Доклад про бактерии (3 класс, окружающий мир)

Бактерии – крошечные организмы, рассмотреть которые можно только при помощи микроскопа.

Где живут бактерии

Невооруженным глазом бактерии увидеть невозможно из-за их малого размера. Именно поэтому мы не замечаем, как много бактерий на всех окружающих нас предметах. Даже самый чистый стол или тщательно вымытая посуда всегда покрыта множеством бактерий.

Много бактерий живет в воде, воздухе, еде, внутри и снаружи живых организмов. Некоторые бактерии не боятся тяжелых условий окружающей среды. Они, например, могут жить в морозилке или близко к жерлу вулкана.

Строение бактерий

По строению бактерии сильно отличаются от других живых существ, например, растений или животных. Их тело состоит всего из одной клетки, покрытой несколькими слоями оболочки. Под оболочкой есть вязкая жидкость, в которой находятся «органы» бактерии, благодаря которым она может питаться, передвигаться и размножаться.

Форма у бактерии может быть самой разной. Бывают круглые, продолговатые бактерии, бактерии по форме напоминающие палочки, запятые, звездочки и спирали.

А еще бактерии бывают подвижными и неподвижными. Неподвижные бактерии не могут передвигаться самостоятельно. У подвижных бактерий есть специальные выросты на боках. Бактерия шевелит этими выростами и так передвигается.

Часто бактерии не имеют цвета, но встречаются красноватые или зеленоватые бактерии.

Что едят бактерии?

У бактерий нет рта, но их оболочка способна пропускать через себя питательные вещества из той среды, в которой находится бактерия.

В пресных и соленых водоемах живут бактерии, которые умеют питаться энергией Солнца. Они, как и большинство растений на земле, улавливают солнечные лучи и преобразуют их в энергию для жизни.

Есть бактерии, живущие за счет потребления химических веществ. Они поглощают водород, железо или аммиак.

Большое число бактерий селится в гниющих фруктах, деревьях, останках живых существ и питается этой неприятной пищей.

Нужен ли бактериям воздух?

Почти всем живым существам необходим воздух для дыхания. Даже морские животные нуждаются в кислороде, который они добывают из воды. Но некоторые бактерии научились жить даже там, где кислорода нет. Поэтому ученые разделили бактерии на 2 вида:

• Аэробные (которым для жизни необходим кислород)
• Анаэробные (которые могут жить без кислорода)

Первый вид бактерий может поселиться почти везде: на поверхностях предметов, на коже, в еде, в напитках. Анаэробные бактерии прячутся там, где другим бактериям не выжить. Они способны жить в плотной почве, в герметично закрытой банке с консервами и даже внутри тела человека.

Анаэробные бактерии довольно опасны. Они вызывают заболевания, с которыми сложно справиться.

Размножение бактерий

Большинство бактерий размножаются делением. Это значит, что маленькое тельце просто разделяется на 2 половины и получается 2 новых взрослых бактерии. Процесс происходит очень быстро. При хорошем питании и условиях окружающей среды из одной бактерии за день может образоваться огромное количество новых бактерий.

Бактерии плохие или хорошие?

Может показаться, что бактерии умеют только вредить. Но это не так. Конечно же, бактерии вызывают разные заболевания и осложняют заживление ран. Еще бактерии портят продукты питания, а их выделения делают еду ядовитой.

Но ученые научились использовать бактерии во благо людям. Особый вид бактерий превращает молоко в кефир, другие способны произвести из молока сыр. Соленые или квашеные овощи также получаются благодаря бактериям. Часть сильных лекарств удалось изобрести именно с использованием бактерий.

Бактерии приносят пользу и в дикой природе. Они разлагают остатки погибших животных и растений и этим очищают природу от отходов, повышают плодородность почвы.

Доклад про бактерии 3 класс окружающий мир, что писать?

Доклад о бактериях можно сделать по плану:

1. Где обитают бактерии;
2. Строение;
3. Питание бактерий;
4. Виды бактерий;
5. Размножение;
6. Вредные и полезные бактерии.

Бактериями называют микроорганизмы, которые настолько малы, что их невозможно разглядеть невооруженным глазом.

Где обитают бактерии.

Размер бактерий очень мал и без микроскопа увидеть их невозможно. Поэтому люди не замечают бактерий рядом с ними. Множество бактерий обитают всюду, практически на всех предметах, которые расположенных вокруг нас. Даже на чистой посуде или столе обитает большое количество бактерий. Они в воздухе, в воде, в еде, внутри и снаружи живых организмов. Некоторые бактерии способны вынести самые тяжелые условия, приспособиться к очень низкой или очень высокой температуре.

Строение.

Строение бактерий значительно отличается от строения других живых существ. Их тело одноклеточное, покрытое несколькими слоями оболочки. За оболочкой скрыта вязкая жидкость в которой находятся составляющие бактерии, отвечающие за ее жизнедеятельность. Формы бактерии разнообразны: продолговатая, круглая, спиралевидная и др. Бактерии бывают подвижными и неподвижными. Для передвижения у бактерии есть выросты с внешней стороны оболочки. В основном бактерии не имеют цвета и являются почти прозрачными, но есть бактерии зеленоватого и красноватого цветов.

Питание бактерий.

Внешняя оболочка этих живых организмов пропускает через себя все питательные вещества. Некоторые бактерии питаются солнечной энергией. Подобно растениям они перерабатывают солнечные лучи. Некоторые виды употребляют различные химические вещества, поглощая железо, водород и аммиак. Бактерии питаются органическими веществами, селясь в гниющих продуктах, останках животных и растений.

Виды бактерий.

Бактерии бывают аэробные и анаэробные. Первым для жизнедеятельности необходим кислород, вторые могут обойтись без него. Аэробные бактерии могут находиться практически везде: в еде, на поверхности кожи или предметов. Анаэробные сосредоточены там, где другие бактерии не смогут выжить: в глубине почвы, в герметичных емкостях или внутри человеческого тела.

Такие виды бактерий опасны и вызывают трудноизлечимые заболевания.

Размножение.

Эти микроорганизмы размножаются делением. Одна бактерия делится на две половинки и от нее образуется вторая взрослая бактерия. Такой процесс размножения протекает очень быстро. При хороших условиях и питании размножение бактерий ускоряется.

Вредные и полезные бактерии.

Кроме вредоносных бактерий, которые вызывают различные заболевания, замедляют заживление ран или делают продукты питания непригодными, существуют еще и полезные бактерии. Есть типы бактерий, которые преобразуют продукты, например, превращают молоко в сыр, сметану или кефир, либо с их участием получаются квашеные и соленые овощи. В природе бактерии помогают разлагать мертвые растения и животных, очищая природу и создают плодородность почвы.

Доклад про бактерии 3 класс окружающий мир, что писать?

Пчеловодством занимались еще наши предки — славяне. В обширных лесах, в те времена, жило много диких пчел. Добыча меда называлась — бортничеством. Пчел уже тогда одомашнили. Славяне выпиливали часть дерева с пчелиной семьей и переносили к своему жилищу. Создавали и примитивные жилища для пчел, собственными руками, в пне.

С образованием Киевской Руси бортничество заняло одно из ведущих ролей в хозяйственной жизни государства.

Мед использовали в пищу. Из него изготовляли напитки и целебные отвары: (сбитень, медовуху). Из воска лепили свечи, для религиозных обрядов и освещения. Мед даже использовали, как денежную валюту, в торговле с другими странами, например с Грецией.

Современное пчеловодство

В настоящее время пчеловодство остается в России традиционной отраслью сельского хозяйства. Сама же профессия называется — пчеловод.

На сегодняшний день мед, маточное молочко, цветочная пыльца широко используются для оздоровительных целей человека. А также воск широко используется в производстве, например для изготовления декоративных и церковных свечей.

Пчеловодством занимаются по всей России. Особенно — это выгодная отрасль, где произрастает много медоносных растений. К травам-медоносам относятся: липа, кипрей, гречиха.

В цветках растений образуются капельки сока — нектара. Пчелы собирают нектар, из него делают мед и складывают в ячейки сот. Живут пчелы сейчас уже в домиках, специально сделанных для них человеком.

Аграрные реформы привели к тому, что пчеловодством сейчас занимаются не крупные сельскохозяйственные предприятия, а мелкие частники.

В настоящее время пчеловодством активно развиваются в следующих центрах РФ:

Белгородской области;

Брянской области;

Воронежской области;

Волгоградской области;

Кемеровской области;

Ростовской области;

Красноярском крае.

В наше время пчеловодство находится в упадке. Это относится не только к России, но и другим странам. Это связано с многими причинами. Можно назвать только основные из них. Пчелиные семьи вымирают, из-за болезней. Многие нечестные пчеловоды выпускают низкосортный мед.

Но тем не менее заниматься пчеловодством и быть пчеловодом — это очень выгодно в наше время. Качественный мед стоит дорого. Для людей, любящих животных — это интересное, увлекательное занятие.

Бактерии — вредные, строение, размножение, клетка

Бактерии являются микроорганизмами, которые относятся к надцарству прокариотов, чаще всего одноклеточных. Это безъядерные организмы, так как их генетический аппарат содержится в цитоплазме и не обособлен в виде покрытого мембраной клеточного ядра. В настоящее время известно примерно десять тысяч бактерий. Ученые предполагают, что существует более миллиона этих микроорганизмов. Их изучением занимается бактериология – раздел микробиологии. Строение Большая часть бактерий – это одноклеточные микроорганизмы размерами от 0,2 до 10 мкм. Самые мелкие из них называются нанобактериями (до 0,05 мкм). Самые крупные бактерии — это микроорганизмы из родов Масromonas и Achromatium длиной около 100 мкм. Из кишечника рыб выделены бактерии длиной 600 мкм, а самые крупные из бактерий найдены в океане у берегов Намибии и Чили. Большинство бактерий имеют форму палочки. Название «бактерия» происходит от греческого слова «бактерион», что значит «палочка». Но известно много видов, которые существуют в виде спиралей (спирохеты, вибрионы), изогнутых палочек, шаров (кокки), т.д. Найдены виды бактерий, которые выглядят как треугольные, уплощенные, квадратные, звездчатые клетки. У некоторых бактерий имеются выросты цитоплазмы. Бактерии чаще всего представляют собой одиночные клетки. Но они способны формировать пары, цепочки разной длины, скопления в виде пакетов по 4, 8 и более клеток (например, сарцины), розетки, сети. Для каждого вида бактерий характерен свой тип группировки. В природе существуют также многоклеточные формы, из которых образуются микроколонии – трихомы. Бактерии могут быть подвижными либо неподвижными. Представители первой группы для передвижения используют жгутики или скольжение (цианобактерии, спирохеты). Эти бактерии начинают усиленно двигаться при воздействии химических или физических раздражителей. Внутреннее строение всех бактерий сходно. Как правило, они состоят из одной клетки, покрытой снаружи тонкой оболочкой, благодаря чему клетка сохраняет постоянную форму. Внутри клетки содержится протоплазма, отсутствует ядро, и нет хлорофилла. Но присутствуют включения в виде везикул (выростов цитоплазмы), рибосомы, вакуоли с запасами питательных веществ. Бактерии не могут самостоятельно синтезировать органические вещества. Поэтому они питаются готовыми веществами, всасывая их всей поверхностью тела. Бактерии, питающиеся готовыми органическими остатками мертвых организмов, называются сапрофитами. Благодаря их жизнедеятельности, происходит гниение трупов и остатков погибших растений. К группе паразитов относятся те бактерии, которые поселяются в живом организме и всасывают питательные вещества из организма хозяина. Такие бактерии могут вызывать инфекционные заболевания человека. Опасность для человека Жизнедеятельность каждого вида бактерий осуществляется при определенных благоприятных условиях окружающей среды – оптимальной температуре, влажности, наличии питательных веществ. При наступлении неблагоприятных условий бактерия покрывается плотной оболочкой и превращается в спору. Споры многих бактерий способны выдерживать длительное обезвоживание, воздействие высоких и низких температур, химических веществ. Попав в благоприятные условия, спора прорастают и трансформируется в живую бактерию. Благодаря такому приспособлению, бактерии сохраняют свое существование. Бактерии растут и размножаются с невероятной скоростью, поэтому они быстро распространяются. Многие бактерии вредны. Они провоцируют опасные заболевания животных, человека. Некоторые из них могут вызывать порчу продуктов. Существует и много полезных бактерий, в частности, почвенные бактерии, которые повышают плодородие почвы.

Революция в утилизации отходов: бактерия, пожирающая пластик

• Мэри Халтон
• Отдел науки, Би-би-си

18 апреля 2018

Для просмотра этого контента вам надо включить JavaScript или использовать другой браузер

Подпись к видео,

Британские ученые открыли «пожиратель пластика»

Ученым удалось усовершенствовать существующий в природе фермент, который способен разлагать некоторые из наиболее распространённых полимеров, загрязняющих окружающую среду.

Наиболее распространенный пластический материал — PET, или полиэтилен, — который используется при производстве бутылок, в течение сотен лет остается неизменным на свалках. Он крайне медленно распадается под воздействием природных факторов.

Модифицированный фермент, получивший обозначение PETase, начинает разлагать этот полимер в течение нескольких дней. Это может привести к революции в деле утилизации пластмассовых отбросов.

Только в Британии в течение года приобретается около 13 миллиардов пластмассовых бутылок, из которых более 3 миллиардов никогда не утилизируются и оказываются на свалках.

Находка на свалке

Первоначально этот фермент был обнаружен в Японии. Он является продуктом жизнедеятельности бактерии Ideonella sakaiensis, которая пожирает полиэтилен PET в качестве основного источника энергии.

Автор фото, David Jones

Японские ученые сообщили в 2016 году, что они обнаружили разновидность этой бактерии на заводе по переработке пластиковых бутылок в портовом городе Сакаи.

«Полимер PET стал появляться в огромных количествах только за последние 50 лет, и это не слишком длительный срок для развития бактерий, которые способны поглощать этот искусственный материал», — говорит профессор Джон Макгиан из Портсмутского университета, который участвовал в исследовании.

PET (полиэтилентерефталат) принадлежит к группе сложных полиэфиров, встречающихся в естественных условиях.

«Они присутствуют в листьях растений, — отмечает профессор. — В течение миллионов лет развились бактерии, которые питаются такими полиэфирами».

Автор фото, David Jones

Подпись к фото,

Полимеры класса PET обычно используются в производстве пластиковых бутылок

Однако обнаружение бактерии, способной перерабатывать именно полиэтилены класса PET, было неожиданностью для биохимиков. Была сформирована международная группа ученых, которые поставили целью определение природы и путей эволюции фермента PETase.

Бактерия пожирает пластик

Биохимики создали трехмерную компьютерную модель фермента, применив мощный рентгеновский лазер.

Разобравшись в молекулярной структуре этого фермента, ученые отметили, что эффективность действия PETase можно улучшить, внеся изменения в его поверхностную структуру.

Автор фото, H Lee Woodcock

Подпись к фото,

Модель молекулы фермента PETase позволила усовершенствовать ее эффективность

Это указывает на то, что встречающийся в природе фермент не оптимизирован, и что существует возможность его улучшения.

Фермент PETase испытывался также на полимерах класса PEF, основанных на биоматериалах растительного происхождения, но тоже очень медленно распадающихся в естественных условиях.

«Нас поразило то, что этот фермент еще лучше воздействует на полимеры PEF, чем на полимеры PET», — заявил профессор Макгиан.

