Обустройство домашней микробиологической/биотехнологической лаборатории

Для начала, объясню, зачем всё это нужно, и расскажу, что, связанное с биологией можно сделать дома «на коленке».

После прочтения этого цикла статей вы сможете проверить микробную обсеменённость каких-либо поверхностей, воды или воздуха, сможете выделить чистую культуру бактерий или грибов для исследований и в дальнейшем определить её по биохимическим и морфологическим признакам. Ещё одним обширным направлением, которое мы затронем, будет биотехнология, в частности, культура растений in vitro. Мы рассмотрим введение растений в культуру, дальнейшее микрочеренкование, и семенное размножение орхидей.

Для начала поговорим о стерильности:

Стерильность

Стерильность имеет ключевое значение как в микробиологии, так и в биотехнологии. Без неё невозможно существовании этих направлений. К слову, в биотехнологии к стерильности особенно строгие требования, так как контаминация (загрязнение, заражение) в биотехнологии несёт за собой более фатальные последствия.

Под заголовком «стерильность» я обобщил два понятия: асептику и антисептику. Далее рассмотрим их по отдельности:

Асептика — комплекс мер по предотвращению контаминации стерильного объекта, с которым мы работаем.

Антисептика — убийство «всех и вся» в микроскопических масштабах, чтобы соблюсти асептику, иными словами— стерилизация.

Думаю, разумно будет начать с антисептики, а именно — с методов стерилизации инструментов, посуды, сред и других предметов, которые напрямую будут контактировать напрямую с объектом исследования.

Методы стерилизации

Выбор метода стерилизации напрямую зависит от типа объекта, который вы хотите простерилизовать. Существует три метода:

1. Паровая стерилизация (автоклавирование)
2. Стерилизация текучим паром (дробная)
3. Сухо-воздушная стерилизация

Автоклавирование

Автоклав, на мой взгляд, — сердце всех микробиологических и биотехнологических лабораторий. В нём можно стерилизовать любые инструменты, пластиковые принадлежности (далеко не все пластики способны пережить автоклав), посуду, среды, резиновые перчатки, груши для пипеток — в-общем, всё, что душе угодно.

В домашних условиях нам идеально подойдёт скороварка (или автоклав для консервирования: он больше размером, но от скороварки ничем не отличается).

Принцип стерилизации в автоклаве заключается в том, что за счёт повышенного давления пара удаётся достичь температуры, превышающей температуру кипения воды из-за чего погибают даже те организмы споры которых замечательно переносят обычное кипячение.

Стерилизация в скороварке имеет ряд особенностей и неудобств, на которые можно закрыть глаза, озвучу главное: накипь. Она непременно образуется на колбах при их стерилизации. Этого можно избежать, исключив прямой контакт колбы с кипящей водой (например, поставив её на что-нибудь), но сделать это не всегда возможно, учитывая размеры обычной скороварки.

С инструментами дела обстоят куда лучше: их легче приподнять в скороварке, положив их, например, в банку или на неё, также можно использовать специальные пакеты для стерилизации инструментов (они очень удобны тем, что имеют индикатор эффективности стерилизации и позволяют хранить инструмент длительное время без нарушения стерильности).

1 of 2

Если требуется простерилизовать много инструментов, их можно плотно завернуть в ткань.

Стерилизация сред в автоклаве

Разные объёмы сред для достижения приемлемого уровня стерильности следует стерилизовать определённое время.

Отсчёт времени необходимо начинать только после установления нужной температуры и давления.

Вот замечательная таблица зависимости времени стерилизации от объёма среды:

Стерилизация текучим паром (дробная стерилизация) производится в аппарате Коха или автоклаве при незавинченной крышке и открытом выпу­скном кране. Аппарат Коха представляет собой металлический полый ци­линдр с двойным дном. Это нужно чтобы объект не соприкасался с кипящей водой.

Стерилизации текучим паром подвергаются, в основном, питательные среды, свойства которых изменяются при температуре выше 100° (питательные сре­ды с аммиачными солями, молоко, желатин, картофель, некоторые углево­ды). Стерилизацию проводят по 15-30 мин в течение трех дней подряд. При первой стерилизации погибают вегетативные формы микробов, некоторые споры при этом сохраняются и прорастают в процессе хранения в вегетативные особи, которые погибают при последующих прогреваниях.

Сухожаровая стерилизация

Стерилизация «сухим жаром»: предтавляет собой прогревание предметов 1-2 часа при температуре 160-180°С.

