Gram-festés - Gram stain
A Gram-festés vagy a Gram-festés , más néven Gram-módszer , egy festési módszer, amelyet a baktériumfajok két nagy csoportba sorolására és osztályozására használnak : gram-pozitív és gram-negatív baktériumok . A név Hans Christian Gram dán bakteriológustól származik , aki kifejlesztette a technikát.
A Gram festés megkülönbözteti a baktériumokat sejtfaluk kémiai és fizikai tulajdonságai alapján . A Gram-pozitív sejtek vastag peptidoglikán réteggel rendelkeznek a sejtfalban, amely megtartja az elsődleges foltot, a kristályibolyát . A Gram-negatív sejtek vékonyabb peptidoglikánréteggel rendelkeznek, amely lehetővé teszi a kristályibolya kimosódását etanol hozzáadásával. Ezek festett rózsaszín vagy piros a ellenfestés általánosan safranin vagy fuchsine . Lugol jódoldatát mindig kristályibolya hozzáadása után adják hozzá, hogy erősítsék a folt és a sejtmembrán közötti kötéseket. A gram -festés szinte mindig az első lépés a bakteriális szervezet előzetes azonosításában. Míg a Gram festés értékes diagnosztikai eszköz mind klinikai, mind kutatási körülmények között, nem minden baktérium határozható meg véglegesen ezzel a technikával. Ez gramm-változó és gram-határozatlan csoportokat eredményez.
Történelem
A módszer a feltalálójáról, Hans Christian Gram dán tudósról (1853–1938) kapta a nevét , aki 1884 -ben dolgozta ki a technikát, miközben Carl Friedländerrel dolgozott a berlini városi kórház hullaházában . megkülönböztetni egyik baktériumtípust a másiktól, de hogy a baktériumok láthatóbbak legyenek a tüdőszövet festett szakaszain. Tette közzé a módszer 1884-ben, és szerepelnek a rövid jelentést a megfigyelés, hogy a tífusz bacillus nem vette át a foltot.
Felhasználások
A gram-festés egy bakteriológiai laboratóriumi technika, amelyet a baktériumfajok két nagy csoportra ( gram-pozitív és gram-negatív ) való megkülönböztetésére használnak , a sejtfaluk fizikai tulajdonságai alapján . Gramfestést nem használnak az archaea , korábban archaeabacteria osztályozására , mivel ezek a mikroorganizmusok nagyon eltérő válaszokat adnak, amelyek nem követik a filogenetikai csoportjaikat .
Egyes élőlények gramm-változók (vagyis negatív vagy pozitív foltot okozhatnak); néhányat nem festenek a Gram technikában használt festékkel, és nem láthatók. Egy modern környezeti vagy molekuláris mikrobiológiai laboratóriumban a legtöbb azonosítást genetikai szekvenciák és más molekuláris technikák segítségével végzik, amelyek sokkal specifikusabbak és informatívabbak, mint a differenciálfestés.
Orvosi
Gram-festés végzünk a testfolyadék vagy biopszia , amikor a fertőzés gyanúja. A gramfoltok sokkal gyorsabban hoznak eredményt, mint a tenyésztés , és különösen akkor fontosak, ha a fertőzés fontos különbséget jelentene a beteg kezelésében és prognózisában; példák gerincvelői folyadék számára agyhártyagyulladás és az ízületi folyadék számára szeptikus arthritis .
Festési mechanizmus
A Gram-pozitív baktériumok peptidoglikánból készült vastag hálós sejtfalúak (a sejtburok 50–90% -a), és ennek eredményeként kristályibolya színe lilára festődik, míg a gram-negatív baktériumok vékonyabb réteggel rendelkeznek (a sejtek 10% -a) boríték), ezért ne tartsa meg a lila foltot, és a szafranin rózsaszín ellenfoltot kapjon. A Gram -festésnek négy alapvető lépése van:
- Elsődleges folt ( kristályibolya ) felhordása baktériumtenyészet hőre rögzített kenetére. A hőrögzítés elpusztít néhány baktériumot, de leginkább a baktériumok rögzítésére használják a tárgylemezre, hogy ne öblítsék ki őket a festési eljárás során.