Анализ — Дэвид Шукман, отдел науки Би-би-си

В состав группы исследователей в Портсмутском университете входят аспиранты и даже студенты, и когда я побывал в их лаборатории, то не мог не разделить их энтузиазма. Они знают, что изобретение полимера класса PET потребовало больших усилий химиков, и гордятся тем, что им удалось найти способ его ускоренного разложения. Этот полимер используется при производстве миллиардов пластиковых бутылок во всем мире. Нынешнее поколение молодых химиков осознаёт проблему пластикового загрязнения и прилагает все усилия для ее решения.

Однако на пути трансформации этого открытия в практически применимую технологию будет немало препятствий. Во-первых, предстоит разработать способы недорогого производства такого фермента в промышленных масштабах; во-вторых, необходимо получить надежные методы его применения и контроля над его действием.

Утилизация замкнутого цикла

Сложные полиэфиры, получаемые при переработке нефти, широко используются при производстве пластиковых бутылок и одежды. Существующие методы их утилизации основаны на снижении их качества на каждом этапе переработки. Например, пластиковые бутылки сначала превращаются в волокно, используемое в производстве одежды, затем в производстве ковров, после чего они часто заканчивают свой путь на свалке.

Автор фото, Dennis Schroeder/NREL

Подпись к фото,

Измененный фермент PETase в течение нескольких дней разлагает пластиковые отходы — изображение с электронного микроскопа

Фермент PETase обращает этот процесс вспять, превращая сложные полиэфиры в более простые молекулы, которые можно использовать заново.

«Такие молекулы могут использоваться при производстве других полимеров, таким образом исключая из процесса нефть… В этом случае мы создаем замкнутый цикл производства и переработки, что необходимо при полной утилизации», — отмечает профессор Макгиан.

Этот фермент еще далек от промышленного использования. Необходимо ускорить его действие — в настоящее время он требует нескольких дней. В случае промышленного использования утилизация с его помощью должна занимать часы, а не дни.

Но профессор Макгиан надеется, что полученные результаты означают начало крупного сдвига в проблеме утилизации пластиковых отходов.

«В настоящее время остро ощущается потребность уменьшения объемов пластиковых отходов, которые заканчивают свой путь на свалках или попадают в окружающую среду, и если нам удастся применить новые методы, то мы получим решение этой проблемы в будущем», — говорит ученый.

Как наука борется с бактериями, устойчивыми к антибиотикам — Российская газета

Мы думали, что после открытия пенициллина больше не будем бояться микробов. Но мы ошибались. Это напоминает настоящую войну. Человек изобретает всё новые средства обороны от бактериальных атак. В ответ микроорганизмы совершенствуют оружие, тренируют бойцов, используют средства маскировки и диверсионные группы. Проблема инфекций, устойчивых к антибиотикам, стала настолько серьёзной, что недавно ей посвятили специальное заседание Генеральной Ассамблеи ООН. Согласно представленным данным, из-за лекарственно-устойчивых инфекций ежегодно умирают минимум 700 000 человек. Не поддающиеся истреблению микробы встали в один ряд с глобальным изменением климата и прочими проблемами планетарных масштабов.

Зимой 2003 года у Рики Ланнетти, успешного 21-летнего футболиста, начался кашель, а затем тошнота. Через несколько дней мама Рики заставила сына обратиться к врачу. Все симптомы указывали на вирус гриппа, поэтому тот не прописал Рики антибиотики, ведь они убивают бактерии, а не вирусы. Но болезнь не проходила, и мать отвезла Рики в местную больницу — к этому моменту у юноши уже отказывали почки. Ему назначили два сильнодействующих антибиотика: цефепим и ванкомицин. Но меньше чем через сутки Рики умер. Анализы показали, что убийцу звали метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA) — токсичная бактерия, устойчивая ко множеству антибиотиков.

Такие штаммы, как MRSA, сегодня называют супермикробами. Подобно героям ужастикам, они мутируют и приобретают сверхспособности, позволяющие противостоять врагам — антибиотикам.

Конец эры антибиотиков

В 1928 году, вернувшись из отпуска, британский биолог Александр Флеминг обнаружил, что оставленные им по невнимательности чашки Петри с бактериальными культурами заросли плесенью. Нормальный человек взял бы да и выбросил её, но Флеминг принялся изучать, что же случилось с микроорганизмами. И выяснил, что в тех местах, где есть плесень, нет бактерий-стафилококков. Так был открыт пенициллин.

Флеминг писал: «Когда я проснулся 28 сентября 1928 года, то, конечно, не планировал совершить революцию в медицине, открыв первый в мире антибиотик, но, полагаю, именно это я и сделал». Британский биолог за открытие пенициллина в 1945-м году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине (вместе с Говардом Флори и Эрнстом Чейном, которые разработали технологию очистки вещества).

Современный человек привык к тому, что антибиотики — доступные и надёжные помощники в борьбе с инфекционными болезнями. Ни у кого не вызывает паники ангина или царапина на руке. Хотя лет двести назад это могло привести к серьёзным проблемам со здоровьем и даже к гибели. XX век стал эпохой антибиотиков. Вместе с вакцинацией они спасли миллионы, а может, и миллиарды человек, которые непременно погибли бы от инфекций. Вакцины, слава богу, исправно работают (общественное движение борцов с прививками медики всерьёз не рассматривают). А вот эпоха антибиотиков, похоже, подходит к концу. Враг наступает.

Как рождаются супермикробы

Одноклеточные существа начали осваивать планету первыми (3, 5 миллиарда лет назад) — и непрерывно воевали друг с другом. Потом появились многоклеточные организмы: растения, членистоногие, рыбы… Те, кто сохранил одноклеточный статус, задумались: а что, если покончить с междоусобицей и начать захват новых территорий? Внутри многоклеточных безопасно и много еды. В атаку! Микробы перебирались из одних существ в другие, пока не добрались до человека. Правда, если одни бактерии были «хорошими» и помогали хозяину, то другие только причиняли вред.

Люди противостояли этим «плохим» микробам вслепую: вводили карантин и занимались кровопусканием (долгое время это был единственный способ борьбы со всеми болезнями). И только в XIX веке стало ясно, что у врага есть лицо. Руки стали мыть, больницы и хирургические инструменты — обрабатывать дезинфицирующими средствами. После открытия антибиотиков казалось, что человечество получило надёжное средство борьбы с инфекциями. Но бактерии и другие одноклеточные не захотели покидать тёплое местечко и стали приобретать устойчивость к лекарствам.

Супермикроб может по-разному противостоять антибиотику. Например, он способен вырабатывать ферменты, которые разлагают препарат. Иногда ему просто везёт: в результате мутаций становится неуязвимой его мембрана — оболочка, по которой раньше лекарства наносили сокрушительный удар. Устойчивые бактерии рождаются по-разному. Иногда в результате горизонтального переноса генов вредные для человека бактерии заимствуют у полезных средства защиты от лекарств.

Ещё одно, более реалистичное изображение метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA). С каждым годом он распространяется всё шире, особенно внутри больниц и среди людей с ослабленным иммунитетом. По некоторым данным, в США этот микроб ежегодно убивает около 18 тысяч человек (точное число заболевших и умерших определить пока невозможно). Фото: «Кот Шрёдингера»

Порой человек сам превращает организм в центр по тренировке бактерий-убийц. Допустим, мы лечим пневмонию с помощью антибиотиков. Врач предписал: принимать лекарство нужно десять дней. Но на пятый всё проходит и мы решаем, что хватит травить организм всякой гадостью и прекращаем приём. К этому моменту мы уже перебили часть бактерий, наименее устойчивых к препарату. Но самые крепкие остались живы и получили возможность размножаться. Так, под нашим чутким руководством заработал естественный отбор.

«Лекарственная устойчивость является естественным явлением эволюции. Под воздействием противомикробных препаратов наиболее чувствительные микроорганизмы погибают, а резистентные остаются. И начинают размножаться, передавая устойчивость своему потомству, а в ряде случаев и другим микроорганизмам», — поясняет Всемирная организация здравоохранения.

— Возникновению лекарственной устойчивости способствует то, что многие антибиотики можно купить в аптеке без рецепта врача. Да и сами врачи часто перестраховываются и необоснованно выписывают эти препараты. Допустим, поднялась у человека температура  — ему тут же антибиотики дают, не сделав анализы и не разобравшись, что её вызвало, — рассказывает профессор ММСУ Юрий Венгеров (врач-инфекционист, доктор медицинских наук, соавтор книг «Инфекционные и паразитарные болезни», «Заразные болезни», «Тропические болезни. Руководство для врачей», «Лекции по инфекционным болезням»). — Особенно активно селекция микробов происходит в больницах. Там контактируют люди с разными инфекциями, там принимают много антибиотиков. В итоге сейчас стала широко распространятся больничная пневмония и другие внутрибольничные инфекции. Речь идёт не только о бактериальных заболеваниях, но и, например, о грибковых. Среди грибов уже 30% приобрели устойчивость к лекарствам.

Одноклеточные атакуют

Осенью 2016 года в Нью-Йорке идёт заседание Генеральной Ассамблеи ООН, в котором участвуют представители 193 стран, то есть фактически вся планета. Обычно здесь обсуждают вопросы войны и мира. Но сейчас речь не о Сирии, а о микробах, выработавших устойчивость к лекарствам.

«Мировые лидеры продемонстрировали беспрецедентное внимание к проблеме сдерживания инфекций, устойчивых к противомикробным препаратам. Имеется в виду формирование у бактерий, вирусов, паразитов и грибков способности сопротивляться действию препаратов, которые раньше использовались для их уничтожения и лечения вызванных ими болезней. Впервые главы государств приняли на себя обязательство предпринять масштабные и координированные действия по борьбе с первопричинами развития устойчивости к противомикробным препаратам сразу в целом ряде сфер, прежде всего в сферах здравоохранения, охраны здоровья животных и сельском хозяйстве. Это лишь четвёртый в истории случай, когда вопрос здравоохранения был поднят Генеральной Ассамблеей ООН», — сообщает сайт ВОЗ.

Прогноз мрачный. «Пациентам становится всё сложнее излечиваться от инфекций, поскольку уровень устойчивости патогенных микроорганизмов к действию антибиотиков и, что ещё хуже, антибиотиков резервного ряда стабильно растёт. В сочетании с чрезвычайно медленной разработкой новых антибиотиков это повышает вероятность того, что респираторные и кожные инфекции, инфекции мочевых путей, кровотока могут стать неизлечимыми, а значит, смертельными», — поясняет доктор Недрет Эмироглу из Европейского бюро ВОЗ.

— К этому списку заболеваний я бы обязательно добавил малярию и туберкулёз. В последние годы бороться с ними становится всё труднее, поскольку возбудители приобрели устойчивость к лекарствам, — уточняет Юрий Венгеров.

Примерно о том же говорит помощник генерального директора ВОЗ по безопасности здравоохранения Кейджи Фукуда: «Антибиотики теряют эффективность, так что обычные инфекции и небольшие травмы, которые излечивались в течение многих десятилетий, сейчас снова могут убивать».

Модель бактериофага, поражающего микроба. Эти вирусы внедряются в бактерий и вызывают их лизис, то есть растворение. Хотя бактериофаги были открыты в начале XX века, только сейчас их стали включать в официальные медицинские справочники. Фото: «Кот Шрёдингера»

— Бактерии начали сопротивляться особенно рьяно, когда антибиотики стали в огромных количествах применяться в больницах и в сельском хозяйстве, — уверяет биохимик Константин Мирошников (доктор химических наук, руководитель лаборатории молекулярной биоинженерии Института биоорганической химии им. Академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН). — Например, чтобы остановить болезни у цыплят, фермеры используют десятки тысяч тонн антибиотиков. Зачастую для профилактики, что позволяет бактериям узнать врага поближе, привыкнуть к нему и выработать устойчивость. Сейчас применение антибиотиков стали ограничивать законодательно. Считаю, что общественное обсуждение таких вопросов и дальнейшее ужесточение закона позволят замедлить рост устойчивых бактерий. Но не остановят их.

— Возможности создания новых антибиотиков почти исчерпаны, а старые выходят из строя. В какой-то момент мы окажемся бессильны перед инфекциями, — признаёт Юрий Венгеров. — Тут ещё важно понимать, что антибиотики превращаются в лекарство только тогда, когда существует доза, способная убить микробов, но при этом не навредить человеку. Вероятность найти такие вещества всё меньше и меньше.

Враг победил?

Всемирная организация здравоохранения периодически публикует панические заявления: мол, антибиотики первого ряда перестают действовать, более современные тоже близки к капитуляции, а принципиально новые препараты пока не появились. Война проиграна?

— Бороться с микробами можно двумя способами, — говорит биолог Денис Кузьмин (кандидат биологических наук, сотрудник учебно-научного центра ИБХ РАН). — Во-первых, искать новые антибиотики, воздействующие на конкретные организмы и мишени, ведь именно антибиотики «большого калибра», поражающие разом целый букет бактерий, вызывают ускоренный рост резистентности. Например, можно конструировать лекарства, которые начинают действовать только при попадании внутрь бактерии с определённым обменом веществ. Причём производителей антибиотиков — микробов-продуцентов — нужно искать в новых местах, активнее задействовать природные источники, уникальные географические и экологические зоны их обитания. Во-вторых, следует разрабатывать новые технологии получения, культивирования продуцентов антибиотиков.

Эти два способа уже реализуются. Разрабатываются новые методы поиска и проверки антибиотиков. Микроорганизмы, которые могут стать оружием нового поколения, ищут повсюду: в гниющих растительных и животных остатках, иле, озёрах и реках, воздухе… Например, учёным удалось выделить антимикробное вещество из слизи, которая образуется на коже лягушки. Помните древнюю традицию класть лягушку в крынку с молоком, чтобы оно не скисало? Сейчас этот механизм изучили и пытаются довести до медицинской технологии.

Ещё пример. Совсем недавно российские учёные из НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе исследовали жителей съедобных грибов и нашли несколько потенциальных поставщиков новых лекарств.

Другим путём пошли учёные из Новосибирска, работающие в российско-американской лаборатории биомедицинской химии ИХБФМ СО РАН. Им удалось разработать новый класс веществ — фосфорилгуанидины (выговорить сложно, да и записать нелегко). Это искусственные аналоги нуклеиновых кислот (точнее, их фрагментов), которые легко проникают в клетку и вступают во взаимодействие с её ДНК и РНК. Такие фрагменты можно создавать под каждый конкретный патоген на основе анализа его генома. Возглавляет проект американец Сидней Альтман (лауреат Нобелевской премии по химии 1989 года (вместе с Томасом Чеком). Профессор Йельского университета. В 2013-м получил российский мегагрант и стал работать в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН).

Но самые популярные направления поиска средств против инфекций — это бактериофаги и антимикробные пептиды.

Союзники из лужи

С высоты птичьего полёта здание ИБХ РАН выглядит как двойная спираль ДНК. А сразу за воротами стоит непонятная скульптура. Табличка поясняет, что это комплекс антибиотика валиномицина с ионом калия посередине. Пятьдесят лет назад сотрудники института поняли, как связываются друг с другом ионы металлов и как проходят потом сквозь оболочку клетки благодаря ионофорам.

Сейчас в ИБХ занимаются и другой темой — бактериофагами. Это особые вирусы, которые избирательно атакуют бактерии. Руководитель лаборатории молекулярной биоинженерии Константин Мирошников ласково называет своих подопечных-бактериофагов зверюшками.

— Фаги хороши и одновременно плохи тем, что действуют на конкретный патоген. С одной стороны, мы целимся только в те микробы, которые мешают жить, и не беспокоим остальных, а с другой — на поиски нужного фага требуется время, которого обычно не хватает, — улыбается завлаб.

