Лабораторная работа №1 по дисциплине "Микробиология, физиология и санитария в пищевом производстве"

Лабораторная работа № 1

Тема: «Оснащение микробиологической лаборатории и использование ее оборудования. Устройство микроскопа и правила работы с ним».

Цель: ознакомиться с техникой безопасности и правилами работы в микробиологической лаборатории, ее оборудованием. Ознакомиться с устройством микроскопа и правилами микроскопии.

Оборудование: инструктивная карточка, учебник - Матюхина З.П. Основы физиологии питания, гигиены и санитарии. - М.: Издательский центр «Академия», - 2010. – 256 с.

Теоретические и справочно-информационные материалы

по теме работы

Оснащение микробиологической лаборатории

Микробиологи имеют дело с популяциями (культурами) микроорганизмов, состоящими из миллионов особей. Культуру, содержащую микроорганизмы одного вида, называют чистой. Если в культуре содержится более одного вида микроорганизмов, она носит название смешанной (накопительной). В микробиологической практике используют главным образом чистые культуры микроорганизмов. Ввиду того что в воздухе и на поверхности предметов (на столах, инструментах, одежде), а также на руках, волосах и т. д. всегда имеется большое количество разнообразных микроорганизмов, следует постоянно заботиться о сохранении чистоты изучаемых культур. Требование чистоты культур в значительной степени определяет специфику устройства микробиологической лаборатории и правила работы микробиолога.

Микробиологическая лаборатория включает ряд помещений, где проводят работу с микроорганизмами или подготовку к ней. Под лабораторные комнаты отводят наиболее светлые, просторные помещения, естественная освещенность которых должна составлять не менее 110 лк (люкс).

В каждой лаборатории предусмотрены:

а) микробиологический бокс – изолированное помещение с тамбуром (предбоксником) для выполнения работ в асептических условиях. В боксе ставят стол для посевов, табурет, над рабочим местом монтируют бактерицидные лампы. Как правило, для посевов и пересевов микроорганизмов используют ламинарные боксы (ламинары) – устройство для работы с биологическими объектами в стерильных условиях. Представляет собой

шкаф, оборудованный осветителями, ультрафиолетовыми лампами и системой подачи стерильного воздуха (рисунок 1).

б) средоварная – помещение для приготовления питательных сред;

в) стерилизационные – помещения для стерилизации питательных

сред, растворов, посуды;

г) препараторская – помещение для подготовки лабораторной по-

суды, ватно-марлевых пробок и т. д.;

д) лабораторные комнаты для микробиологических исследований;

е) моечная, оборудованная для мытья посуды.

Рисунок 1 – Ламинарный бокс

Лабораторное помещение оборудуется столами лабораторного типа, шкафами и полками для хранения необходимой при работе аппаратуры, посуды, красок и реактивов. В лабораторной комнате имеется место для окраски микроскопических препаратов, где находятся растворы красок, спирт, кислоты, фильтровальная бумага и пр.

Микробиологическая лаборатория снабжена следующим оборудованием: биологическими иммерсионными микроскопами с дополнительными приспособлениями (осветитель, фазово-контрастное устройство и др.), люминесцентным микроскопом, термостатами, приборами для стерилизации (автоклав, сушильный шкаф), рН-метрами, аппаратом для получения дистиллированной воды (дистиллятор), центрифугами, техническими и аналитическими весами, аппаратурой для фильтрования (фильтр Зейтца и др.), водяными банями, холодильниками, аппаратом для изготовления ватно-марлевых пробок, набором инструментов (бактериологические петли, шпатели, иглы, пинцеты и др.), лабораторной посудой (пробирки, колбы, чашки Петри, матрацы, флаконы, ампулы, пастеровские и градуированные пипетки) и др.

Основным оборудованием микробиологической лаборатории являются термостат, сушильный шкаф, автоклав, микроскопы и весы.

Термостат – прибор для поддержания постоянства температуры. Применяется для выращивания культур микроорганизмов и представляет собой шкаф (рисунок 2),  в котором в течение длительного времени поддерживается определенная температура.

Сушильный шкаф используют для стерилизации посуды, инвентаря и т. д. сухим жаром. Для этого стерилизуемый материал предварительно заворачивают в бумагу и помещают в шкаф так, чтобы он не касался стенок мела (рисунок 3). Стерилизацию проводят при температуре 160°С в течение 2 ч или при температуре 180 ºС в течение часа. Простерилизованный материал вынимают после отключения и охлаждения шкафа.