- Jód hozzáadása , amely kötődik a kristályibolyához és csapdába ejti a sejtben
- Gyors színtelenítés etanollal vagy acetonnal
- Kontrasztszínezést a safranin . A Carbol fuchsin néha helyettesíti a szafranint , mivel intenzívebben festi az anaerob baktériumokat, de ritkábban használják ellenfestékként .
| Felhasználása | Reagens | Sejt színe | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Gram-pozitív | Gram-negatív | ||||
| Elsődleges festék | kristály ibolya | lila | lila | ||
| maró | jód | lila | lila | ||
| Színtelenítő | alkohol / aceton | lila | színtelen | ||
| Számlálófolt | safranin / karbolfukszin fukszint | lila | rózsaszín vagy piros | ||
A kristályibolya (CV) vizes oldatokban CV -vé disszociál+
és klorid ( Cl-
) ionokat. Ezek az ionok behatolnak a gram-pozitív és a gram-negatív sejtek sejtfalába. Az önéletrajz+
Az ion kölcsönhatásba lép a baktériumsejtek negatív töltésű komponenseivel, és bíbor színűre festi a sejteket.
Jodid ( I.-
vagy én-
3) kölcsönhatásba lép az önéletrajzzal+
és kristályibolya és jód (CV – I) nagy komplexeit képezi a sejt belső és külső rétegeiben. A jódot gyakran pácolónak nevezik , de csapdázó szer, amely megakadályozza a CV – I komplex eltávolítását, és ezért színezi a sejtet.
Ha egy színtelenítőt, például alkoholt vagy acetont adunk hozzá, kölcsönhatásba lép a sejtmembrán lipidjeivel. Egy gram-negatív sejt elveszíti külső lipopoliszacharid membránját, és a belső peptidoglikánréteg szabadon marad. A CV – I komplexeket a külső membránnal együtt mossuk le a gram-negatív sejtből. Ezzel szemben egy gram-pozitív sejt dehidratálódik etanolos kezelés hatására. A nagy CV – I komplexek csapdába esnek a gram-pozitív sejtben a peptidoglikán többrétegűsége miatt. A színtelenítés lépése kritikus, és helyesen kell időzíteni; a kristályibolya foltot eltávolítják mind a gram-pozitív, mind a negatív sejtekből, ha a színtelenítő szert túl sokáig (másodpercek kérdése) hagyják rajta.
A színtelenítés után a gram-pozitív sejt lila marad, és a gram-negatív sejt elveszíti lila színét. Az ellenfoltot, amely általában pozitív töltésű szafranin vagy bázikus fukszin, utoljára alkalmazzák, hogy a színtelenített gram-negatív baktériumok rózsaszín vagy piros színt kapjanak. Gram-pozitív és gram-negatív baktériumok egyaránt felveszik az ellenfoltot. Az ellenfolt azonban nem látható a gram-pozitív baktériumokon a sötétebb kristályibolya folt miatt.
Példák
Gram-pozitív baktériumok
A Gram-pozitív baktériumok általában egyetlen membránnal ( monodermával ) rendelkeznek, amelyet vastag peptidoglikán vesz körül. Ezt a szabályt két phyla követi: Firmicutes (kivéve a Mollicutes és Negativicutes osztályokat ) és az Actinobacteria . Ezzel szemben, tagjai a Chloroflexi (zöld nem kéntartalmú baktérium) monoderms, de rendelkeznek egy vékony vagy hiányzik (osztály Dehalococcoidetes ) peptidoglikán és rátapad a negatív, pozitív vagy meghatározatlan; a Deinococcus – Thermus csoport tagjai pozitív foltot mutatnak, de vastag peptidoglikánnal rendelkeznek.
