WikiDer > Окрашивание по Граму - Википедия
Окраска по Граму или же Окрашивание по Граму, также называемый Метод Грама, это метод окрашивание используется для различения и классификации бактериальный виды на две большие группы: грамположительные бактерии и грамотрицательные бактерии. Название происходит от датского бактериолог Ганс Кристиан Грам, кто разработал методику.[1]
Окрашивание по Граму позволяет дифференцировать бактерии по химическим и физическим свойствам клеточные стенки. Грамположительные клетки имеют толстый слой пептидогликан в клеточной стенке, которая сохраняет первичное пятно, кристально-фиолетовый. Грамотрицательные клетки имеют более тонкий слой пептидогликана, который позволяет кристаллическому фиолетовому вымываться при добавлении этанола. Они окрашены в розовый или красный цвет контрастировать,[2] обычно сафранин или же фуксин. Йод Люголя раствор всегда добавляется после добавления кристаллического фиолетового, чтобы усилить связь пятна с клеточной мембраной. Окрашивание по Граму почти всегда является первым этапом предварительной идентификации бактериального организма. Хотя окрашивание по Граму является ценным диагностическим инструментом как в клинических, так и в исследовательских целях, не все бактерии могут быть окончательно классифицированы с помощью этого метода. Это дает начало группам с граммовой переменной и грамм-неопределенным.
История
Метод назван в честь своего изобретателя Датский ученый Ганс Кристиан Грам (1853–1938), которые разработали эту технику, работая с Карл Фридлендер в морге городской больницы в г. Берлин в 1884 г. Грам разработал свою технику не для того, чтобы отличить один тип бактерий от другого, а для того, чтобы сделать бактерии более заметными на окрашенных срезах легочной ткани.[3] Он опубликовал свой метод в 1884 году и включил в свой краткий отчет наблюдение, что тиф бацилла пятно не осталось.[4]
Использует
Окрашивание по Граму - это бактериологический лаборатория техника[5] используется для различения бактериальный виды на две большие группы (грамположительный и грамотрицательный) на основе физических свойств их клеточные стенки.[6][страница нужна] Окрашивание по Граму не используется для классификации археи, ранее архебактерии, так как эти микроорганизмы дают сильно различающиеся ответы, которые не следуют их филогенетические группы.[7]
Некоторые организмы являются грамм-переменными (это означает, что они могут окрашивать либо отрицательно, либо положительно); некоторые из них не окрашены ни одним из красителей, используемых в технике Грама, и не видны. В современной лаборатории экологической или молекулярной микробиологии большая часть идентификации выполняется с использованием генетических последовательностей и других молекулярных методов, которые гораздо более специфичны и информативны, чем дифференциальное окрашивание.
Было высказано предположение, что окрашивание по Граму является столь же эффективным диагностическим инструментом, как и ПЦР в одном первичном исследовательском отчете относительно гонорея.[8][неосновной источник необходим]
Медицинское
Окрашивание по Граму выполняется на жидкость тела или же биопсия когда инфекционное заболевание подозревается. Окрашивание по Граму дает результаты намного быстрее, чем культивирование, и особенно важны, когда инфекция может иметь важное значение для лечения пациента и прогноза; примеры спинномозговая жидкость за менингит и синовиальная жидкость за септический артрит.[5][9]
Механизм окрашивания
Грамположительные бактерии имеют толстую сетчатую клеточную стенку, состоящую из пептидогликан (50–90% клеточной оболочки), и в результате окрашиваются в пурпурный кристаллическим фиолетовым, тогда как грамотрицательные бактерии имеют более тонкий слой (10% клеточной оболочки), поэтому не задерживают пурпурное пятно и не окрашиваются розовый от сафранина. Есть четыре основных этапа окрашивания по Граму:
- Нанесение основного красителя (кристально-фиолетовый) на термофиксированный мазок бактериальной культуры. Тепловая фиксация убивает некоторые бактерии, но в основном используется для прикрепления бактерий к предметному стеклу, чтобы они не смывались во время процедуры окрашивания.
