محیط تایوگلیکولات براث؛ محیطی چندمنظوره برای کشت میکروارگانیسم‌های هوازی، بی‌هوازی و کم‌هوازی
مقدمه
در علوم میکروبیولوژی و تشخیص‌های آزمایشگاهی، شناسایی و رشد باکتری‌ها در شرایط مختلف اکسیژنی از اهمیت بالایی برخوردار است. محیط تایوگلیکولات براث یکی از محیط‌های غنی مایع است که امکان رشد طیف گسترده‌ای از میکروارگانیسم‌ها را فراهم می‌کند؛ از جمله باکتری‌های هوازی، بی‌هوازی، کم‌هوازی و حتی میکروآئروفیل‌ها. این محیط به‌ویژه در کشت‌های استریل بودن فرآورده‌ها (Sterility Test) و تشخیص عوامل بی‌هوازی کاربرد دارد.
ترکیبات اصلی تایوگلیکولات براث
محیط تایوگلیکولات دارای ترکیبی ویژه است که شرایط مناسب رشد انواع باکتری‌ها را فراهم می‌کند. ترکیبات اصلی آن عبارت‌اند از:
- سدیم تایوگلیکولات: نقش احیاکننده دارد؛ با جذب اکسیژن باعث کاهش میزان اکسیژن محلول در محیط می‌شود و شرایط بی‌هوازی ایجاد می‌کند.
- L-cystine: مکمل احیاکننده برای کاهش بیشتر اکسیژن.
- گلوکز: منبع انرژی و کربن برای رشد باکتری‌ها.
- عصاره مخمر و کازئین پانکراسی: منبع اسیدهای آمینه، ویتامین‌ها و سایر فاکتورهای رشد.
- آگار (05/0 – 075/0 درصد): غلظت کم آگار موجب کاهش جریان اکسیژن در محیط می‌شود بدون اینکه مایع بودن محیط از بین برود.
- Resazurin: نشانگر اکسیداسیون احیا. در حالت اکسید شده صورتی و در حالت احیا شده بی‌رنگ است و به‌عنوان شاخص کیفیت بی‌هوازی بودن محیط عمل می‌کند.
نحوه عملکرد محیط
پس از آماده‌سازی، محیط تایوگلیکولات دارای یک شیب اکسیژنی طبیعی در لوله است؛ به این صورت که:
- لایه بالایی حاوی اکسیژن محلول (مناسب برای باکتری‌های هوازی)
- لایه میانی برای باکتری‌های کم‌هوازی (microaerophilic)
- لایه تحتانی بی‌هوازی (مناسب برای باکتری‌های بی‌هوازی)
بدین ترتیب، می‌توان از این محیط برای بررسی ویژگی‌های هوازی و بی‌هوازی باکتری‌ها نیز استفاده کرد.
کاربردهای محیط تایوگلیکولات
- تست استریلیتی (Sterility Testing): در داروسازی و تولید فراورده‌های تزریقی یا چشمی، برای بررسی وجود آلودگی میکروبی استفاده می‌شود.
- کشت باکتری‌های بی‌هوازی: بسیاری از باکتری‌های بی‌هوازی اختیاری و اجباری را می‌توان با این محیط بدون نیاز به شرایط بی‌هوازی تخصصی مانند جار بی‌هوازی رشد داد.
- کشت زخم و بافت: در شرایط بالینی، برای کشت ترشحات زخم، بافت‌های نکروتیک یا آبسه‌هایی که مشکوک به عوامل بی‌هوازی هستند.
- بررسی نحوه رشد باکتری بر اساس اکسیژن: موقعیت رشد در لوله (بالا، وسط یا پایین) می‌تواند نشان‌دهنده نوع تنفس باکتری باشد.
طرز تهیه محیط تایوگلیکولات براث
- پودر محیط آماده را از شرکت‌های معتبر تهیه کنید.
- مقدار مشخصی از پودر را (معمولاً 75/29 گرم در لیتر) در آب مقطر حل کرده و حرارت دهید تا کاملاً حل شود.
- در صورت نیاز به استریلیتی بالا، از فیلتر 22/0 میکرون یا اتوکلاو با دمای 121 درجه سانتی‌گراد به مدت 15 دقیقه استفاده کنید.
- پس از اتوکلاو، لوله‌ها را در دمای اتاق قرار دهید تا شیب اکسیژنی طبیعی ایجاد شود.
- قبل از استفاده، رنگ شاخص resazurin بررسی شود. اگر رنگ صورتی باشد، یعنی اکسیژن در محیط زیاد است و باید با حرارت ملایم دوباره احیا شود.