И бактерии, и бактериофаги есть в каждой луже. Они постоянно сражаются друг с другом, но уже миллионы лет ни одна сторона не может победить другую. Если человек хочет одолеть бактерий, которые атакуют его организм или картошку на складе, нужно в место размножения бактерий доставить больше соответствующих бактериофагов. Вот метафора, к примеру: когда осваивали побережье Золотых песков в Болгарии, там было много змей, тогда привезли много ежиков и те быстро сместили равновесие фауны.

— Два года назад мы начали сотрудничать с агропарком «Рогачёво» под Дмитровом. Генеральный директор организации Александр Чуенко — бывший электронщик и просвещённый капиталист, не чуждый научному подходу, — рассказывает Константин. — Урожай картошки подъедали пектолитические бактерии — мягкая гниль, которая живёт на складах. Если проблему не решать, картофель быстро превращается в тонны вонючей жижи. Обработка картошки фагами как минимум резко замедляет развитие инфекции — продукт дольше сохраняет вкус и товарный вид как в хранилище, так и на полках магазина. При этом фаги атаковали гнилостных микробов и биодеградировали — распались на частицы ДНК, белки и пошли на корм другим микроорганизмам. После успешных испытаний руководство нескольких крупных агрокомплексов заинтересовалось такой биозащитой урожая.

— Как вам удалось найти нужные бактериофаги и превратить их в противоядие? — спрашиваю я, поглядывая на игрушечного фага, стоящего на стопке книг.

— Для поиска есть классический метод двойного агара. Вначале на первый слой агара в чашке Петри стелите эдакий газон из бактерий, сверху льете воду из лужи и закрываете вторым слоем агара. Через какое-то время на этом мутном газоне появляется чистое пятно, значит, фаг сожрал бактерию. Мы выделяем фаг и изучаем его.

Лаборатория Мирошникова вместе с российскими и зарубежными коллегами получила грант РНФ на исследования и диагностику патогенов картофеля. Тут есть над чем работать: растительные бактерии изучены гораздо хуже человеческих. Впрочем, с нашим организмом тоже много неясного. По словам учёных, врачи не так обследуют человека: все анализы и осмотры заточены под антибиотики, а для фаговой терапии нужны другие методы.

— Фаготерапия — это не лекарство в нынешнем понимании, а скорее комплексная услуга, которая включает быструю диагностику и подбор нужного средства против конкретного патогена. В России препараты фагов входят в список лекарственных средств, но не упомянуты в методических рекомендациях для терапевтов. Так что врачи, которые в теме, вынуждены применять фаги на свой страх и риск. А в Польше, например, законодательство гласит, что, если пациента нельзя вылечить методами традиционной доказательной медицины, можно применять хоть танцы с бубном, хоть гомеопатию, хоть фаговую терапию. И во вроцлавском институте имени Гиршфельда фаги применяют в качестве персонализированной медицинской помощи. Причём с большим успехом, даже в случае запущенных гнойных инфекций. Применение фагов — научно обоснованный и биологически понятный, хотя и не банальный метод, — подытоживает Мирошников.

Пептиды — это семейство веществ, состоящих из остатков аминокислот. В последнее время учёные всё чаще рассматривают пептиды как основу для будущих лекарств. Речь идёт не только об антибактериальных средствах. Например, в МГУ им. М.В. Ломоносова и НИИ молекулярной генетики РАН был создан пептидный препарат, который нормализует работу мозга, улучшает память, внимание и устойчивость к стрессу. Фото: «Кот Шрёдингера»

А вот новость из наукограда Пущино. Учёные из филиала ИБХ РАН, Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН исследовали, как фермент бактериофага Т5 действует на кишечную палочку. То есть работали не с самими бактериофагами, а с их белками-ферментами. Эти ферменты разрушают клеточные стенки бактерий — они начинают растворяться и гибнуть. Но у некоторых микробов есть надёжная наружная мембрана, и этот метод на них не действует. В Пущине решили в помощь ферменту привлечь вещества, которые увеличивают проницаемость мембраны. В результате экспериментов на культурах клеток кишечной палочки учёные выяснили, что вместе фермент и агент уничтожают бактерии намного эффективнее, чем по отдельности. Количество выживших клеток удалось уменьшить чуть ли не в миллионы раз относительно контрольного опыта. В качестве вещества-помощника использовали дешёвые распространённые антисептики, такие как хлоргексидин, причём в очень низких концентрациях.

Фаги можно использовать не только в качестве лекарства, но и как средство, повышающее эффективность прививок.

— В рамках проекта, получившего поддержку Министерства образования и науки России, мы собираемся применить белки бактериофагов для усиления иммуногенных свойств искусственного антигена, — рассказывает микробиолог Андрей Летаров (доктор биологических наук, заведующий лабораторией вирусов микроорганизмов Института микробиологии им. С.Н. Виноградского ФИЦ Биотехнологии РАН). — Для этого фрагменты антигена методами генной инженерии сшивают с некоторыми белками бактериофагов, которые способны собираться в упорядоченные структуры, например в трубочки или сферы.

Как объясняет учёный, такие структуры своими свойствами напоминают частицы патогенных вирусов, хотя на самом деле никакой опасности для человека и животных не представляют. Иммунная система гораздо охотнее распознаёт такие вирусоподобные частицы и быстро развивает антительный ответ. Это путь к созданию улучшенной вакцины, которая в дополнение к традиционной долговременной защите будет обеспечивать быстрый защитный эффект для предотвращения распространения заболевания в очаге инфекции.

Иммунитет червя и свиньи

Младший научный сотрудник учебно-научного центра ИБХ РАН Павел Пантелеев (кандидат химических наук) любит кататься на велосипеде по горам. Ещё он любит изучать морских беспозвоночных, точнее, их антимикробные пептиды, которые ежедневно сражаются с бактериями в организмах живых существ. Пептиды — это младшие братья белков: они тоже состоят из аминокислот, только их там не больше пятидесяти, а в белках сотни и тысячи.

— В начале каждой статьи о пептидах пишется примерно такая фраза: «Существует острая необходимость создания новых антибиотиков, потому что старые уже не работают из-за резистентности. А антимикробные пептиды обладают чудесным свойством — резистентность со стороны бактерий вырабатывается к ним с большим трудом «. Учебно-научный центр, в котором я работаю, занимается поиском пептидов, которые позволили бы нам противостоять патогенным микроорганизмам, — говорит Павел.

Сегодня известно более 800 таких пептидов, но все они не работают на людях. Лекарства на основе пептидов раз за разом проваливают клинические испытания: не удаётся найти стабильные структуры, которые бы в нужном количестве поступали в нужное место и не вызывали побочных эффектов. Они имеют свойство накапливаться в организме: например, могут убить инфекцию, но не выйти с мочой, а остаться в почках.

— Мы изучаем морских кольчатых червей, — рассказывает Павел. — Вместе с коллегами из Института экспериментальной медицины мы выделили из червей Arenicola marina (морской пескожил) два пептида и изучили их. Когда я был аспирантом, мы ещё ездили на Белое море за червями, но в них новых пептидов так и не нашли. Конечно, это может быть связано с несовершенством методики поиска, но, скорее всего, у этого червя действительно только два пептида, и этого достаточно, чтобы защищаться от патогенов.

— Почему именно черви, их проще изучать?

Дело в том, что существует концепция, согласно которой у древних беспозвоночных система врожденного иммунитета должна быть очень сильной, потому что многие из них живут в не самых благоприятных условиях среды обитания и до сих пор существуют. Сейчас одними из объектов моих исследований являются пептиды мечехвостов.

Павел достаёт телефон и показывает нечто с черепашьим панцирем и кучей отвратительных крабьих лапок. Такое можно увидеть только в фильме ужасов или в плохом сне.

Бактериофаг. Его реальная высота примерно 200 нанометров. Утолщение в верхней части называется головкой. В ней содержится нуклеиновая кислота. Фото: «Кот Шрёдингера»

— Однако не важно, что ты изучаешь, червей, мечехвостов или свиней, — продолжает Павел. — У всех организмов ты будешь исследовать одни и те же ткани и клетки, где находятся пептиды. Например, клетки крови — нейтрофилы у млекопитающих или гемоциты у беспозвоночных. Пока неизвестно почему, можно лишь выдвигать гипотезы, в том числе шутливые. Свинья — не особо чистоплотное животное, поэтому ей нужно больше защитников, которые не дадут бактериям из её грязевой ванны заразить организм чем-нибудь. Но есть и универсальный ответ: в каждом конкретном случае пептидов столько, сколько необходимо для защиты организма.

— Почему пептиды лучше антибиотиков?

— Пептиды хитро устроены. В отличие от антибиотиков, которые, как правило, действуют на определённую молекулярную мишень, пептиды встраиваются в клеточную оболочку бактерии и формируют в ней особые структуры. В конце концов оболочка клетки разрушается под весом пептидов, захватчики проникают внутрь, а сама клетка взрывается и погибает. Кроме того, пептиды действуют быстро, а эволюция структуры мембраны — очень невыгодный и сложный для бактерии процесс. В таких условиях вероятность развития устойчивости к пептидам сводится к минимуму. Кстати, в нашей лаборатории изучают пептиды не только животных, но и растений, например защитные соединения белково-пептидной природы из чечевицы, укропа. На базе отобранных природных образцов мы создаём что-то интересное. Получившееся вещество вполне может быть гибридом — чем-то средним между пептидом червяка и мечехвоста, — уверяет Павел.

P. S.

Хочется надеяться, что лет через пять, десять или двадцать наступит новая эра борьбы с микробами. Бактерии — существа хитрые и, возможно, создадут в ответ ещё более мощные средства обороны и нападения. Но и наука не будет стоять на месте, так что в этой гонке вооружений победа всё-таки останется за человеком.

Человек и бактерии. Метафоры

Друзья

Штатные сотрудники — бактерии, обитающие в нашем организме. По некоторым оценкам, их общая масса составляет от одного до трёх килограммов, а по количеству их больше, чем клеток человека. Они могут быть заняты на производстве (выработка витаминов), в перерабатывающей промышленности (переваривание пищи) и в армии (в нашем кишечнике эти бактерии подавляют рост своих патогенных собратьев).

Приглашённые специалисты по пищевому производству — молочнокислые и другие бактерии используются для производства сыра, кефира, йогурта, хлеба, квашеной капусты и других продуктов.

Двойные агенты — вообще-то, они враги. Но их удалось завербовать и заставить работать на нужды нашей обороны. Речь идёт о прививках, то есть введении в организм ослабленных вариантов бактерий.

Приёмные дети — это уже не бактерии, а части наших клеток — митохондрии. Когда-то они были самостоятельными организмами, но, проникнув сквозь клеточную мембрану, лишились независимости и с тех пор исправно обеспечивают нас энергией.

Рабочие-военнопленные — генетически модифицированные бактерии используются для производства лекарств (в том числе — антибиотиков) и многих других полезных веществ.

Враги

Оккупанты — все те, кто внедряется в наш организм, паразитирует на нём и приводит к ангине, туберкулёзу, чуме, холере и многим другим заболеваниям.

Пятая колона — некоторые бактерии, обитающие в нашем теле или на коже, в обычной ситуации могут быть вполне безвредными. Но когда организм ослаблен, они коварно поднимают восстание и переходят в наступление. Их ещё называют условно-патогенными штаммами.

Защитные крепости — колонии бактерий, которые покрывают себя слизью и плёнками, предохраняющими от действия препаратов.

Бронированная пехота — среди бактерий, устойчивых к антибиотикам, есть такие, которые умеют делать свои внешние оболочки непроницаемыми для молекул лекарств. Мощь пехоты скрыта в липополисахаридном слое. После гибели бактерий этот слой из жиров и сахара попадает в кровь и может вызвать воспаление или даже септический шок.

Тренировочные базы — ситуации, в которых выживают самые устойчивые и опасные штаммы. Такой тренировочной базой для бактериального спецназа может служить организм человека, который нарушает курс приёма антибиотиков.

Химическое оружие — некоторые бактерии научились вырабатывать вещества, которые разлагают лекарства, лишая их целебных свойств. Например, ферменты из группы бета-лактамаз блокируют действие антибиотиков из группы пенициллинов и цефалоспоринов.

Маскировка — микробы, меняющие внешнюю оболочку и белковый состав так, что лекарства их «не замечают».

Троянский конь — некоторые бактерии используют особые приёмчики для поражения врага. Например, возбудитель туберкулёза (Mycobacterium tuberculosis) способен забираться внутрь макрофагов — иммунных клеток, которые отлавливают и переваривают блуждающих болезнетворных бактерий.

Суперсолдаты — этим всесильным бактериям не страшны почти никакие лекарства.

Рекомендации ВОЗ

Десять заповедей антибактериального поведения

1. Своевременно проходите вакцинацию.

2. Применяйте противомикробные препараты только в случае их назначения дипломированным врачом.

3. Ещё раз: не занимайтесь самолечением с помощью антибиотиков!

4. Помните, что антибиотики не помогают от вирусов. Лечить ими грипп и многие виды «простуды» не только бесполезно, но и вредно. Вроде бы это проходят в школе, однако во время исследования ВЦИОМ на вопрос «Согласны ли вы с утверждением, что антибиотики убивают вирусы так же хорошо, как и бактерии?» 46% респондентов ответили «да».

5. Принимайте лекарство ровно в тех дозах и столько дней, сколько назначил врач. Не прекращайте приём, даже когда почувствуете себя здоровым. «В случае если вы не доведёте лечение до конца, есть риск, что антибиотики не убьют все бактерии, вызвавшие вашу болезнь, что эти бактерии мутируют и станут устойчивыми. Это происходит не в каждом случае — проблема в том, что мы не знаем, кто может закончить лечение преждевременно и без последствий», — признаются эксперты ВОЗ.

6. Никогда не делитесь антибиотиками.

7. Не используйте назначенные ранее и оставшиеся после приёма антибиотики.

8. Мойте руки. Пейте только чистую воду.

9. Используйте средства защиты при половых актах.

10. Избегайте тесных контактов с больными. Если сами заболели, проявите благородство — не пытайтесь заразить своих одноклассников, сокурсников или коллег. В смысле — сидите дома.

Она живая! Почва – это гораздо больше, чем вы можете себе представить!

22/09/2020

В повседневной жизни большинство людей не задумывается о том, что у них под ногами живет удивительно разнообразное сообщество растений, животных и микробов, составляющих нашу почву. Почвы – нечто большее, чем просто «грязь», они являются одним из крупнейших хранилищ мирового биоразнообразия, содействуют ведению сельского хозяйства и обеспечению продовольственной безопасности, регулируют выбросы парниковых газов и укрепляют здоровье растений, животных и человека. Без них наш мир был бы совсем иным.

Долгое время мы воспринимали почву как должное. Сейчас пора начать заботиться о поддержании ее здоровья и защите биологического разнообразия!

Вот лишь некоторые из причин, по которым нам необходимо принять меры:

Почвы – хранилище биоразнообразия.

Почва – место обитания подземных сообществ. В столовой ложке почвы живых организмов больше, чем людей на Земле! Здоровая, биологически разнообразная почва включает в себя позвоночных, беспозвоночных, вирусы, бактерии, грибы, лишайники и растения, которые обеспечивают множество экосистемных функций и услуг, принося пользу всем людям и окружающему миру. Собственно говоря, в почве содержится более 25 процентов биоразнообразия нашей планеты! Это разнообразное сообщество живых организмов внутри почв поддерживает их здоровье и плодородие. Весь мир существ, обитающих в почве, питает и защищает растения, а взамен они питают почву.