Автоклав применяется для стерилизации паром посуды и питательных сред под давлением. Это герметичный котел с двойными металлическими стенками и крышкой. Он снабжен манометром, предохранительными клапанами и краном для спуска воды и пара. Применяется для стерилизации питательных сред под давлением от 0,5 до 1,0 МПа в течение 20–30 мин (рисунок 4).

Весы. В лаборатории необходимы весы двух видов – технические и аналитические. Технические имеют точность до 0,01 г; аналитические – до 0,001 г. Кроме того, используют центрифуги и мешалки, рН-метры для определения кислотности полуфабрикатов и др.

Рисунок 2 – Термостат

1— корпус; 2 — термометр; 3 — дверца; 4 — потенциометр; 5 — тумблер; 6 — лампочка; 7 — вентиляционные отверстия

Рисунок 3 - Сушильный электрический шкаф

1— термометр; 2 — крышка; 3 — корпус; 4 — редуктор; 5 — блок управления; 6 —маркировка

                

Рисунок 4 – Устройство автоклава:

1 – стерилизационная камера; 2 – кран для выхода воздуха;

3 – манометр; 4 – предохранительный клапан;

5 – водопаровая камера; 6 – воронка для заполнения автоклава водой;

7 – отверстия для поступления пара в стерилизационную камеру;

8 – крышка; 9 – подставка для размещения стерилизуемых материалов

К посуде, используемой в микробиологической лаборатории, относятся пробирки, мерные цилиндры, колбы, чашки Петри и пр.

Чашки Петри применяют для выращивания культуры микроорганизмов на плотных питательных средах. При помощи пипеток проводят пересев жидких культур микроорганизмов.

В микробиологической лаборатории имеются следующие приспособления: бактериологические петли и препарировальные иглы, шпатели, пипетки, штативы для пипеток и пробирок, карандаш по стеклу, набор ершей для мытья посуды.

Пробирки и колбы используют для хранения питательных среди выращивания культур микроорганизмов. Бродильные трубки применяются для определения активности газообразующей способности муки и теста. В чашках Петри выращивают культуры микроорганизмов на плотных питательных средах. Бактериологические иглы и петли используют для проведения посевов микроорганизмов, шпатели – для размазывания жидких культур на поверхности плотной питательной среды. Пипетки необходимы для пересева жидких культур микроорганизмов.

Рисунок 5 – Посуда для культивирования микроорганизмов:

1 – качалочная колба; 2 – качалочная колба с отбойниками;

3 – коническая колба; 4 – чашка Петри; 5 – пробирка; 6 – матрас

                 а              б              в              г

Рисунок 6 – Бактериологическая игла (а); шпатель (б); петли, сделанные правильно (в) и неправильно (г)

Правила работы в микробиологической лаборатории

1.      В лабораторию запрещается входить в верхней одежде и класть на столы сумки, пакеты и другие личные вещи.

2.      В лаборатории разрешается работать только в халатах.

3.      На каждом занятии назначаются дежурные, которые следят за порядком и за выполнением каждым студентом правил работы и поведения в лаборатории.

4.      За каждой группой студентов (3 человека) закрепляется постоянное рабочее место, которое должно содержаться в порядке не протяжении всего занятия.

5.      Бактериологические петли и препаровальные иглы в ходе работы обеззараживаются прокаливанием над пламенем горелки, предметные стекла и пипетки после работы помещаются в кастрюльку с дезинфицирующим раствором.

6.      В лаборатории категорически запрещается применять пищу.

7.      Не допускаются лишние хождения, резкие движения, посторонние разговоры (особенно во время посева микроорганизмов).

8.      Категорически запрещается выносить микробные культуры за пределы лаборатории.

9.      Перед работой проверить исправность оборудования.

10.  Соблюдать правила работы с химическими реактивами.

11.  Приступать к работе только с разрешения преподавателя.

12.  При работе с исследуемой культурой бактерий соблюдать осторожность и придерживаться приемов, исключающих возможность заражения работника.

13.  При работе с жидкой микробной культурой использовать резиновые груши, соединенные пипеткой.

14.  Если исследуемый материал попал на стол, удалить его тампоном, смоченным дезраствором. Если разбили пробирку – сообщите преподавателю.

15.  По окончании работы исследуемый материал и инструменты обеззаразить, рабочее место необходимо привести в порядок.