Такая стерилизация подходит для инструментов и лабораторной посуды, среды по объективным причинам так стерилизовать нельзя. Для стерилизации «сухим жаром» объекты заворачивают в крафт-бумагу или фольгу, колбы затыкают ватно-марлевыми пробками, стеклянные пипетки с верхнего конца также затыкают ватой.

Асептика

Методы асептики в микробиологии и биотехнологии достаточно сильно различаются, причиной этому различию является то, что, как уже было отмечено ранее, в биотехнологии контаминанция рабочего объекта оборачивается более плачевными последствиями чем в микробиологии. Асептика будет ещё не раз упомянута в следующих статьях, посвящённых работе с микроорганизмами и культивированию растений in vitro.

Лабораторная посуда

Возможно, для тех из вас, кто бывал в лабораториях и знает что к чему этот раздел бесполезен, ну а остальные могут ознакомиться с тем, какая посуда может потребоваться для комфортной работы в их домашней лаборатории:

Для микробиологии вам понадобится:

1. Мерный цилиндр на 100 мл
2. Колбы Эрленмейера от 250 мл
3. Пробирки со штативом
4. Чашки Петри
5. Стеклянные пипетки от 5 мл
6. Стакан лабораторный 1000-2000 мл
7. Мерная колба 500-1000 мл

Для биотехнологии — ведения культур растительных тканей in vitro:

1. Мерный цилиндр на 100 мл
2. Колбы Эрленмейера от 250 мл
3. Пробирки со штативом (много)
4. Чашки Петри, стеклянные пипетки от 1 мл
5. Стакан лабораторный 1000-2000 мл
6. Банки лабораторные стеклянные (в т. ч. из тёмного стекла) 500-1000 мл
7. Колбы мерные 50, 100, 500 мл и 1000 мл
8. Обычные банки (в качестве культуральных ёмкостей)

Пробки

Чаще всего используются ватно-марлевые пробки, которые можно легко изготовить самому:

Если стерильная ёмкость не должна долго хранится и будет использоваться почти сразу после стерилизации, можно закрыть горловину фольгой:

Рекомендую использовать лабораторные банки:

При покупке обратите внимание на крышку, на ней, как правило, есть пометка о максимальной температуре, которую может выдержать банка. Такие банки можно автоклавировать, а после автоклавирования и остывания герметично закрыть.

ИНСТРУМЕНТЫ

Микробиологическая петля — делаем сами из проволоки(см. фото). Самый ходовой инструмент в микробиологии. Используется для отбора и переноса биомассы микроорганизмов.

Микробиологический шпатель — тоже делаем сами, проволоку стоит взять потолще, чем для петли(см фото). Используется для посева «газоном».

Инокуляционная игла, и ее опять делаем сами, проволоку берём потолще и просто затачиваем рабочий конец наждачкой. Используется для посева микроорганизмов уколом.

Микологический крючок — проволочный инструмент, рабочая часть которого изогнута по форме буквы Г. Он используется, как следует из названия, для работы с грибами, при помощи него можно с лёгкостью зацепить кусочек мецилия и куда нибудь его пересадить.

Пинцет анатомический можно купить в магазине медицинской техники

Скальпель — та же ситуация.

Для введения в культуру растительных тканей могут потребоваться ножницы, советую брать хирургические «сосудистые» ножницы. Они достаточно длинные, что позаволяет работать ими в колбе.

ПРОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ

1. Весы для микробиологии минимум до 0,01 г, для биотехнологии — до 1 мг;
2. Термостат- можно изготовить самому (как это сделать — читайте в следующих статьях цикла)
3. Пипетатор/груша, пипетки
4. Микроскоп
5. Спиртовка или горелка бунзена

РАСХОДНИКИ

1. Одноразовые перчатки
2. Маски
3. Фольга
4. Вата
5. Марля
6. Крафт-бумага
7. Стерилизационные пакеты (про которые говорилось выше)
8. Одноразовые стерильные пробирки и баночки для биологического материала.
9. Перманентные маркеры

НЕОБХОДИМЫЕ РЕАКТИВЫ

Про реактивы вы будете узнавать по ходу цикла. В следующей статье вы познакомитесь с питательными средами для бактериологии/микологии и соответственно узнаете какие реактивы требуются для их приготовления.

А на этом пока что всё! Если вам действительно интересна данная тема, напишите об этом в комментариях. Ждите следующие статьи из цикла!