Почвенное биоразнообразие необходимо для производства продовольствия.

Почвы являются важной частью наших продовольственных систем. По оценкам, наши почвы напрямую или опосредованно используются при производстве 95 процентов продовольствия!

Здоровые, биологически разнообразные почвы позволяют выращивать различные виды овощей и растений, необходимые для сбалансированного питания человека. Содержащиеся в почве организмы обеспечивают растения питательными веществами. Качество нашего питания зависит от наличия и баланса питательных веществ в съедобных частях растений, что в свою очередь зависит от их присутствия в почве. Поэтому, чем более биологически разнообразна почва, тем питательнее наша пища.

Бактериологическая лаборатория

Меры предосторожности:

1. Всегда используйте СТЕРИЛЬНУЮ ТЕХНИКУ

2. ПРИНИМАЙТЕ, что любые бактерии, которые растут на вашей тарелке, вредны, и относитесь к ним как к таковым.

3. Всегда мойте руки после того, как закончите работать с пластинами

.

Основной вопрос: Как выращиваются и анализируются бактерии?

Целей:

1. Засейте чашки с образцами, взятыми с поверхностей в школе, и наблюдайте за ростом колоний бактерий.
2. Используйте микробиологические термины для описания внешнего вида колоний и сравнения образцов / поверхностей.
3. Изучите подготовленные слайды с бактериями и сравните различные штаммы по внешнему виду и местонахождению.
4. Выполните окрашивание по грамму, используя пошаговое руководство, чтобы сравнить грамотрицательные бактерии с грамположительными бактериями с использованием известных образцов.
5. Используйте стерильную технику и соблюдайте все протоколы безопасности при работе с бактериями

** Эта лабораторная работа может занять несколько дней. Храните все данные и наблюдения в отдельной записной книжке, которая будет скомпилирована и организована в окончательный лабораторный отчет.

A. Инокуляция планшетов

Для изоляции организмов необходим твердый источник роста бактерий. В лабораториях Роберта Коха желатин впервые был использован для получения колоний бактерий. Агар теперь служит более полезным материалом; он будет оставаться твердым до нагревания, а затем затвердеет при охлаждении. Прежде чем он остынет (и застынет), его можно разливать в чашки Петри. Использование стерильной техники сводит к минимуму загрязнение агара, прежде чем вы будете готовы засеять его бактериями из других источников.

Ваши чашки с агаром будут приготовлены для вас заранее.

Не открывая чашку Петри, используйте маркер, чтобы разделить чашку на четыре квадранта и пометить секции, как показано на дне чашек.

Поверхность 1 : Любая поверхность в классе, холле или ванной комнате. Используйте стерильные ватные палочки.

Поверхность 2 : Любая поверхность в классе, холле или ванной комнате. Используйте стерильные ватные палочки.

D: Осторожно коснитесь пальцем этого круга.
C : Очистите палец спиртовой салфеткой или мылом и коснитесь им этого сектора.

B. Анализ колоний

Вы будете идентифицировать и классифицировать различные бактериальные колонии на основе различного внешнего вида и морфологии (формы и структуры). Когда одна бактериальная клетка откладывается на поверхности питательной среды (агара), она начинает экспоненциально делиться. После того, как тысячи клеток сформированы, появляется видимая масса, которая называется КОЛОНИЯ .У каждого вида бактерий образуются характерные колонии.

НЕ открывайте чашки для исследования колоний.

Условия

• Колония Форма и размер — круглая, неправильная, точечная (крошечная)
• Кромка края — цельная (гладкая), волнистая (волнистая), лопастная (лопастная)
• Высота — выпуклая, плоская, приподнятая
• Цвет — цветной + непрозрачный, полупрозрачный, блестящий или матовый
• Текстура — влажная или сухая (грубая)

1.Нарисуйте каждую чашку, показывая, как колонии распределяются по поверхности агара. Обратите внимание на плотность колоний и их расположение относительно поверхностей и отпечатков пальцев.
2. Выберите несколько колоний на чашках и опишите их, используя приведенные выше термины.
3. (Необязательно) Вы можете сфотографировать свои чашки и включить их в окончательный лабораторный отчет.

C. Наблюдать за образцами известных бактерий

Используйте Интернет-источники, средства просмотра слайдов и подготовленные слайды для определения различных форм и типов бактерий.Ваше исследование должно включать, но не обязательно ограничиваться следующими хорошо известными бактериями.

1. Escherichia coli
2. Staphylococcus aureus
3. Bacillus subtilis
4. Холерный вибрион
5. Serratia marcescens
6. Lactococcus lactis

Включите эскизы, фотографии или описания образцов, которые вы просмотрели в лаборатории.

Выберите один тип бактерии для демонстрации в этом разделе отчета и предоставьте дополнительную информацию о бактерии, например, где она обнаружена, как она размножается или ее значение для научных исследований. Вам нужно будет изучить это.

D. ГРАММНАЯ ПЯТНА

Микробиологи используют особый уровень классификации для описания эубактерий — он называется «Подразделение». Эубактерии делятся на подразделения в зависимости от типа клеточной стенки, которая у них есть. Бактерия с клеточной стенкой, содержащей большое количество петидогликана, классифицируется как грамм (+) и окрашивается в темно-фиолетовый цвет. Бактерии с тонким пептидогликановым слоем классифицируются как грамм (-) и окрашиваются в розовый цвет.

Окрашивание по Граму может быть трудным и требует практики.Следуйте инструкциям в точности, как указано. Если все сделано правильно, вы сможете идентифицировать свои бактерии как Gram + или Gram — и проверить ресурсы, чтобы убедиться, что вы правы. Если известные образцы недоступны, вы можете окрасить образец из чашки Петри по граммам, но у вас не будет возможности проверить вашу точность.

1. С помощью стерилизованной инокуляционной петли перенесите небольшую каплю воды на чистое предметное стекло. Стерилизовать петлю.
2. Добавьте образец известной культуры к капле и ненадолго проведите над пламенем, чтобы закрепить образец при нагревании.
3. Добавьте 1-4 капли кристаллического фиолетового на фиксированную культуру. Дать постоять одну минуту.
4. Слейте излишки пятна и осторожно промойте предметное стекло в водопроводной воде. Имейте в виду, что цель — смыть пятно, а не фиксированную культуру.
5. Добавьте в мазок 1-4 капли йода. Дать постоять одну минуту.
6. Слейте излишки йода и промойте предметное стекло водой, как и раньше.
7. Наклоните предметное стекло и добавьте несколько капель этилового спирта в верхний край. Дайте спирту стечь по мазку.Через несколько секунд снова промойте предметное стекло.
8. Добавьте примерно 5 капель сафранина на предметное стекло. Дать постоять одну минуту.
9. Снова промойте предметное стекло, слейте воду и удалите лишнюю влагу. Дайте слайду высохнуть.

Сравните цвета каждого из образцов, отмечая, имеет ли образец светло-розовый цвет (грамм -) или темно-фиолетовый цвет (грамм +). Не забудьте записать названия ваших образцов, чтобы позже включить их в лабораторный отчет.

Если окрашивание по Граму не удалось, с помощью Google исследуйте образец и выясните, что это такое.

---

Бактериология — правила лабораторного отчета

Должен быть ТИПОМ . Срок: _____

Просмотрите «Цели», перечисленные в начале этого документа. Ваша задача — продемонстрировать, что вы достигли этих целей.

Выберите один проект для окончательного отчета

Инфографика

Создайте инфографику (piktochart), Slide Presentation или традиционный лабораторный отчет (напечатанный), демонстрирующий, что вы достигли ЦЕЛЕЙ, перечисленных в начале этого руководства.Вы можете использовать любые средства, которые, по вашему мнению, покажут мне, что вы чему-то научились в этой лаборатории. Предлагаемое содержание:

Фотографии (ваши собственные)
Изображения с веб-сайтов (цитировать источники)
Абзацы / очерки / списки, объясняющие процедуру или понимание (пожалуйста, не копируйте это руководство по лаборатории, не резюмируйте или не пересказывайте своими словами)
Рисунки образцов

Должен быть ТИПОМ . Срок: _________

Вы получите оценку за демонстрацию достижения целей, перечисленных в начале этого лабораторного руководства.

Оценка Рубрика

Техника асептики, наблюдаемая в лаборатории, места, где отбирались пробы, описаны __3__2__1__0
Наблюдался рост колоний на чашках, подробно описан с использованием соответствующей терминологии __3__2__1__0
Отдельные бактерии, наблюдаемые с помощью микроскопа, включая описания, сосредоточены на одной бактерии (исследование) __ 3__2__1__0
Попытка выполнить процедуру окрашивания по Граму, студент смог окрасить и идентифицировать типы бактерий __3__2__1__0
Общая презентация — отчет демонстрирует внимание к деталям, предоставляет доказательства из лаборатории, организовано __3__2__1__0

Департамент здравоохранения штата Вашингтон

Общественные системы водоснабжения должны обеспечивать своих клиентов безопасной и надежной питьевой водой 24 часа в сутки, 365 дней в году. В случае загрязнения водоснабжения потребители могут серьезно заболеть. К счастью, общественные системы водоснабжения принимают множество мер, чтобы обеспечить население безопасной и надежной питьевой водой. Один из самых важных шагов — регулярно проверять воду на наличие колиформных бактерий.

Что на этой странице

Что такое колиформные бактерии?

Колиформные бактерии — это организмы, которые присутствуют в окружающей среде и в кале всех теплокровных животных и людей. Колиформные бактерии вряд ли вызовут болезнь.Однако их присутствие в питьевой воде указывает на то, что в водной системе могут находиться болезнетворные организмы (патогены). Большинство болезнетворных микроорганизмов, которые могут загрязнять источники воды, происходят из фекалий людей или животных. Проверка питьевой воды на наличие всех возможных патогенов сложна, требует много времени и дорого. Проверить наличие колиформных бактерий относительно легко и недорого. Если в образце воды обнаруживаются бактерии группы кишечной палочки, операторы системы водоснабжения работают над поиском источника загрязнения и восстановлением чистой питьевой воды.Есть три разные группы бактерий группы кишечной палочки; у каждого свой уровень риска.

Общая колиформная, фекальная колиформная и кишечная палочка

Общая кишечная палочка, фекальная палочка и кишечная палочка — все это индикаторы качества питьевой воды. Общая группа кишечной палочки — это большое собрание различных видов бактерий. Фекальные колиформные бактерии — это типы общей колиформной группы, которые в основном существуют в фекалиях. E. coli — это подгруппа фекальных колиформ. Когда образец воды отправляется в лабораторию, он проверяется на содержание кишечной палочки.Если присутствуют общие колиформные бактерии, образец также будет проверен на наличие фекальных колиформных бактерий или E. coli , в зависимости от метода лабораторного тестирования.

Общие бактерии группы кишечной палочки обычно встречаются в окружающей среде (например, в почве или растительности) и, как правило, безвредны. Если в питьевой воде обнаруживаются только общие колиформные бактерии, источником, вероятно, является окружающая среда. Фекальное заражение маловероятно. Однако, если загрязнение окружающей среды может попасть в систему, патогены также могут проникнуть в систему.Поэтому важно найти источник и решить проблему.

Фекальные колиформные бактерии — это подгруппа общих колиформных бактерий. В большом количестве они появляются в кишечнике и кале людей и животных. Присутствие фекальных колиформ в образце питьевой воды часто указывает на недавнее фекальное заражение, а это означает, что существует больший риск присутствия патогенов, чем при обнаружении только общих колиформных бактерий.

E. coli — это подгруппа группы фекальных колиформ.Большинство бактерий E. coli безвредны и в большом количестве обнаруживаются в кишечнике людей и теплокровных животных. Однако некоторые штаммы могут вызывать болезни. Присутствие E. coli в образце питьевой воды почти всегда указывает на недавнее фекальное заражение, а это означает, что существует больший риск присутствия патогенов.

Информация о вспышках E. coli : E. coli широко освещается в СМИ. Большинство вспышек было вызвано конкретным штаммом E.coli бактерий, известных как E. coli O157: H7 . Когда в пробе питьевой воды указывается « E. coli присутствует», это не означает, что этот опасный штамм присутствует, и на самом деле, вероятно, его нет. Однако это указывает на недавнее фекальное загрязнение. Кипячение или обработка зараженной питьевой воды дезинфицирующим средством уничтожает все формы E. coli , включая O157: H7.

К началу

Что произойдет, если в моей воде обнаружатся бактерии группы кишечной палочки?

При обнаружении бактерий группы кишечной палочки водные системы исследуют, как заражение попало в воду.Они собирают дополнительные или «повторяющиеся» пробы воды для тестирования и часто проверяют всю систему. Повторный отбор проб помогает определить, существует ли в системе реальная проблема. Если какой-либо из повторных образцов обнаруживает бактерии группы кишечной палочки, первоначальные результаты считаются подтвержденными.

Что произойдет, если в моей воде будет обнаружено количество бактерий группы кишечной палочки?

Если в вашей питьевой воде подтверждено общее количество бактерий группы кишечной палочки (по крайней мере, 2 образца с бактериями группы кишечной палочки), необходимо проверить систему водоснабжения на предмет выявления и устранения любых возможных источников загрязнения.Как только источник обнаружен, его обычно можно устранить путем ремонта системы, промывки и добавления хлора на короткий период времени. Департамент здравоохранения штата работает с руководителями систем водоснабжения и коммунальных предприятий, чтобы помочь в решении таких проблем.

Что произойдет, если в моей воде обнаружатся фекальные колиформные бактерии или кишечная палочка?

Подтверждение наличия фекальных колиформных бактерий или кишечной палочки в системе водоснабжения указывает на недавнее фекальное заражение, которое может представлять непосредственный риск для здоровья любого, кто употребляет воду.Реагирование на чрезвычайные ситуации в области здравоохранения является высшим приоритетом Департамента здравоохранения штата. В течение 24 часов будет выпущено «Уведомление о здоровье», чтобы предупредить всех водопользователей о существовании риска для здоровья, связанного с водоснабжением. В большинстве случаев для питья и приготовления пищи рекомендуется использовать кипяченую или бутилированную воду. Уведомление проинформирует клиентов о действиях, предпринимаемых для устранения проблемы, и о том, когда проблема, вероятно, будет решена. Департамент проверит систему как можно скорее, чтобы помочь системе водоснабжения в решении проблемы.Будут взяты дополнительные пробы воды для обнаружения и устранения потенциальных источников загрязнения, а также, скорее всего, произойдут хлорирование и промывка системы. Уведомление о состоянии здоровья будет действовать до тех пор, пока ситуация не будет разрешена и вода не станет безопасной для питья.