Устройство микроскопа

Для изучения клеток микроорганизмов, невидимых невооруженным глазом, применяют специальные оптические приборы – микроскопы (греч. micros – малый, scopeo – смотрю), обеспечивающие увеличение исследуемых объектов в сотни (световые микроскопы) и сотни тысяч и более (электронные микроскопы) раз. С помощью светового микроскопа в микробиологии изучают морфологию и строение клеток микроорганизмов, их рост и развитие, проводят первичную идентификацию исследуемых организмов, ведут наблюдения за характером развития микробных ценозов (сообществ) в почве и других субстратах. С помощью электронного микроскопа в микробиологии исследуют субмикроскопическое строение клеток микроорганизмов, выявляют неизвестные ранее формы мельчайших микроорганизмов, ведут их учет.

В микробиологической практике применяют световые микроскопы отечественных марок: МБР-1, МБИ-1, МБИ-2, МБИ-3, МБИ-6, Биолам Р-1 и др. Они предназначены для изучения формы, структуры, размеров и других признаков различных микроорганизмов, величина которых не менее 0,2–0,3 мкм.

Рис. 1. Устройство световых микроскопов:

А - МИКМЕД-1; Б - БИОЛАМ.

1 - окуляр, 2 - тубус, 3 - тубусодержатель, 4 - винт грубой наводки, 5 - микрометренный винт, 6 - подставка, 7 - зеркало, 8 - конденсор, ирисовая диафрагма и светофильтр, 9 - предметный столик, 10 - револьверное устройство, 11 - объектив, 12 - корпус коллекторной линзы, 13 - патрон с лампой, 14 - источник электропитания.

Световой микроскоп (рисунок 8) состоит из двух частей – оптической и механической.

Оптическая часть включает объективы, окуляры, осветительное устройство – зеркало, конденсор, диафрагму.

Объектив - одна из важнейших частей микроскопа, поскольку он определяет полезное увеличение объекта. Объектив состоит из металлического цилиндра с вмонтированными в него линзами, число которых может быть различным. Увеличение объектива обозначено на нем цифрами. В учебных целях используют обычно объективы х8 и х40. Качество объектива определяет его разрешающая способность.

Окуляр устроен намного проще объектива. Он состоит из 2-3 линз, вмонтированных в металлический цилиндр. Между линзами расположена постоянная диафрагма, определяющая границы поля зрения. Нижняя линза фокусирует изображение объекта, построенное объективом в плоскости диафрагмы, а верхняя служит непосредственно для наблюдения. Увеличение окуляров обозначено на них цифрами: х7, х10, х15. Окуляры не выявляют новых деталей строения, и в этом отношении их увеличение бесполезно. Таким образом, окуляр, подобно лупе, дает прямое, мнимое, увеличенное изображение наблюдаемого объекта, построенное объективом.

Для определения общего увеличения микроскопа следует умножить увеличение объектива на увеличение окуляра.

Осветительное устройство состоит из зеркала или электроосветителя, конденсора с ирисовой диафрагмой и светофильтром, расположенных под предметным столиком. Они предназначены для освещения объекта пучком света.

Зеркало служит для направления света через конденсор и отверстие предметного столика на объект. Оно имеет две поверхности: плоскую и вогнутую. В лабораториях с рассеянным светом используют вогнутое зеркало.

Электроосветитель устанавливается под конденсором в гнездо подставки.

Конденсор состоит из 2-3 линз, вставленных в металлический цилиндр. При подъеме или опускании его с помощью специального винта соответственно конденсируется или рассеивается свет, падающий от зеркала на объект.

Ирисовая диафрагма расположена между зеркалом и конденсором. Она служит для изменения диаметра светового потока, направляемого зеркалом через конденсор на объект, в соответствии с диаметром фронтальной линзы объектива и состоит из тонких металлических пластинок. С помощью рычажка их можно то соединить, полностью закрывая нижнюю линзу конденсора, то развести, увеличивая поток света.

Кольцо с матовым стеклом или светофильтром уменьшает освещенность объекта. Оно расположено под диафрагмой и передвигается в горизонтальной плоскости.

Механическая система микроскопа состоит из подставки, коробки с микрометренным механизмом и микрометренным винтом, тубуса, тубусодержателя, винта грубой наводки, кронштейна конденсора, винта перемещения конденсора, револьвера, предметного столика.

Подставка - это основание микроскопа.

Коробка с микрометренным механизмом, построенном на принципе взаимодействующих шестерен, прикреплена к подставке неподвижно. Микрометренный винт служит для незначительного перемещения тубусодержателя, а, следовательно, и объектива на расстояния, измеряемые микрометрами. Полный оборот микрометренного винта передвигает тубусодержатель на 100 мкм, а поворот на одно деление опускает или поднимает тубусодержатель на 2 мкм. Во избежание порчи микрометренного механизма разрешается крутить микрометренный винт в одну сторону не более чем на половину оборота.