- Добавление йодид, который связывается с кристаллическим фиолетовым и удерживает его в клетке
- Быстрое обесцвечивание этиловый спирт или же ацетон
- Контрастное окрашивание с сафранин.[10] Карбол фуксин иногда заменяется сафранином, поскольку он более интенсивно окрашивает анаэробные бактерии, но в качестве контрастного красителя он используется реже.[11]
Применение | Реагент | Цвет ячейки | |||
---|---|---|---|---|---|
Грамположительный | Грамотрицательный | ||||
Первичный краситель | кристально-фиолетовый | фиолетовый | фиолетовый | ||
Захватывающий агент | йод | фиолетовый | фиолетовый | ||
Обесцвечивающее средство | алкоголь/ацетон | фиолетовый | бесцветный | ||
Счетчик пятен | сафранин/карбол фуксин | фиолетовый | розовый |
Кристально-фиолетовый (CV) в водных растворах диссоциирует на резюме+
и хлорид (Cl−
) ионы. Эти ионы проникают через клеточную стенку как грамположительных, так и грамотрицательных клеток. В резюме+
ion взаимодействует с отрицательно заряженными компонентами бактериальных клеток и окрашивает клетки в фиолетовый цвет.[12]
Йодид (я−
или же я−
3) взаимодействует с резюме+
и образует большие комплексы кристаллического фиолетового и йода (CV – I) внутри внутреннего и внешнего слоев клетки. Йод часто называют едкий, но является захватывающим агентом, который предотвращает удаление комплекса CV – I и, следовательно, окрашивает клетку.[13]
Когда добавляется обесцвечивающее средство, такое как спирт или ацетон, оно взаимодействует с липидами клеточной мембраны.[14] Грамотрицательная клетка теряет свою внешнюю липополисахаридную мембрану, а внутренний пептидогликановый слой остается открытым. Комплексы CV – I вымываются из грамотрицательной клетки вместе с внешней мембраной.[15] Напротив, грамположительные клетки обезвоживаются в результате обработки этанолом. Большие комплексы CV – I оказываются захваченными грамположительной клеткой из-за многослойной природы ее пептидогликана.[15] Этап обесцвечивания имеет решающее значение и должен быть правильно рассчитан; окраска кристаллического фиолетового удаляется как с грамположительных, так и с отрицательных клеток, если обесцвечивающий агент остается на слишком долгое время (в течение нескольких секунд).[16]
После обесцвечивания грамположительные клетки остаются пурпурными, а грамотрицательные клетки теряют пурпурный цвет.[16] Контркрашивание, которое обычно представляет собой положительно заряженный сафранин или основной фуксин, наносится последним, чтобы придать обесцвеченным грамотрицательным бактериям розовый или красный цвет.[2][17] И грамположительные бактерии, и грамотрицательные бактерии улавливают контрастное пятно. Однако контрастное окрашивание не видно на грамположительных бактериях из-за более темного кристаллического фиолетового пятна.
Примеры
Грамположительные бактерии
Грамположительные бактерии обычно имеют единственную мембрану (монодерма) в окружении толстого пептидогликана. Этому правилу следуют два типа: Фирмикуты (кроме классов Молликуты и Negativicutes) и Актинобактерии.[6][18] Напротив, члены Хлорофлекси (зеленые несернистые бактерии) являются монодермами, но обладают тонким или отсутствующим (класс Dehalococcoidetes) пептидогликан и может окрашивать отрицательно, положительно или неопределенно; члены Дейнококк – Термус группа окрашивание положительное, но представляет собой дидерман с толстым пептидогликаном.[6][страница нужна][18]
Исторически, грамположительные формы составляли филюм Фирмикуты, имя, которое теперь используется для самой большой группы. Он включает в себя многие известные роды, такие как Lactobacillus, Bacillus, Листерия, Стафилококк, Стрептококк, Энтерококк, и Clostridium.[19] Он также был расширен за счет включения молликутов, бактерий, таких как Микоплазма и термоплазма которые лишены клеточных стенок и поэтому не могут быть окрашены по Граму, но происходят из таких форм.[20]