К началу

Информация для водных систем

Дополнительные публикации доступны в нашем онлайн-каталоге публикаций

Для доп. Информации:

Северо-западный региональный офис, Кент

Программа Coliform: 253-395-6775 Главный офис: 253-395-6750

Юго-западный региональный офис, Тамуотер

Программа Coliform: 360-236-3045 Главный офис: 360-236-3030

Восточный региональный офис, Спокан

Программа Coliform: 509-329-2134 Главный офис: 509-329-2100

К началу

Уровни биобезопасности 1, 2, 3 и 4

ISTOCK

Биологические агенты, методы работы, оборудование для обеспечения безопасности и индивидуальный дизайн помещений для каждого из них

Лаборатория биобезопасности является очень специализированной исследовательской лабораторией, которая занимается инфекционными агентами.Независимо от того, выполняете ли вы исследовательскую или производственную деятельность, работая с инфекционными материалами, организмами или, возможно, даже с лабораторными животными, надлежащая степень защиты имеет первостепенное значение. Необходимо учитывать и обеспечивать защиту лабораторного персонала, окружающей среды и местного населения. Защита, необходимая для этих видов деятельности, определяется как уровни биобезопасности. Уровни биологической безопасности оцениваются от одного до четырех и выбираются на основе агентов или организмов, с которыми проводится исследование или работа.Каждое повышение уровня основывается на предыдущем уровне, добавляя ограничения и препятствия. Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) и Национальные институты здравоохранения (NIH) являются нашими основными источниками информации о биологической безопасности инфекционных агентов. Публикация Биобезопасность в микробиологических и биомедицинских лабораториях ¹ является основным справочным материалом и источником большей части информации, представленной в колонке этого месяца. В качестве введения мы резюмируем, что включают в себя различные уровни биобезопасности с точки зрения типичных используемых биологических агентов, безопасных методов работы, специального оборудования для обеспечения безопасности (первичные барьеры) и конструкции объекта (вторичные барьеры).

Четыре уровня биобезопасности были разработаны для защиты от целого ряда отдельных агентов. Эти агенты включают бактерии, грибы, паразиты, прионы, риккетсиозные агенты и вирусы, причем последние, вероятно, являются самой большой и важной группой. Во многих случаях работа или исследования связаны с позвоночными животными, от мышей до крупного рогатого скота. При вовлечении позвоночных необходимы дополнительные меры предосторожности и требования безопасности. Использование наиболее заразных агентов также означает принятие обширных мер безопасности не только из-за их вирулентности, но и из-за их возможности использования в биотерроризме.

Уровень 1

Первый уровень биобезопасности, самый низкий уровень, применяется к работе с агентами, которые обычно представляют минимальную потенциальную угрозу для лабораторных работников и окружающей среды и не всегда вызывают заболевания у здоровых взрослых. Исследования с этими агентами обычно проводятся на стандартных открытых лабораторных стендах без использования специального оборудования для локализации. Лаборатории BSL 1 обычно не изолированы от общего здания. Персонал лаборатории проходит обучение по конкретным процедурам под наблюдением квалифицированного микробиолога или ученого.

Стандартных методов микробиологии обычно достаточно для защиты лабораторных и других служащих в здании. К ним относятся только механическое дозирование (дозирование через рот не допускается), безопасное обращение с острыми предметами, предотвращение брызг или аэрозолей и обеззараживание всех рабочих поверхностей после завершения работы, например, ежедневно. Обеззараживание разливов проводится немедленно, и все потенциально инфекционные материалы обеззараживаются перед утилизацией, как правило, в автоклаве. Стандартные микробиологические методы также требуют внимания к личной гигиене, т.е.е. мытье рук и запрет на еду, питье и курение в лаборатории. Обычно используются обычные лабораторные средства индивидуальной защиты, состоящие из средств защиты глаз, перчаток и лабораторного халата или халата. Знаки биологической опасности вывешиваются, а доступ в лабораторию ограничен, если присутствуют инфекционные агенты.

Уровень 2

Второй уровень биобезопасности будет охватывать работу с агентами, связанными с болезнями человека, другими словами, с патогенными или инфекционными организмами, представляющими умеренную опасность. Примерами являются вирусы энцефалита лошадей и ВИЧ при выполнении рутинных диагностических процедур или работе с клиническими образцами.Таким образом, поскольку они могут вызывать заболевания человека, в дополнение к стандартным микробиологическим методам BSL 1 используются большие меры для предотвращения чрескожных травм (уколов иглой, порезов и других повреждений кожи), проглатывания и воздействия на слизистые оболочки. обращаться с ним с особой осторожностью. Использование одноразовых шприц-игл и соответствующих контейнеров для острых предметов, устойчивых к проколам, является обязательным. Прямое обращение с разбитой стеклянной посудой запрещено, а обеззараживание всех острых предметов перед утилизацией является стандартной практикой.В письменном руководстве лаборатории по биобезопасности подробно описаны все необходимые иммунизации (например, вакцина против гепатита В или кожные тесты на туберкулез), а также требуется ли создание банка сыворотки для персонала лаборатории из группы риска. Доступ к лаборатории более контролируемый, чем к объектам BSL 1. Лицам с ослабленным иммунитетом, ослабленным иммунитетом и другим лицам с повышенным риском инфицирования может быть отказано в госпитализации по усмотрению директора лаборатории.

Лаборатории BSL 2 также должны обеспечивать новый уровень барьеров, то есть специальное оборудование и средства обеспечения безопасности.Предпочтительно, это шкаф биобезопасности класса II или эквивалентное защитное устройство для работы с агентами и автоклав или другой подходящий метод дезактивации в лаборатории. Необходима легкодоступная станция для промывания глаз. Самозакрывающиеся запирающиеся двери и предупреждающие знаки биологической опасности также необходимы на всех точках доступа.

Уровень 3

Желтая лихорадка, энцефалит Сент-Луиса и вирус Западного Нила являются примерами агентов, требующих применения и сдерживания уровня биобезопасности 3. Работа с этими агентами строго контролируется и должна быть зарегистрирована во всех соответствующих государственных органах. ² Это местные или экзотические агенты, которые могут вызвать серьезное или летальное заболевание через передачу аэрозоля, то есть простое вдыхание частиц или капель. Патогенность и коммуникабельность этих агентов диктует новый уровень защитных процедур и барьеров. Добавьте ко всем методам и оборудованию BSL 2 еще более строгий контроль доступа и обеззараживание всех отходов, включая лабораторную одежду перед стиркой, в лабораторных условиях. Образцы исходной сыворотки берутся у всех сотрудников лаборатории и у другого персонала, относящегося к группе риска.

В лабораториях BSL 3 используются дополнительные защитные первичные барьеры, в том числе халаты с запахом спереди, чистящие костюмы или комбинезоны, изготовленные из таких материалов, как Tyvek®, и респираторы, если необходимо. В конструкции помещения должен быть предусмотрен самозакрывающийся двухстворчатый вход, отделенный от общих коридоров здания. Вентиляция должна обеспечивать направленный направленный поток воздуха за счет втягивания воздуха в лабораторию из чистых помещений без рециркуляции.

Уровень 4

Агенты, которым требуются оборудование и методы BSL 4, чрезвычайно опасны и представляют высокий риск опасного для жизни заболевания.Примерами являются вирус Эбола, вирус Ласса и любой агент с неизвестным риском патогенности и передачи. Эти помещения обеспечивают максимальную защиту и сдерживание. К практике BSL 3 мы добавляем требования для полной смены одежды перед входом, душа на выходе и обеззараживания всех материалов перед тем, как покинуть объект.

Лаборатория BSL 4 должна содержать шкаф биологической безопасности класса III, но может использовать BSC класса I или II в сочетании с полностью закрытым костюмом с избыточным давлением и подачей воздуха.Обычно лаборатории BSL 4 находятся в отдельных зданиях или в полностью изолированной зоне со специальной приточно-вытяжной вентиляцией. Выхлопные потоки фильтруются через высокоэффективные воздушные фильтры для твердых частиц (HEPA), в зависимости от используемых агентов.

Мы коснулись только основных проблем и различий между лабораториями BSL 1, 2, 3 и 4. В руководстве CDC рассматривается множество других проблем и требований, таких как непроницаемые, легко очищаемые поверхности; борьба с насекомыми и грызунами; и полное барьерное уплотнение всех проемов в стенах, полу и потолке.Наша цель состояла в том, чтобы познакомить вас с различными уровнями практики биологической безопасности и соображениями проектирования объектов. Надеюсь, теперь у вас есть знания, чтобы решить, открывать ли вам эту дверь или нет.

Ссылки

1. Биобезопасность в микробиологических и биомедицинских лабораториях , 5-е издание, Центры по контролю и профилактике заболеваний и Национальные институты здравоохранения, февраль 2007 г. http://www.cdc.gov/biosafety/
2. Двухгодичный обзор списков избранных агентов и токсинов , Национальный реестр избранных агентов, CDC.Атланта, Джорджия. 2010. http://www.selectagents.gov/

Группы риска биобезопасности и работающие в BSL-1, BSL-2 или BSL-3, UVA-EHS

Группы риска и работа в BSL-1, BSL-2 или BSL-3

Группы риска

Во многих странах, включая США, биологические агенты классифицируются по группам риска (RG) на основе их относительного риска. В зависимости от страны или организации эта система классификации может учитывать следующие факторы:

• Патогенность организма
• Режим передачи и диапазон хоста
• Наличие эффективных профилактических мероприятий (эл.г., вакцины)
• Наличие эффективного лечения (например, антибиотиков)
• Прочие факторы

Важно понимать, что биологические агенты классифицируются поэтапно, так что уровень опасности, связанный с RG1, является самым низким, а RG4 — самым высоким. EHS Biosafety соответствует следующим категориям в Рекомендациях NIH по группам риска:

• RG1 — Не связаны с заболеванием у здоровых взрослых людей или животных
• RG2 — Связаны с заболеванием, которое редко бывает серьезным и для которого часто доступны профилактические или терапевтические средства
• RG3 — Связаны с серьезным или смертельным заболеванием человека, для которого профилактические или терапевтические средства могут быть доступны
• RG4 — Связаны со смертельным заболеванием человека, профилактика или лечение которого недоступны

Микроорганизмы и связанные с ними обозначения RG, обычно используемые в UVA, можно найти на веб-сайте ABSA.

Уровни биобезопасности

В отличие от групп риска, уровни биобезопасности (BSL) предписывают процедуры и уровни сдерживания для конкретного микроорганизма или материала (включая исследования с участием рекомбинантных или синтетических молекул нуклеиновых кислот). Как и группы риска, BSL классифицируются от 1 до 4. Подробные описания методов локализации и уровней биобезопасности можно найти в Руководстве CDC-NIH по биобезопасности в микробиологических и биомедицинских лабораториях.

Большая часть работы в UVA связана с практикой уровня биобезопасности 2 (BSL-2).Локализация и практика BSL-2 подходят для работы с агентами, заразными для людей или животных, где воздействие может привести к заболеванию, ограниченному или умеренному. Пути воздействия этих агентов , как правило, через порезы и разрывы на коже, проглатывание и попадание брызг на слизистые оболочки (глаза, нос и рот) . Эти агенты или материалы включают:

1. Микроорганизмы (например, RG2 или выше)
2. Человеческая кровь, компоненты крови, жидкости, незакрепленные органы, ткани и клеточные линии (первичные и установленные)
3. Материалы, полученные из нечеловеческих приматов (включая установленные клеточные линии)
4. Биотоксины (с ЛД 50 менее 100 мкг на килограмм массы тела у позвоночных), требующие сдерживания BSL-2
5. Исследования с участием рекомбинантных или синтетических молекул нуклеиновых кислот, как описано в Руководстве NIH по исследованиям с участием рекомбинантных или синтетических молекул нуклеиновых кислот (дополнительную информацию см. На странице UVA «Рекомбинантные или синтетические молекулы нуклеиновых кислот»).

Свяжитесь с Полом Скоглундом по адресу [email protected] или 243-0726 для получения дополнительной информации.

ПРИМЕЧАНИЕ о материалах человеческого происхождения (№ 2 выше): Человеческие или клинические материалы, требующие утверждения IRB, должны быть запрошены до утверждения IBC.

Работа с уровнем биобезопасности 1 (BSL-1)

Перед началом работы в BSL-1 исследователи должны…

Работа с уровнем биобезопасности 2 (BSL-2)

Перед началом работы в BSL-2 исследователи должны…

Для получения помощи см. Контрольный список для нового персонала BSL-2.

* Медицинское освидетельствование необходимо только для работы с агентами, которые IBC считает «повышенным риском». Список можно найти, связавшись с EHS Biosafety.

Уровень биобезопасности 2 — Требования к лабораторному обучению

Весь персонал должен пройти обучение лабораторной практике уровня биобезопасности 2 (BSL-2) до работы в лаборатории BSL-2. Главные исследователи несут ответственность за соблюдение следующих правил:

1. PI или руководитель должны объяснить характер рисков, связанных с агентом (ами), который используется в лаборатории, возможные пути воздействия, продемонстрировать особые правила обращения, средства индивидуальной защиты (СИЗ) и методы дезактивации, которые используется в лаборатории.
2. Весь персонал должен:
3. Персонал, который может подвергаться воздействию материалов человеческого происхождения, должен проходить ежегодный курс обучения по патогенам, передающимся с кровью. Автоматические напоминания по электронной почте рассылаются пострадавшим лицам примерно за месяц до истечения срока обучения.
4. Посетители и временный персонал (т.е. 3 месяца или меньше) также должны пройти онлайн-курс обучения по переносимым с кровью патогенам и биобезопасности для исследовательского персонала (вход в систему).Как правило, временный персонал не требуется добавлять в регистрационный документ IBC; однако временный персонал, который будет проводить эксперименты BSL-2 с животными, должен быть внесен в регистрацию IBC.

Примечание. Выполнение вышеуказанных шагов не дает персоналу права работать с агентами BSL-2. В обязанности PI или супервизора входит оценка готовности человека к работе с агентами BSL-2, а также непосредственная демонстрация и обучение нового персонала особым методам и методам, которые используются в их лаборатории.

Работа с уровнем биобезопасности 3 (BSL-3)

Работа с агентами или материалами, имеющими уровень биобезопасности 3 (BSL-3), требует дополнительной регистрации и разрешений, установленных федеральными нормативными актами, руководящими принципами CDC / NIH и политикой университета. Требуется медицинское наблюдение и дополнительное обучение. Пожалуйста, свяжитесь с EHS Biosafety для получения дополнительной информации. Эксперименты уровня биобезопасности 4 (BSL-4) запрещены в Университете Вирджинии.

Из-за дублирования Правил выбора агента и многих действий BSL-3 (агентов группы риска 3), вы должны связаться с EHS Biosafety, прежде чем приобретать и / или работать с агентами в BSL-3.

Перед началом работ по BSL-3 запросите разрешение IBC до:

• Привлечение агентов BSL-3 или работа
• Начало экспериментов с новым возбудителем инфекции

Для текущих работ по BSL-3 запросите разрешение IBC:

• Перед изменением объема или местоположения ваших существующих экспериментов
• При добавлении нового персонала в ваш IAR
• Перед передачей агентов BSL-3 другому исследователю в пределах или за пределами UVA
• Перед организацией работы приглашенных исследователей в вашей лаборатории BSL-3

Безопасность микроорганизмов

Убедитесь, что в вашем браузере включен JavaScript.Если вы оставите отключенным JavaScript, вы получите доступ только к части предоставляемого нами контента. Вот как.

Бактерии распространены повсеместно и обитают в кишечнике человека и во всех уголках нашей окружающей среды. Мы ежедневно контактируем с бактериями. Мытье рук на 99,9% очищает нас от бактерий, которые могут находиться на коже. Таким образом, при соблюдении надлежащих мер безопасности колонии микроорганизмов можно безопасно изолировать от домов, дворов, садов и т. Д.Большинство микроорганизмов не являются патогенными, но с бактериальными культурами или чашками Петри, содержащими любой тип бактериальных колоний, следует обращаться с соблюдением общих мер безопасности.