Тубус или трубка - цилиндр, в который сверху вставляют окуляры. Тубус подвижно соединен с головкой тубусодержателя, его фиксируют стопорным винтом в определенном положении. Ослабив стопорный винт, тубус можно снять.

Револьвер предназначен для быстрой смены объективов, которые ввинчиваются в его гнезда. Центрированное положение объектива обеспечивает защелка, расположенная внутри револьвера.

Тубусодержатель несет тубус и револьвер.

Винт грубой наводки используют для значительного перемещения тубусодержателя, а, следовательно, и объектива с целью фокусировки объекта при малом увеличении.

Предметный столик предназначен для расположения на нем препарата. В середине столика имеется круглое отверстие, в которое входит фронтальная линза конденсора. На столике имеются две пружинистые клеммы - зажимы, закрепляющие препарат.

Кронштейн конденсора подвижно присоединен к коробке микрометренного механизма. Его можно поднять или опустить при помощи винта, вращающего зубчатое колесо, входящее в пазы рейки с гребенчатой нарезкой.

Правила работы с микроскопом

При работе с микроскопом необходимо соблюдать операции в следующем порядке:

1. Работать с микроскопом следует сидя.

2. Микроскоп осмотреть, вытереть от пыли мягкой салфеткой объективы, окуляр, зеркало или электроосветитель.

3. Микроскоп установить перед собой, немного слева на 2-3 см от края стола. Во время работы его не сдвигать.

4. Открыть полностью диафрагму, поднять конденсор в крайнее верхнее положение;

5. Работу с микроскопом всегда начинать с малого увеличения.

6. Опустить объектив 8 - в рабочее положение, т.е. на расстояние 1 см от предметного стекла.

7. Установить освещение в поле зрения микроскопа, используя электроосветитель или зеркало. Глядя одним глазом в окуляр и пользуясь зеркалом с вогнутой стороной, направить свет от окна в объектив, а затем максимально и равномерно осветить поле зрения. Если микроскоп снабжен осветителем, то подсоединить микроскоп к источнику питания, включить лампу и установить необходимую яркость горения.

8. Положить микропрепарат на предметный столик так, чтобы изучаемый объект находился под объективом. Глядя сбоку, опускать объектив при помощи макровинта до тех пор, пока расстояние между нижней линзой объектива и микропрепаратом не станет 4-5 мм.

9. Смотреть одним глазом в окуляр и вращать винт грубой наводки на себя, плавно поднимая объектив до положения, при котором хорошо будет видно изображение объекта. Нельзя смотреть в окуляр и опускать объектив. Фронтальная линза может раздавить покровное стекло, и на ней появятся царапины;

10. Передвигая препарат рукой, найти нужное место, расположить его в центре поля зрения микроскопа.

11. Если изображение не появилось, то надо повторить все операции пунктов 6, 7, 8, 9.

12. Для изучения объекта при большом увеличении, сначала нужно поставить выбранный участок в центр поля зрения микроскопа при малом увеличении. Затем поменять объектив на 40х, поворачивая револьвер, так чтобы он занял рабочее положение. При помощи микрометренного винта добиться хорошего изображения объекта. На коробке микрометренного механизма имеются две риски, а на микрометренном винте - точка, которая должна все время находиться между рисками. Если она выходит за их пределы, ее необходимо возвратить в нормальное положение. При несоблюдении этого правила, микрометренный винт может перестать действовать.

13. По окончании работы с большим увеличением, установить малое увеличение, поднять объектив, снять с рабочего столика препарат, протереть чистой салфеткой все части микроскопа, накрыть его полиэтиленовым пакетом и поставить в шкаф.

14. В конце работы привести в порядок рабочее место, поставить микроскопы в шкаф (помните, что нести их нужно двумя руками: правой держать за стойку, а левой поддерживать за основание).

Порядок выполнения работы:

1.     Ознакомиться с устройством микробиологической лаборатории и правилами работы в ней.

2.     Рассмотреть устройство аппаратов, посуду, приспособления и ознакомиться с их назначением.

3.     Изучить устройство микроскопа, используя биологические микроскопы БИОЛАМ

4.     Перечислить в лабораторной тетради основные части светового микроскопа и правила работы с ним.

5.     Сформулировать вывод.

Вывод: Ознакомились с назначением, устройством, оборудованием и режимом работы микробиологической лаборатории; изучили строение микроскопа и правила работы с ним.