نکات مهم در استفاده از تایوگلیکولات
- لوله‌ها را زیاد تکان ندهید، چون باعث ورود اکسیژن به عمق محیط می‌شود.
- در صورت مشاهده ناحیه صورتی وسیع (بیش از 10% از سطح)، محیط برای کشت بی‌هوازی مناسب نیست.
- برای جلوگیری از آلودگی، درب لوله‌ها باید با پنبه استریل یا درپوش محکم بسته باشد.
- در کشت بی‌هوازی، می‌توان روی سطح محیط چند قطره روغن پارافین استریل ریخت تا تماس با اکسیژن به حداقل برسد.
اثر دما و زمان نگهداری بر ثبات محیط
محیط تایوگلیکولات بسیار حساس به شرایط نگهداری است. نگهداری طولانی‌مدت یا در دماهای بالا می‌تواند سبب تخریب مواد احیاکننده شود و به‌دنبال آن، کارایی محیط کاهش یابد. همچنین تماس طولانی با نور یا درِ باز باعث ورود اکسیژن و افزایش رنگ صورتی محیط (به دلیل تغییر رنگ رزازورین) می‌شود. به همین دلیل توصیه می‌شود محیط در ظروف دربسته، در یخچال (۲–۸ درجه سانتی‌گراد) و دور از نور مستقیم نگهداری شود. همچنین پیش از مصرف، گرم کردن محیط به ۳۵–۳۷ درجه و مشاهده عدم رنگ صورتی در بخش اعظم آن، نشانه‌ای از آماده بودن محیط برای کشت میکروبی است.
شکل رشد باکتری‌ها در تایوگلیکولات
الگوی رشد باکتری‌ها در لوله تایوگلیکولات می‌تواند به شناسایی نوع تنفس آن‌ها کمک کند:
- باکتری‌های هوازی اجباری در بالاترین لایه رشد می‌کنند (نزدیک به سطح)
- بی‌هوازی‌های اجباری تنها در انتهای لوله رشد دارند.
- بی‌هوازی‌های اختیاری در سراسر محیط پخش می‌شوند ولی در قسمت‌های بالاتر متراکم‌ترند.
- میکروآئروفیل‌ها کمی پایین‌تر از سطح رشد می‌کنند، جایی که اکسیژن کم است.
این ویژگی، تایوگلیکولات را به محیطی آموزشی نیز تبدیل کرده است که دانشجویان می‌توانند تفاوت رفتار میکروارگانیسم‌ها در برابر اکسیژن را به‌وضوح مشاهده کنند.
مقایسه تایوگلیکولات با سایر محیط‌های بی‌هوازی
در مقایسه با سایر محیط‌ها مانند Cooked Meat Medium یا شیدلر براث، محیط تایوگلیکولات ساده‌تر و قابل دسترس‌تر است. اگرچه برخی محیط‌ها برای رشد بی‌هوازی‌های خاص مانند کلستریدیوم پرفرنجس یا باکتروئیدس مناسب‌تر هستند، اما تایوگلیکولات در اکثر آزمایشگاه‌های بالینی به‌عنوان محیط پایه برای شناسایی اولیه استفاده می‌شود. همچنین نیازی به جار بی‌هوازی یا گاز پک ندارد، و این خود یک مزیت اقتصادی و عملیاتی به‌شمار می‌رود.
نتیجه‌گیری
محیط تایوگلیکولات براث یکی از محیط‌های کشت مایع استاندارد و کاربردی در میکروبیولوژی است که امکان رشد هم‌زمان باکتری‌های هوازی و بی‌هوازی را فراهم می‌کند. توانایی ایجاد شیب اکسیژنی، حضور عوامل احیاکننده و نشانگر رنگی باعث می‌شود تا این محیط انتخابی عالی برای کاربردهای بالینی، دارویی و تحقیقاتی باشد. رعایت استانداردهای تهیه، نگهداری و استفاده از این محیط در صحت نتایج آزمایشگاهی نقشی حیاتی دارد.
منابع
A study of fluid thioglycollate medium for the sterility test
Limitations of thioglycolate broth as a sterility test medium. Appl Microbiol
Validation of an alternative microbiological method for tissue products — European Pharmacopoeia sterility testing includes a 14-day incubation in thioglycollate
Prestudy for the Validation of a Rapid Sterility Test — solid agars compared to fluid thioglycollate medium
Comparative study between culture media employed in sterility test — recommending pharmacopoeial soybean casein digest and fluid thioglycollate