Вот девять безопасных практик для микробиологической лаборатории, которым вы должны следовать при работе с микроорганизмами (James, 2008):

1. Рассматривайте все микроорганизмы как потенциальные патогены. Хотя большинство микроорганизмов не являются патогенными для человека и никогда не вызывали заболеваний, в необычных обстоятельствах некоторые микроорганизмы, которые обычно не являются патогенными, могут действовать как патогены.Относитесь ко всем микроорганизмам, особенно к неизвестным культурам, как к патогенным. Студент с ослабленной иммунной системой или недавно перенесшим длительное заболевание должен поговорить со своим инструктором перед работой в микробиологической лаборатории.
2. Стерилизовать оборудование и материалы. Все материалы, среды, пробирки, планшеты, петли, иглы, пипетки и другие предметы, используемые для культивирования микроорганизмов, следует стерилизовать в автоклаве. В противном случае используйте коммерчески стерилизованные продукты.Понять работу и безопасное использование всего оборудования и материалов, необходимых для лаборатории.
3. Продезинфицируйте рабочие зоны до и после использования. Используйте дезинфицирующее средство, такое как 10% отбеливатель или 70% раствор этанола, для протирания скамеек и рабочих зон как до, так и после работы с культурами. Также помните о возможных опасностях дезинфицирующего средства, так как 70% этанол может загореться вокруг открытого огня или источников высокой температуры. Пролитый отбеливатель может испортить вашу одежду. Спирт или отбеливатель могут быть опасны при попадании в глаза.Вы должны знать, где находится ближайшая станция для промывания глаз и раковина.
4. Вымойте руки. Используйте дезинфицирующее мыло для мытья рук до и после работы с микроорганизмами. Недезинфицирующее мыло удаляет поверхностные бактерии и может использоваться, если дезинфицирующее мыло недоступно. Перчатки можно носить в качестве дополнительной защиты.
5. Никогда не набирайте ртом. Используйте груши для пипеток или устройства для пипетирования для аспирации и дозирования жидких культур.
6. Не ешьте и не пейте в лаборатории, а также не храните пищу в местах, где хранятся микроорганизмы. Никогда не ешьте и не пейте в лаборатории во время работы с микроорганизмами. Держите пальцы подальше ото рта и мойте руки до и после лабораторных работ. Прикройте все порезы на руках повязкой. Перчатки можно носить в качестве дополнительной защиты.
7. Обозначьте все четко. Все культуры, химические вещества, дезинфицирующие средства и среды должны быть четко и надежно маркированы своими названиями и датами. Если они опасны, пометьте их надлежащими предупреждениями и информацией об опасности.
8. Автоклав или дезинфекция всех отходов. Все предметы, которые следует выбросить после урока, такие как культуральные пробирки, планшеты для культивирования, тампоны, зубочистки, салфетки, одноразовые иглы для переноса и перчатки, должны быть помещены в мешок для биологических автоклавов и автоклавированы 30-40 минут при 121 ° C 20 фунтов давления. Если автоклав недоступен и вы не работаете с патогенами, материалы можно покрыть 10% -ным раствором отбеливателя и дать им впитаться не менее 1–2 часов.
9. Осторожно устраняйте разливы. Закройте все пролитые или разбитые культуральные пробирки 70% этанолом или 10% раствором отбеливателя; затем накройте бумажными полотенцами. После того, как пролитая жидкость на короткое время постояла с дезинфицирующим средством, тщательно очистите и поместите материалы в мешок для автоклава, предназначенный для биологической опасности, для автоклавирования. Снова промойте участок дезинфицирующим средством. Никогда не поднимайте пальцами осколки стекла и не суйте пальцы в саму культуру; вместо этого используйте щетку и совок. Если вы работаете с патогенами животных или растений, держите это место в чистоте и сообщите об этом своему инструктору.

Общая лабораторная безопасность

Культивирование микроорганизмов — это научно-популярный проект, но вы должны знать, что при работе с микроорганизмами существует множество потенциальных опасностей. Потенциальных угроз безопасности можно избежать с помощью соответствующих мер предосторожности. Как и в случае с другими типами экспериментов, при работе с микробиологическими агентами вам необходимо знать стандартные лабораторные процедуры безопасности, защитную одежду и химическую безопасность.

Безопасность в лаборатории — это ответственность каждого.Перед началом любого эксперимента вы должны понять всю процедуру, которой вы будете следовать. Вам необходимо убедиться, что у вас есть подходящее оборудование и вы знаете, как им пользоваться. Когда вы впервые пробуете незнакомую процедуру, рекомендуется потренироваться хотя бы один «пробный прогон» без ваших решений. Таким образом, вы можете быть уверены, что у вас под рукой есть все необходимые материалы, и что ваш рабочий процесс будет идти гладко. Вы значительно снизите риск аварии, тщательно спланировав ситуацию заранее.

Примечание по очистке и утилизации

Когда вы полностью закончите свой эксперимент, вам нужно будет обеззаразить все используемые вами чашки. Скорее всего, у вас не будет доступа к автоклаву для стерилизации. Еще один способ обеззаразить ваши экспериментальные материалы — использовать дезинфицирующие средства. Лучшее дезинфицирующее средство — бытовой отбеливатель с концентрацией 10%. Вы можете приготовить 10% раствор отбеливателя, смешав одну часть обычного отбеливателя для стирки (например, Clorox®) с 9 частями воды.Другие общие бытовые чистящие реагенты также эффективны при обеззараживании бактерий, и их можно использовать. Обеззараживайте чашки, осторожно открывая и выливая большое количество дезинфицирующего средства (например, 10% отбеливателя) на поверхность агара. Дайте тарелкам пропитаться не менее часа. Стерилизованные обеззараженные чашки затем можно утилизировать вместе с обычным бытовым мусором, но ТОЛЬКО после завершения описанной стерилизации.

Особый случай: проекты с участием неизвестных микроорганизмов

Другая категория проблем — исследования с участием неизвестных микроорганизмов.В проектах научной ярмарки эти исследования обычно включают сбор и культивирование микроорганизмов из окружающей среды (например, с поверхностей дома, кожи, почвы). Эти исследования представляют собой проблему, поскольку идентичность, концентрация и патогенность культивируемых агентов неизвестны. Исследования с неизвестными микроорганизмами можно рассматривать как исследование с низким уровнем риска при следующих условиях:

1. «Организм культивируют в пластиковой чашке Петри (или другом стандартном неразрушаемом контейнере) и запечатывают.Другие приемлемые устройства сдерживания включают Petrifilm ^TM и двойные сверхпрочные (2-слойные) герметичные пакеты.
2. Эксперимент включает только процедуры, при которых чашка Петри остается закрытой на протяжении всего эксперимента (например, подсчет присутствия организмов или колоний).
3. Запечатанная чашка Петри утилизируется в соответствующем порядке под наблюдением уполномоченного руководителя »(Science Service, 2006).

Если культура неизвестного организма открыта для идентификации, субкультивирования или выделения, это должно рассматриваться как исследование с умеренным риском и проводиться в профессиональных исследовательских условиях под наблюдением компетентного ученого, который понимает риски, связанные с работой с вовлеченными микроорганизмами.

Ресурсы по микробиологической безопасности

Как ответственный ученый, вы должны понимать свойства каждого химического вещества, которое вы используете в лаборатории и в своем эксперименте. Мы рекомендуем вам изучить вопросы безопасности ПЕРЕД экспериментом! Вот несколько полезных ресурсов по безопасности:

• Джеймс, Дэниел Э., 2008. Девять безопасных методов для микробиологической лаборатории, Каролина, биологическое снабжение, Берлингтон, Северная Каролина.
• SGM, 2002. Онлайн-микробиология: Безопасность, Общество общей микробиологии (SGM), Великобритания.
• CDC, 2007. Биобезопасность в микробиологических и биомедицинских лабораториях (BMBL), 5-е издание, Центры по контролю и профилактике заболеваний, Управление здравоохранения и безопасности (CDC).

Кредиты

Источник

Научная служба. (2006). Правила ISEF: потенциально опасные биологические агенты . Получено 30 октября 2006 г. из Science Service: http://www.societyforscience.org/Page.aspx?pid=319

• Petrifilm ^TM — зарегистрированная торговая марка 3M Corporation.
• Clorox® — зарегистрированная торговая марка Clorox.

Видео о нашей науке

Как сделать щетину

Двухступенчатая ракета-носитель Введение

Сделайте лимонный вулкан — забавный научный эксперимент

Центр исследования воды — УФ-дезинфекция

Ультрафиолетовые (УФ) лучи являются частью солнечного света.УФ-спектр выше по частоте, чем видимый свет, и ниже по частоте по сравнению с рентгеновскими лучами. Это также означает, что УФ-спектр имеет большую длину волны, чем рентгеновские лучи, и меньшую длину волны, чем видимый свет, а порядок энергии, от низкого к высокому, — это видимый свет, УФ, чем рентгеновские лучи. Известно, что как метод очистки воды УФ-излучение является эффективным дезинфицирующим средством из-за его сильной бактерицидной (инактивирующей) способности. УФ дезинфицирует воду, содержащую бактерии и вирусы, и может быть эффективным против простейших, таких как цисты лямблии лямблии или ооцисты Cryptosporidium.УФ уже много лет коммерчески используется в фармацевтической, косметической промышленности, производстве напитков и электронике, особенно в Европе. В США он использовался для дезинфекции и обработки питьевой воды в начале 1900-х годов, но от него отказались из-за высоких эксплуатационных расходов, ненадежного оборудования и растущей популярности дезинфекции путем хлорирования.

Из-за проблем безопасности, связанных с использованием хлорирования и усовершенствованием УФ-технологий, УФ-излучение стало все более широко применяться как в городских, так и в бытовых системах очистки питьевой воды.В Соединенных Штатах имеется несколько крупных установок для обработки воды ультрафиолетовым излучением, хотя в Европе их более 2000. Существует два класса систем дезинфекции, сертифицированных и классифицированных NSF в соответствии со стандартом 55 — устройства класса A и класса B.

Класс A — Эти системы обработки воды ультрафиолетом должны иметь рейтинг «интенсивности и насыщенности» не менее 40 000 мксек / см2 и иметь конструкцию, которая позволит им дезинфицировать и / или удалять микроорганизмы из загрязненной воды.Зараженные загрязнители должны включать бактерии и вирусы
«Системы точек входа и использования класса A, на которые распространяется настоящий стандарт, предназначены для инактивации и / или удаления микроорганизмов, включая бактерии, вирусы, ооцисты Cryptosporidium и цисты лямблий, из загрязненной воды. не предназначены для очистки воды, имеющей очевидное загрязнение или преднамеренного источника, такого как неочищенные сточные воды, а также не предназначены для преобразования сточных вод в питьевую воду.Системы предназначены для установки на визуально чистой воде ». -9 метра).Эти лампы содержат элементарную ртуть и инертный газ, такой как аргон, в трубке, пропускающей УФ-излучение, обычно кварцевой. Традиционно большинство ртутных дуговых УФ-ламп были так называемого типа «низкого давления», поскольку они работают при относительно низком парциальном давлении ртути, низком общем давлении паров (около 2 мбар), низкой внешней температуре (50–100 ° C) и низкой температуре. мощность. Эти лампы излучают почти монохроматическое УФ-излучение с длиной волны 254 нм, что находится в оптимальном диапазоне для поглощения УФ-энергии нуклеиновыми кислотами (около 240–280 нм).

В последние годы стали коммерчески доступными УФ-лампы среднего давления, которые работают при гораздо более высоких давлениях, температурах и уровнях мощности и излучают широкий спектр более высокой УФ-энергии в диапазоне от 200 до 320 нм. Однако для УФ-дезинфекции питьевой воды в доме на бытовом уровне лампы и системы низкого давления вполне подходят и даже предпочтительнее ламп и систем среднего давления. Это связано с тем, что они работают при более низкой мощности, более низкой температуре и более низкой стоимости, при этом они очень эффективны при дезинфекции воды, более чем достаточно для повседневного использования в домашних условиях.Важным требованием для УФ-дезинфекции с помощью ламповых систем является доступный и надежный источник электроэнергии. Хотя требования к мощности систем дезинфекции ртутными УФ-лампами низкого давления невысоки, они необходимы для работы ламп для дезинфекции воды. Поскольку на большинство микроорганизмов воздействует излучение около 260 нм, УФ-излучение находится в соответствующем диапазоне для бактерицидной активности. Существуют УФ-лампы, которые производят излучение в диапазоне 185 нм, которые эффективны для микроорганизмов, а также снижают общее содержание органического углерода (TOC) в воде.Для типичной УФ-системы примерно 95 процентов излучения проходит через рукав из кварцевого стекла в неочищенную воду. Вода стекает по лампе тонкой пленкой. Стеклянная гильза предназначена для поддержания идеальной температуры лампы, составляющей примерно 104 ° F.

УФ-излучение (как это работает)
УФ-излучение влияет на микроорганизмы, изменяя ДНК в клетках и препятствуя размножению. УФ-обработка не удаляет организмы из воды, а просто инактивирует их.2 дозы УФ 254 нм

При использовании отдельно УФ-излучение не улучшает вкус, запах или прозрачность воды. УФ-свет — очень эффективное дезинфицирующее средство, хотя дезинфекция может происходить только внутри устройства. В воде нет остаточной дезинфекции, чтобы инактивировать бактерии, которые могут выжить или могут быть занесены после того, как вода пройдет мимо источника света. Процент уничтоженных микроорганизмов зависит от интенсивности УФ-излучения, времени контакта, качества сырой воды и надлежащего ухода за оборудованием.Если материал накапливается на стеклянной гильзе или количество частиц велико, интенсивность света и эффективность обработки снижаются. При достаточно высоких дозах все водные кишечные патогены инактивируются УФ-излучением. Общий порядок микробной устойчивости (от наименьшего к наибольшему) и соответствующие дозы УФ-излучения для обширной (> 99,9%) инактивации следующие: вегетативные бактерии и простейшие паразиты Cryptosporidium parvum и Giardia lamblia при низких дозах (1-10 мДж / см2) и кишечные вирусы и споры бактерий в высоких дозах (30–150 мДж / см2).Большинство систем УФ-дезинфекции с ртутными лампами низкого давления могут легко достичь доз УФ-излучения 50–150 мДж / см2 в высококачественной воде и, следовательно, эффективно дезинфицировать практически все патогенные микроорганизмы, передающиеся через воду. Однако растворенные органические вещества, такие как природные органические вещества, некоторые неорганические растворенные вещества, такие как железо, сульфиты и нитриты, и взвешенные вещества (твердые частицы или мутность) будут поглощать УФ-излучение или защищать микробы от УФ-излучения, что приводит к более низким доставляемым УФ-дозам и снижение микробной дезинфекции.Еще одна проблема, связанная с дезинфекцией микробов более низкими дозами УФ-излучения, — это способность бактерий и других клеточных микробов восстанавливать вызванные УФ-излучением повреждения и восстанавливать инфекционность, явление, известное как реактивация.