Történelmileg a Gram-pozitív formák alkották a Firmicutes törzset , amelyet a legnagyobb csoportban használnak. Sok jól ismert nemzetséget tartalmaz, például Lactobacillus, Bacillus , Listeria , Staphylococcus , Streptococcus , Enterococcus és Clostridium . Továbbá kiterjesztették a Mollicutes-ra, olyan baktériumokra, mint a Mycoplasma és a Thermoplasma, amelyeknek nincs sejtfaluk, és így nem festhetők Grammal, hanem ilyen formákból származnak.
Néhány baktériumnak sejtfala van, amely különösen ügyes a foltok visszatartásában. Ezek Gram-festéssel pozitívnak tűnnek, még akkor is, ha nem állnak szoros kapcsolatban más gram-pozitív baktériumokkal. Ezeket saválló baktériumoknak nevezik , és csak speciális festési eljárásokkal különböztethetők meg a többi gram-pozitív baktériumtól .
Gram-negatív baktériumok
A Gram-negatív baktériumok általában vékony peptidoglikán réteggel rendelkeznek két membrán között ( diderm ). A lipopoliszacharid (LPS) a legtöbb Gram-negatív baktérium sejtfelszínén a legelterjedtebb antigén, amely az E. coli és a Salmonella külső membránjának akár 80% -át teszi ki . A legtöbb baktériumfaj gram-negatív, beleértve a cianobaktériumokat , a zöld kénbaktériumokat és a legtöbb proteobaktériumot (kivételt képeznek a Rickettsiales egyes tagjai és az Enterobacteriales rovar-endoszimbiontai ).
Gram-változó és Gram-határozatlan baktériumok
Néhány baktérium a Gram festéssel festés után gramm-változó mintázatot eredményez: rózsaszín és lila sejtek keveréke látható. A Bacillus, Butyrivibrio és Clostridium tenyészetekben a peptidoglikán vastagságának csökkenése a növekedés során egybeesik a gram-negatív foltot mutató sejtek számának növekedésével. Ezenkívül a Gram festéssel festett összes baktériumban a tenyészet kora befolyásolhatja a folt eredményeit.
A Gram-meghatározatlan baktériumok nem reagálnak előre láthatóan a Gram-festésre, és ezért nem határozhatók meg sem gram-pozitív, sem gram-negatív eredményként. Ilyen például a Mycobacterium számos faja , köztük a Mycobacterium bovis , a Mycobactrium leprae és a Mycobacterium tuberculosis , amelyek közül kettő a lepra és a tuberkulózis kórokozója. Nemzetségbe tartozó baktériumok Mycoplasma hiányzik egy sejtfal körül sejtmembránok , ami azt jelenti, nem festik meg a Gram-féle módszerrel, és rezisztensek az antibiotikumokkal, hogy célzott sejt falához szintézist.
Helyrajzi jegyzet
A Gram festés kifejezés Hans Christian Gram vezetéknevéből származik ; a névadó (Gram) tehát nagybetűs, de nem a köznév (folt), ahogy az a tudományos kifejezéseknél szokásos. Kezdőbetűiből Gram-pozitív és Gram-negatív , amelyek névadó melléknevek , lehetnek tőke G vagy kisbetűs g , attól függően, hogy milyen stílusban útmutató (ha van) szabályozza a dokumentumot íródik. A kisbetűs stílust az Egyesült Államok Betegségmegelőzési és Megelőzési Központja és más stílusrendszerek, például az AMA stílus használják . A szótárak használhatnak kis-, nagy- vagy mindkettőt. Nagy tudományos Gram-pozitív vagy Gram-negatív használat is gyakori számos tudományos folyóiratcikkben és publikációban. Amikor a cikkeket folyóiratba küldik, minden folyóirat alkalmazhat vagy nem alkalmazhat házstílust a nyomtatás utáni verzióra. Az előnyomtatott verziók tartalmazzák a szerző által használt stílust. Még azok a stílusrendszerek is, amelyek kisbetűket használnak a gram-pozitív és gram-negatív melléknevekhez, még mindig nagybetűt használnak a Gram-folthoz .