه‌ها و جلوگیری از آلودگی آن‌ها و همچنین نگهداری سلول‌ها در طولانی‌مدت اشاره کرد.

 

محیط کشت پایه

به‌ طور کلی محیط کشت پایه به شرایطی گفته می‌شود که مواد غذایی و رشد، در کمترین حالت خود هستند. این محیط بیشتر برای میکروب‌هایی که به شرایط خاصی برای رشد و تکثیر نیاز ندارند مناسب است. از جمله محیط کشت پایه می‌توان به نوترینت براث، نوترینت آگار، استافیلوکوکوس و … اشاره کرد.

 

محیط کشت غنی‌شده

در یک توضیح ساده به محیط‌هایی که به‌واسطه افزودن خون یا سرم غنی‌شده، توانایی ایجاد محیطی مناسب برای رشد باکتری را داشته باشند، محیط کشت غنی شده می‌گویند. از جمله محیط‌های غنی‌شده می‌توان به بلاد آگار یا سرم لف لر و یا کشت باسیل و دیفتری اشاره کرد.

محیط کشت انتخابی

در محیط کشت انتخابی شرایط رشد برای گروهی خاص از سلول‌ها فراهم است. در این شرایط با انتخاب عامل مناسب، از رشد باکتری‌های نامناسب جلوگیری شده و مقابل سلول‌ها و باکتری‌های موردنظر و مناسب رشد، برای دریافت نتیجه مطلوب کشت پیدا می‌کنند. به‌عنوان‌ مثال، عامل انتخابی استافیلوکوک‌ها، سدیم کلرید است که باعث کشت مطلوب آن‌ها می‌شود.

محیط کشت افتراقی

محیط کشت افتراقی یا تشخیصی، به علت دارا بودن ترکیبات خاص و مواد ضد میکروبی در اجزای خود منجر به تمایز و جداسازی باکتری می‌شود. به‌عنوان‌مثال محیط M.C و EMB شامل املاح صفراوی، قند و معرف‌های شیمیایی می‌شوند که باکتری لاکتوز مثبت بر روی آن‌ها کلنی صورتی‌رنگ و لاکتوز منفی‌ها مثل سالمونلا و شیگلا، کلنی سفیدرنگ تشکیل می‌دهد.

محیط کشت انتقالی

محیط کشت انتقالی یا ترابری زمانی کاربرد دارد که کاربر بخواهد نمونه بالینی را جهت کشت به آزمایشگاه منتقل کند. این امکان را می‌توان با استفاده از محیط‌های کشت انتقالی به دست آورد؛ زیرا در زمان انتقال ممکن است نمونه‌ها خشک شده یا باکتری‌های ناخواسته در آن رشد کنند و در نتیجه نمونه آلوده شود.

 

 

محیط کشت ذخیره کننده

محیط کشت ذخیره کننده یا محیط کشت حفاظ، شامل تمامی مواد غذایی موردنیاز رشد میکروبی است و به‌منظور حفظ نوع خاصی از میکروارگانیسم‌ها یا کلنی از موجودات میکروبی در بازه زمانی طولانی مورداستفاده قرار می‌گیرد. به‌ طور کلی از این محیط کشت برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت باکتری‌ها و یا میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود.

سؤالات متداول

 

از محیط کشت آگار خون دار بیشتر در چه مواردی استفاده می‌شود؟

از محیط کشت آگار خون‌دار، بیشتر برای جداسازی و تکثیر باکتری‌های بیماری‌زا به خصوص باکتری‌هایی که برای رشد خود به مواد مغذی نیاز دارند، استفاده می‌شود.

 

محیط‌های کشت پرکاربرد کدم‌اند؟

از میان تمامی محیط کشت‌های موجود می‌توان گفت مواردی مانند محیط رشد نوترینت آگار، محیط رشد نوترینت برات، محیط رشد آگار خون‌دار، محیط رشد شکلات آگار و محیط رشد OF آگار بیشترین کاربرد را دارند.

 

 

سخن پایانی

 

کشت‌های میکروبی مهم‌ترین ابزار در زیست‌شناسی هستند که انواع مختلفی همچون روش‌های کشت میکروبی، ویروس، سلول و… را شامل می‌شوند. در این مقاله سعی کردیم تا شما را به‌ طور مفصل با عبارت محیط کشت چیست و انواع محیط کشت آشنا کنیم. در ختم کلام و به‌صورت کلی می‌توان گفت محیط‌ رشد به شرایطی اطلاق می‌شود که با قرارگیری باکتری‌ها، میکروب‌ها و … در فضایی مناسب، توانایی رشد و تکثیر را داشته باشند؛ یعنی تمام اعمال حیاتی را به‌صورت مستقل و بدون نیاز به سلول دیگری انجام دهند.

این محیط‌ها به‌صورت جامد، مایع یا ژل هستند و توانایی فراهم کردن شرایط مناسب را برای رشد و تکثیر سلول‌ها دارند. این محیط‌ها با توجه به کاربردشان شامل انواع مختلفی می‌شوند که از جمله آن‌ها می‌توان به تکثیر و تفکیک سلول‌ها، انتقال نمونه‌ها، جلوگیری از آلودگی آن‌ها و همچنین نگه‌داری سلول‌ها در طولانی‌مدت اشاره کرد.