УФ инактивирует микробы, прежде всего, путем химического изменения нуклеиновых кислот. Однако химические повреждения, вызванные ультрафиолетом, могут быть восстановлены с помощью клеточных ферментативных механизмов, некоторые из которых не зависят от света (восстановление темноты), а другие требуют видимого света (фоторемонт или фотореактивация).2 УФ 254 нм

Имя	Дозировка 100% летальная (Второй)	Имя	Дозировка 100% летальная (Второй)
Бактерии
Бациллы дизентерии	0,15	Микрококк Candidus	0,4 ​​¨C 1,53
Лептоспира СПП	0.2	Salmonella Paratyphi	0,41
Legionella Pneumophila	0,2	Mycobacterium Tuberculosis	0,41
Corynebacterium Diphtheriae	0,25	Streptococcus Haemolyticus	0,45
Shigella Dysenteriae	0,28	Salmonella Enteritidis	0.51
Bacillus Anthracis	0,3	Salmonella Typhimurium	0,53
Clostridium Tetani	0,33	Холерный вибрион	0,64
Escherichia coli	0,36	Clostridium Tetani	0,8
Pseudomonas Aeruginosa	0.37	Staphylococcus Albus	1,23
Вирус
Вирус Коксаки A9	0,08	Эховирус 1	0,73
Аденовирус 3	0,1	Вирус гепатита B	0,73
Бактеиофаг	0,2	Эховирус 11	0.75
Грипп	0,23	Полиовирус 1	0,8
Ротавирус SA 11	0,52	Табачная мозаика	16
Споры плесени
Mucor Mucedo	0,23 ¨C 4,67	Penicillium Roqueforti	0,87 — 2,93
Oospara Lactis	0.33	Penicillium Chrysogenum	2,0 ​​¨C 3,33
Aspergillus Amstelodami	0,73 ¨C 8,80	Aspergillus Niger	6,67
Penicillium Digitatum	0,87	Навозные грибы	8
Водоросли
Хлорелла обыкновенная	0.93	Простейшие	4 — 6,70
Зеленые водоросли	1,22	Парамеций	7,3
Яйца нематод	3,4	Сине-зеленые водоросли	10 ¨C 40

Дозы инактивации лямблий и криптоспоридий
Доза УФ-излучения — это произведение интенсивности УФ-излучения и времени воздействия в секундах (IT), выраженное в единицах измерения; мВт / см2 или мДж / см2.IT аналогичен химической дозе или CT (концентрация x время). Микробы проявляют различную чувствительность к УФ-излучению, как показывают данные УФ-излучения. Cryptosporidium и Giardia более чувствительны к УФ-излучению, чем бактерии, а вирусы более устойчивы, чем бактерии. Аналогичные результаты были получены при использовании УФ-облучения низкого и среднего давления, а также импульсного УФ-излучения. Ищите системы УФ-дезинфекции класса А. Доза УФ, необходимая для 4log инактивации выбранных патогенов, передающихся через воду.

Таблица 2.
УФ-доза 4 log инактивации

Возбудитель	Доза УФ-излучения мДж · см / 2 4log инактивация
Ооцисты Cryptosporidium parvum	<10
Цисты лямблий лямблий	<10
Холерный вибрион	2.9
Salmonella typhi	8,2
Shigella sonnei	8,2
Вирус гепатита А	30
Полиовирус типа 1	30
Ротавирус SA11	36

Источник: http://www.trojanuvmax.com

Предварительная обработка УФ-облучением
Перед прохождением воды через установку необходимо провести фильтрацию осадка или фильтрацию активированным углем.Твердые частицы, цвет и мутность влияют на передачу света микроорганизмам и должны быть удалены для успешной дезинфекции.

Таблица 3. Рекомендуемое максимальное загрязнение
уровни воды, поступающей в устройство для УФ-обработки.

Мутность	5 FTU или 5 NTU
Взвешенные частицы (Рекомендуется предварительная фильтрация от 5 до 10 микрон)	<10 мг / л
Цвет	Нет
Утюг	<0.3 мг / л
Марганец	<0,05 мг / л
pH	6,5-9,5

УФ часто является последним устройством в технологической цепочке (серии очистных устройств) после обратного осмоса, умягчения воды или фильтрации. УФ-блок следует размещать как можно ближе к месту использования, поскольку любая часть водопроводной системы может быть заражена бактериями.Перед первым использованием УФ-системы рекомендуется продезинфицировать всю водопроводную систему хлором.

Типы устройств для УФ-дезинфекции Финальный барьер

Типичное устройство для УФ-обработки состоит из цилиндрической камеры, в которой расположена УФ-лампа, расположенная вдоль ее центральной оси. Гильза из кварцевого стекла закрывает колбу; поток воды идет параллельно лампочке, для которой требуется электроэнергия. Устройство управления потоком предотвращает слишком быстрое прохождение воды мимо баллона, обеспечивая соответствующее время контакта излучения с текущей водой.Сообщалось, что турбулентный (взволнованный) поток воды обеспечивает более полное облучение организма УФ-излучением.

Корпус УФ-системы должен быть из нержавеющей стали для защиты любых электронных компонентов от коррозии. Чтобы гарантировать отсутствие загрязнений, все сварные швы в системе должны быть оплавлены плазмой и продуваны газообразным аргоном. Основные различия в установках УФ-обработки заключаются в производительности и дополнительных функциях. Некоторые из них оснащены детекторами УФ-излучения, которые предупреждают пользователя о необходимости очистки устройства или о выходе из строя источника света.Эта особенность чрезвычайно важна для обеспечения безопасного водоснабжения. Детектор, который издает звук или перекрывает поток воды, предпочтительнее сигнальной лампы, особенно если система может быть расположена там, где сигнальная лампа не будет сразу замечена.

Обслуживание УФ-системы

Поскольку УФ-излучение должно достигать бактерий, чтобы их инактивировать, корпус источника света должен содержаться в чистоте. Имеются коммерческие продукты для промывки устройства с целью удаления пленки с источника света.Ночная очистка с помощью 0,15-процентного раствора гидросульфита натрия или лимонной кислоты эффективно удаляет такие пленки. Некоторые устройства имеют дворники для облегчения процесса очистки.

УФ-системы предназначены для непрерывной работы и должны отключаться только в том случае, если обработка не требуется в течение нескольких дней. Прежде чем снова использовать систему после выключения, необходимо несколько минут для прогрева лампы. Кроме того, после периода простоя необходимо тщательно промыть водопроводную систему дома.Каждый раз, когда система обслуживается, вся водопроводная система должна быть продезинфицирована химическим веществом, например хлором, прежде чем использовать УФ-систему для дезинфекции.

УФ-лампы постепенно теряют эффективность по мере использования, лампу следует регулярно чистить и заменять не реже одного раза в год. Нередко новая лампа теряет 20 процентов своей яркости в течение первых 100 часов работы, хотя этот уровень сохраняется в течение следующих нескольких тысяч часов. Как указывалось ранее, устройства, оборудованные правильно откалиброванными детекторами УФ-излучения, предупреждают владельца, когда интенсивность света падает ниже определенного уровня.

Очищенную воду следует проверять на наличие колиформных и гетеротрофных бактерий ежемесячно, по крайней мере, в течение первых 6 месяцев использования устройства. Если эти организмы присутствуют в очищенной воде, следует проверить яркость лампы и продезинфицировать всю водопроводную систему химическим веществом, например хлором.

Краткая информация об УФ-обработке воды

1. УФ-дезинфекция не добавляет химикатов в воду.2.
5. УФ-излучение часто является последним устройством в технологической цепочке водоочистных устройств.
6. УФ-устройство должно иметь звуковой детектор УФ-излучения, чтобы уведомлять пользователя о недостаточной интенсивности лампы.
7. Регулярное обслуживание и замена лампы имеют важное значение.

Емкость систем УФ-дезинфекции

УФ — это поточная система на входе, которая обрабатывает всю воду, используемую в доме. Производительность варьируется от 0,5 галлона в минуту (галлонов в минуту) до нескольких сотен галлонов в минуту.Поскольку бактерии могут быть защищены частицами в воде, может потребоваться предварительная обработка для удаления мутности. Также существует ограничение на количество бактерий, которые можно лечить. Верхний предел для УФ-дезинфекции составляет 1000 общих колиформ на 100 мл воды или 100 фекальных колиформ на 100 мл.

Особые соображения

Предварительная фильтрация необходима для удаления цвета, мутности и частиц, которые защищают микроорганизмы от источника УФ-излучения. Вода с высоким содержанием минералов может покрыть гильзу лампы и снизить эффективность обработки.Поэтому может потребоваться предварительная обработка водоумягчителем или системой впрыска фосфата, чтобы предотвратить накопление минералов на лампе. В таблице 3 перечислены максимальные уровни определенных загрязняющих веществ, которые допустимы для эффективной УФ-обработки.

Общие рекомендации

Установка системы УФ-обработки или любой другой системы обеззараживания воды не заменяет надлежащего проектирования и строительства колодца. Если у вас есть вырытый колодец в качестве источника снабжения, замена колодца, вероятно, будет более удовлетворительным долгосрочным вариантом.Если вырытый колодец или родник — ваш единственный вариант снабжения, изучите все варианты лечения, прежде чем решать, что делать. Обязательно посоветуйтесь с экспертом! Рекомендуемый выбор процесса обработки:
1. Получите информацию об источнике воды.
2. Проверяйте воду — не реже одного раза в год
3. Определите, какие проблемы связаны с недостатками инфраструктуры, например, треснувший корпус, отсутствие крышки, неправильное уплотнение, плохой дренаж с поверхности и т. Д. Выполните необходимый ремонт и улучшения системы.
4. Установить необходимые системы очистки питьевой воды. Я предоставил несколько онлайн-ссылок для систем очистки воды, но я всегда рекомендую предварительный тест воды.

5 экспериментов по выращиванию и тестированию бактерий

Если вас интересует обучение выращиванию бактерий, читайте дальше.

Как нам могут помочь бактерии?
Как бактерии могут нам навредить?
Что такое антибактериальные агенты?
Эксперимент №1: мазок из клеток щеки
Эксперимент №2: Тестирование антибактериальных агентов
Эксперимент №3: Исследование мыла
Эксперимент №4: Бактерии в воздухе
Эксперимент №5: Домашний йогурт
Другие идеи для экспериментов

---

Обзор бактерий

Бактерии — это одноклеточные или одноклеточные микроорганизмы.Они отличаются от клеток растений и животных, потому что у них нет отдельного, заключенного в мембрану ядра, содержащего генетический материал. Вместо этого их ДНК запутывается внутри клетки. Протисты вирусов?

Отдельные бактерии можно увидеть только в микроскоп, но они размножаются так быстро, что часто образуют колонии, которые мы видим. Бактерии размножаются, когда одна клетка разделяется на две в результате процесса, называемого бинарным делением. Деление происходит быстро, всего за 20 минут.В идеальных условиях из одной бактерии может вырасти более миллиарда бактерий всего за 10 часов! (Хорошо, что природные условия редко бывают идеальными, иначе земля будет погребена бактериями!)

Выращивание и тестирование бактерий — это увлекательный проект в любое время или отличный проект для научной выставки. Бактерии повсюду, и, поскольку они быстро размножаются, их легко изучать, используя всего несколько простых материалов. Все, что вам нужно, — это чашки Петри, агар, стерильные тампоны или посевная игла.Агар представляет собой гелеобразную среду, которая обеспечивает питательные вещества и стабильную контролируемую среду для роста бактерий (раствор агара). Большинство бактерий будут хорошо расти при использовании питательного агара, но некоторые более требовательные бактерии (те, у которых более сложные потребности в питательных веществах, такие как Bacillus stearothermophilus , Branhamella catarrhalis и Bacillus coagulans ) предпочитают триптический соевый агар.

Вам также нужен источник бактерий, и его нетрудно найти! Вы можете протереть рот или кожу, домашних животных, землю или бытовые поверхности, такие как кухонная раковина или унитаз.Если вы хотите изучить определенный тип бактерий, вы также можете приобрести живые культуры в нашем разделе «Микробиология для детей». Продолжайте читать, чтобы увидеть четыре эксперимента с использованием бактерий и другие идеи для научных проектов (также обратите внимание на этот практический набор для выращивания бактерий)! При работе с бактериями рекомендуется наблюдение взрослых .

Как нам могут помочь бактерии?

Где бы мы были без бактерий? Что ж, возможно, у нас нет бактериальных заболеваний, но нам все равно будет намного хуже! Бактерии выполняют множество очень важных функций как в нашем организме, так и в окружающем нас мире.Здесь только несколько.

Пищеварение. Наш толстый кишечник полон полезных бактерий, которые расщепляют пищу, которую наш организм не может переварить самостоятельно. Как только бактерии расщепляют его, наш кишечник может поглощать его, давая нам больше питательных веществ из пищи.

Витамины. Бактерии в нашем кишечнике действительно производят и выделяют витамины, важные для нашего здоровья! Например, бактерий E. coli и бактерий в нашем кишечнике являются основным источником витамина К.(Большинство E. coli полезны для нас, но есть вредный тип, вызывающий пищевое отравление.)

Продукты питания. Бактерии используются для превращения молока в йогурт, сыр и другие молочные продукты.

Кислород. Цианобактерии (которые раньше называли сине-зелеными водорослями) живут в воде и осуществляют фотосинтез, в результате чего образуется большая часть кислорода, необходимого для дыхания.

Очистка. Разливы нефти, сточные воды, промышленные отходы — бактерии могут помочь нам все это очистить! Они «поедают» масло или токсины и превращают их в менее вредные вещества.

Бактерии — удивительные существа, не так ли? Они могут быть такими опасными и в то же время такими важными. Продолжайте читать, чтобы увидеть эксперимент, в котором используются полезные бактерии!

Как бактерии могут нам навредить?

Некоторые виды бактерий вызывают болезни. Эти виды бактерий называются патогенами. Они очень быстро размножаются, как и все бактерии. Они бывают разных форм и могут вызывать заболевания от ушной инфекции до ангины или холеры. Они могут попасть в наш организм через рот и нос, а также через порезы и царапины.Некоторые из них переносятся воздухом, другие обнаруживаются в продуктах питания, что приводит к пищевым отравлениям. Бактерии также являются причиной накопления зубного налета на наших зубах, что может привести к кариесу и заболеваниям десен.

До открытия антибиотиков многие тяжелые бактериальные болезни неизлечимы и обычно заканчиваются смертью. Антибиотики действуют, уничтожая бактерии или подавляя их размножение, оставляя при этом собственные клетки организма невредимыми. Через некоторое время у некоторых бактерий развивается устойчивость к антибиотикам, и они перестают действовать против них.Из-за этого ученые постоянно исследуют новые антибиотики. (Многие заболевания, такие как ветряная оспа, гепатит или полиомиелит, вызываются вирусами, а не бактериями. Антибиотики не действуют против этих заболеваний.)

Бактериальные инфекции являются обычным явлением, но многих из них можно избежать с помощью правильного приготовления пищи, очистки и мытья рук.

Что такое антибактериальные агенты?

Как люди останавливают рост и распространение бактерий? Они контролируют это двумя способами: убивая клетки бактерий и останавливая размножение бактерий.Агент — это раствор или метод, который либо убивает, либо останавливает размножение. Бактерициды — это агенты, убивающие клетки бактерий. Статические агенты подавляют рост и размножение клеток.

Существует множество способов убить бактерии или предотвратить их размножение.

Физические методы:

• Стерилизация. Применение тепла для уничтожения бактерий. Включает сжигание (сжигание), кипячение и приготовление пищи.
• Пастеризация. Использование мягкого тепла для уменьшения количества бактерий в пище.
• Холодные температуры. Холод и замораживание — два из наиболее распространенных методов, используемых в домашних условиях для сохранения продолжительности жизни продуктов.

Химические методы:

• Антисептик. Эти агенты можно наносить непосредственно на живые ткани, включая кожу человека.
• Дезинфицирующие средства. Эти агенты небезопасны для живых тканей. Дезинфицирующие средства используются для мытья туалетов, раковин, полов и т. Д.
• Консерванты. Они используются почти во всех обработанных пищевых продуктах, которые доступны сегодня.Они подавляют рост бактерий в пище.
  • Некоторыми пищевыми консервантами являются бензоат натрия, глутамат натрия (MSG), диоксид серы, соли, сахар и древесный дым.
• Антибиотики. Они убивают клетки бактерий, которые находятся внутри тела, не повреждая нормальные клетки. Антибиотики часто способны вылечить смертельные заболевания, например скарлатину. Однако они могут убивать и хорошие бактерии, и вредные.
  • Амоксициллин и ампициллин — ингибируют этапы синтеза клеточной стенки (строительство)
  • Пенициллин — подавляет стадии синтеза клеточной стенки.
  • Эритромицин — ингибирует трансляцию РНК для синтеза белка

---

ПРИМЕЧАНИЕ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Хотя большинство экологических бактерий не вредны для здоровых людей, когда они сконцентрированы в колониях, они могут быть опасными.

Чтобы свести к минимуму риск, при работе с бактериями надевайте одноразовые перчатки и тщательно мойте руки до и после. Никогда не ешьте и не пейте во время исследования бактерий, а также не вдыхайте и не проглатывайте растущие культуры. Работайте в помещении без сквозняков и максимально уменьшите поток воздуха. Держите чашки Петри с культуральной средой закрытыми — желательно заклеенными лентой — за исключением случаев отбора проб или дезинфекции. Даже в этом случае извлеките чашку Петри ровно настолько, чтобы вставить инструмент или покрыть среду отбеливателем или 70-процентным изопропиловым спиртом.

По окончании эксперимента запечатайте посуду в полиэтиленовом пакете и утилизируйте. Прикрывайте случайные повреждения или пролитие отбеливателем или спиртом в течение 10 минут, затем аккуратно подместите, запечатайте в полиэтиленовом пакете и выбросьте.

---

Приготовление блюд с культурой

Прежде чем вы сможете выращивать бактерии, вам нужно приготовить стерильные чашки для культивирования. Бутылка питательного агара объемом 125 мл содержит примерно 10 чашек Петри.

Метод водяной бани — Ослабьте крышку бутылки с агаром, но не снимайте ее полностью.Поместите бутылку в горячую воду при температуре 170-190 ° F, пока весь агар не станет жидким. Чтобы бутылка не опрокинулась, поддерживайте уровень воды на уровне агара.

• Дайте агару остыть до 110–120 ° F (когда бутылка все еще теплая, но не слишком горячая), прежде чем разливать ее в чашки Петри.
• Сдвиньте крышку чашки Петри ровно настолько, чтобы влить в нее агар. Налейте достаточно агара, чтобы покрыть от 1/2 до 2/3 дна чашки (около 10-13 мл).Не позволяйте горлышку бутылки касаться блюда. Немедленно накройте чашку, чтобы предотвратить загрязнение, и осторожно наклоняйте ее вперед и назад, пока агар не покроет все дно чашки. (Наполните столько чашек, сколько у вас есть агара: вы можете хранить добавки вверх дном, пока не будете готовы их использовать.)
• Дайте чашкам Петри постоять один час, чтобы агар затвердел, прежде чем использовать их.

Эксперимент № 1: мазок из щеки

Приготовьте культуральную посуду, следуя приведенным выше инструкциям. После того, как посуда будет приготовлена, используйте стерильный ватный тампон или иглу для посева и протрите внутреннюю поверхность щеки.Очень осторожно протрите тампон несколькими зигзагообразными движениями и закройте чашку крышкой. Вам нужно оставить блюдо в теплом месте на 3-7 дней, прежде чем появятся бактерии. Ежедневно фиксируйте рост с помощью рисунка и письменного описания. Отдельные бактерии слишком малы, чтобы их можно было увидеть без мощного микроскопа, но вы можете увидеть колонии бактерий. Различают разные типы бактерий по цвету и форме колоний.

Эксперимент № 2: Тестирование антибактериальных агентов

Подготовка квадратов чувствительности

Одним из методов проверки антибактериальной эффективности вещества является использование «квадратов чувствительности».«Вырежьте небольшие квадраты из промокательной бумаги (или другой впитывающей бумаги), а затем смочите их любым веществом, которое вы хотите проверить: йодом, этиловым спиртом, антибактериальным мылом, антисептиками, чесноком и т.д. t заразить их. Промаркируйте их стойкими чернилами, смочите выбранным веществом и промокните излишки жидкости бумажным полотенцем.

Сбор бактерий

Определитесь с источником сбора бактерий. Для использования квадратов чувствительности убедитесь, что есть только один источник, и старайтесь, чтобы каждое блюдо было как можно более единообразным.Источники могут включать кухонную раковину, стойку в ванной, сотовый телефон или другую поверхность, которую вы хотите проверить. Протрите стерильным тампоном выбранную поверхность, а затем слегка протрите им приготовленную чашку с агаром в виде зигзага. Переверните блюдо и повторите.

Настройка эксперимента

В каждом эксперименте должна быть контрольная чашка, показывающая рост бактерий в нормальных условиях, и одна или несколько тестовых чашек, в которых вы изменяете определенные переменные и исследуете результаты.Примерами переменных для тестирования являются температура или наличие антисептиков. Как они влияют на рост бактерий?

• Пометьте одну чашку «Контрольная». Затем в тестовой чашке с помощью пинцета добавьте квадраты чувствительности, пропитанные веществом, антибактериальные свойства которого вы хотите проверить. Хорошей идеей будет добавить простой квадрат промокательной бумаги, чтобы посмотреть, влияет ли она сама по себе на рост бактерий. Для достижения наилучших результатов используйте несколько тестовых чашек и контролируйте переменные, чтобы условия были идентичными для каждой чашки: бактерии, собранные из одного и того же места, подвергшиеся воздействию одинакового количества антибактериального вещества, хранящиеся при той же температуре и т. Д.Чем больше тестов вы проведете, тем больше данных вы соберете и тем более уверены в своих выводах.
• Поместите всю посуду в темное место с комнатной температурой, например в стенной шкаф.

Подождите 3-7 дней и исследуйте рост бактерий в посуде, не снимая крышек. Вы увидите несколько круглых точек роста; это колонии бактерий. В зависимости от того, где вы собирали образцы бактерий, в вашей посуде может расти несколько типов бактерий (и даже плесень!).Разные типы колоний будут иметь разные цвета и текстуры. Если у вас есть составной или стереомикроскоп, попробуйте рассмотреть колонии поближе, чтобы увидеть больше различий.

Сравните количество бактерий в контрольной чашке с количеством в тестовых чашках. Затем сравните количество бактерий, размножающихся вокруг каждого квадрата бумаги. У какого из них бактерии растут ближе всего? Рядом с каким из них растет наименьшее количество бактерий? Если вы сделали более одного тестового блюда, будут ли результаты одинаковы во всех тестовых блюдах? Если нет, то какие переменные, по вашему мнению, могли повлиять на результаты? Как это влияет на ваши выводы?

В качестве вариации этого эксперимента проверьте влияние температуры на рост бактерий вместо использования квадратов чувствительности.Поставьте контрольную чашку при комнатной температуре, а другую посуду поместите в темное место с другой температурой.

Эксперимент № 3: Исследование мыла

Каждый раз, когда вы касаетесь чего-либо, вы, вероятно, приобретаете новые бактерии и оставляете некоторые позади. Вот сколько инфекционных заболеваний распространяется — мы делимся своими бактериями со всеми вокруг! Даже бактерии, которые безопасно обитают на нашей коже, могут вызвать у нас заболевание, если они попадут внутрь нашего тела через рот, порезы и царапины. Это одна из причин, почему так важно часто и хорошо мыть руки.

Какое мыло лучше всего сокращает количество бактерий на наших руках? Вы можете проверить это, выращивая культуры некоторых бактерий с использованием агара и чашек Петри.

Материалы

Что делать

1. Подготовьте агар в соответствии с инструкциями на этикетке, затем налейте столько, чтобы покрыть дно каждой чашки Петри. Накройте посуду крышкой и дайте ей постоять около часа, пока агар снова не затвердеет. (Если вы не собираетесь использовать их сразу после охлаждения, храните их в холодильнике в перевернутом виде.)
2. Когда чашки Петри будут готовы, соберите несколько бактерий с руки или руки добровольца. (Убедитесь, что человек не мыл руки слишком недавно!) Сделайте это, зигзагообразно протирая ладонь стерильным тампоном.
3. Снимите крышку с чашки Петри и слегка потрите тампон взад и вперед зигзагообразно по агару. Переверните блюдо на четверть оборота и снова сделайте зигзаг. Накройте чашу и повторите шаги два и три для другой чашки, используя новый стерильный тампон.Промаркируйте посуду «Тест» и «Контроль». (Вы можете сделать несколько блюд, чтобы сравнить результаты.)
4. Разрежьте промокательную бумагу на маленькие «квадраты чувствительности». Используйте стойкие чернила, чтобы пометить квадраты для различных типов чистящих средств для рук, которые вы собираетесь протестировать, например, «R» для обычного мыла, «A» для антибактериального мыла и «S» для дезинфицирующего средства для рук. Используя пинцет, окуните каждый квадрат в соответствующий очиститель. Промокните излишки чистящего средства бумажным полотенцем, а затем поместите квадраты на агар в чашку «Test».(Разложите квадраты так, чтобы между ними оставалось расстояние.) Добавьте один квадрат простой промокательной бумаги, чтобы проверить, оказывает ли сама промокательная бумага какой-либо эффект. Не кладите квадраты в «контрольную» посуду — она ​​покажет вам, как будет выглядеть рост бактерий без мыла.
5. Поместите посуду в темное место с комнатной температурой, например в стенной шкаф, и оставьте ее в покое на несколько дней.

Что случилось

Скорость роста бактерий в ваших блюдах будет зависеть от температуры и других факторов.Проверьте свои культуры через пару дней, но вы, вероятно, захотите подождать 5-7 дней, прежде чем записывать данные. Вы увидите несколько круглых точек роста; это колонии бактерий. В посуде могут расти несколько видов бактерий. Разные типы колоний будут иметь разные цвета и текстуры.

Для каждого теста на мыло подсчитайте и запишите количество колоний бактерий в каждой чашке. Чтобы узнать, насколько эффективным было каждое мыло, разделите количество колоний в тестовой чашке на количество колоний в контрольной чашке, затем вычтите результат из 1 и запишите ответ в процентах.Например, если в вашей контрольной чашке было 100 колоний, а в тестовой чашке для мыла — 30, мыло уничтожило 70% бактерий: 1 — (30 ÷ 100) = 0,7 = 70%

Согласно вашим результатам, какой тип мыла был наиболее эффективным в уничтожении бактерий? Действительно ли «антибактериальное» мыло работает лучше обычного? Насколько хорошо мыть руки водой без мыла? Какие дополнительные тесты вы можете провести, чтобы определить, какое мыло и методы мытья рук наиболее эффективны при уничтожении бактерий?

Эксперимент № 4: Бактерии в воздухе

Для этого эксперимента вам понадобятся две чашки для культивирования, в которых вы продемонстрируете, как антибактериальные агенты (например, антибиотики и бытовые чистящие средства) влияют на рост бактерий.

Храните посуду с закрытыми крышками в помещении с комнатной температурой. Оставьте чашки с культурой выставленными примерно на час.

Пока вы ждете, вырежьте небольшие квадраты из бумаги (хорошо подойдет промокательная бумага), пометьте их названиями антибактериальных средств, которые вы собираетесь тестировать (например, «L» для лизола, «A» для спирта и т. замочите каждый в отдельном бытовом химикате, который вы хотите проверить на антибактериальные свойства. Если у вас есть время, вы можете также поэкспериментировать с натуральными антибактериальными средствами, такими как масло чайного дерева или красный перец.Сотрите излишки жидкости и с помощью пинцета установите каждый квадратик в отдельном месте одной из чашек для культивирования. Вторая посуда для культивирования — это ваш «контроль». Она покажет вам, как выглядит культура воздушных бактерий без каких-либо химических агентов.

Храните посуду (с закрытыми крышками) в темном месте, например в чулане, где ее не будут трогать в течение нескольких дней. Через 3-7 дней возьмите обе чашки с культурой и внимательно наблюдайте за ростом бактерий в каждой чашке, не снимая крышки. Бактерии будут видны небольшими цветными скоплениями.Записывайте свои наблюдения и делайте рисунки. Вы также можете ответить на следующие вопросы. В контрольной культуре, какая часть чашки покрыта бактериями? В тестовой культуре с квадратной чувствительностью бактерии покрыли эту чашку в той же степени, что и контрольная культура? Какое влияние оказывает каждое из химических веществ на рост бактерий? Убило ли конкретное химическое вещество бактерии или просто замедлило их рост?

• Для дальнейшего изучения вы можете использовать набор дисков с антибиотиками, чтобы увидеть, что различные антибиотики могут сделать против бактерий.
• Для более сложного проекта узнайте, как окрашивание по Граму связано с использованием антибиотиков.

Эксперимент 5: домашний йогурт

Обычно, когда люди думают о «бактериях», они думают о вредных микробах. Однако не все формы бактерий вредны!
Вы можете насладиться вкусным продуктом из полезных бактерий, приготовив дома йогурт.

Вам понадобится закваска (продается в продуктовых магазинах или магазинах здорового питания) или еще одна чашка простого, неароматизированного йогурта с живыми культурами.(Если он содержит живые культуры, это будет указано на упаковке.)

Медленно нагрейте четыре чашки молока, пока оно не станет горячим, но не до кипения или ожогов. Температура должна быть около 95-120 градусов, чтобы убить некоторые вредные бактерии. Слегка охладите, пока молоко не станет теплым, а затем добавьте одну чашку активного йогурта или закваску.

Перелейте смесь в большую миску (или стеклянные банки) и накройте. Перед использованием убедитесь, что миска или банки стерилизованы, пропустив их в посудомоечной машине или вымыв очень горячей водой.

Существует два различных метода культивирования йогуртовой смеси: вы можете поместить закрытую миску или банки в чистый пластиковый охладитель и наполнить охладитель горячей водой до уровня чуть ниже верха емкостей для культивирования. При использовании этого метода вам нужно будет время от времени наполнять холодильник горячей водой, чтобы температура йогурта оставалась постоянной. Другой метод — обернуть контейнеры грелкой и полотенцами, установив грелку на слабый или средний огонь.

Проверьте смесь после нагревания в течение 3 1/2 — 4 часов.Он должен иметь гладкую кремообразную консистенцию, похожую на покупной йогурт. Если смесь еще не застыла, прогрейте ее еще 1-2 часа. Когда он достигнет нужной консистенции, добавьте ароматизатор, например экстракт ванили, шоколадный сироп или ягоды, и храните йогурт в холодильнике. Держится пару недель. В целях безопасности мы рекомендуем не есть йогурт, который расслоился или имеет нетипичную консистенцию.

Другие идеи экспериментов с бактериями

Вот еще несколько идей проектов, которые вы можете попробовать самостоятельно или использовать в качестве основы для проекта научной выставки бактерий:

• Средство для полоскания рта .Промойте зубы и десны и посмотрите, насколько хорошо зубная паста или жидкость для полоскания рта действуют против бактерий, вызывающих зубной налет на ваших зубах.
• Собачья пасть : Слышали ли вы, что люди говорят, что собачья пасть чище человека? Проведите эксперимент, чтобы проверить, так ли это на самом деле!
• Пластырь . Некоторые пластыри рекламируются как антибактериальные. Проверьте, действительно ли они эффективнее обычных пластырей в подавлении бактерий.
• Бутылка для воды .Безопасно ли наполнять бутылку с водой, не вымывая ее? Проверьте образец воды со дна бутылки с водой, который использовался в течение нескольких дней, и сравните его с образцом из только что открытой бутылки с чистой водой.

  No related posts.