У некоторых бактерий есть клеточные стенки, которые особенно хорошо удерживают пятна. Они будут казаться положительными при окрашивании по Граму, даже если они не имеют близкого родства с другими грамположительными бактериями. Они называются кислотоустойчивые бактерии, и отличить их от других грамположительных бактерий можно только специальные процедуры окрашивания.[21]
Грамотрицательные бактерии
Грамотрицательные бактерии обычно обладают тонким слоем пептидогликана между двумя мембранами (diderms). Наиболее бактериальный тип грамотрицательные, в том числе цианобактерии, зеленые серные бактерии, и большинство Протеобактерии (за исключением некоторых членов Риккетсиалес и насекомые-эндосимбионты Энтеробактерии).[6][страница нужна][18]
Грамотрицательные и грамотрицательные бактерии
Некоторые бактерии после окрашивания красителем по Граму дают картину с грамм-переменной: видна смесь розовых и пурпурных клеток.[15][22] В культурах Бациллы, Butyrivibrio, и Clostridiumуменьшение толщины пептидогликана во время роста совпадает с увеличением количества клеток, окрашивающих грамотрицательные.[22] Кроме того, у всех бактерий, окрашенных с помощью окрашивания по Граму, возраст культуры может влиять на результаты окрашивания.[22]
Грамотрицательные бактерии не реагируют предсказуемо на окрашивание по Граму и, следовательно, не могут быть определены как грамположительные или грамотрицательные. Примеры включают множество видов Микобактерии, включая Mycobacterium bovis, Mycobactrium leprae и Микобактерии туберкулеза, последние два из которых являются возбудителями проказы и туберкулеза соответственно.[23][24]
Орфографическое примечание
Период, термин Окрашивание по Граму происходит от фамилии Ганс Кристиан Грам; в эпоним Следовательно, (Грамм) пишется с заглавной буквы, а не нарицательное существительное (пятно), как это принято в научных терминах.[25] Начальные буквы грамположительный и грамотрицательный, которые одноименные прилагательные, может быть заглавной грамм или строчные граммв зависимости от того, что гид по стилю (если есть) управляет написанием документа. Строчные буквы используются в США. Центры по контролю и профилактике заболеваний и другие режимы стиля, такие как AMA стиль.[26] Словари могут использовать строчные буквы,[27][28] верхний регистр,[29][30][31][32] или оба.[33][34] Верхний регистр Грамположительный или же Грамотрицательный использование также распространено во многих научный журнал статьи и публикации.[34][35][36] Когда статьи отправляются в журналы, каждый журнал может применять или не применять собственный стиль к постпринт версия. Препринт версии содержат тот стиль, который использовал автор. Даже режимы стиля, в которых прилагательные используются в нижнем регистре грамположительный и грамотрицательный по-прежнему обычно используют капитал для Окраска по Граму.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Колко, Р. (2005). «Окрашивание по Граму». Текущие протоколы в микробиологии. 00 (1): Приложение 3C. Дои:10.1002 / 9780471729259.mca03cs00. ISBN 978-0471729259. PMID 18770544.
- ^ а б Beveridge, T. J .; Дэвис, Дж. А. (ноябрь 1983 г.). "Сотовые ответы Bacillus subtilis и кишечная палочка к окраске по Граму ". Журнал бактериологии. 156 (2): 846–58. Дои:10.1128 / JB.156.2.846-858.1983. ЧВК 217903. PMID 6195148.
- ^ Австриец Р. (1960). «Окраска по Граму и этиология крупозной пневмонии, историческая справка». Бактериологические обзоры. 24 (3): 261–265. Дои:10.1128 / MMBR.24.3.261-265.1960. ЧВК 441053. PMID 13685217.
- ^ Грамм, Ганс Кристиан (1884). "Über die isolierte Färbung der Schizomyceten in Schnitt- und Trockenpräparaten". Fortschritte der Medizin (на немецком). 2: 185–189..
Английский перевод на: Брок, Т. Д. (1999). Основные этапы развития микробиологии 1546–1940 гг. (2-е изд.). ASM Press. С. 215–218. ISBN 978-1-55581-142-6.
Перевод также находится по адресу: Брок, Т. "Пионеры в области медицинских лабораторных исследований: Кристиан Грам 1884". HOSLink.com. Получено 27 июля 2010. - ^ а б Райан, К. Дж .; Рэй, К. Г., ред. (2004). Шеррис Медицинская микробиология (4-е изд.). Макгроу Хилл. стр. 232f. ISBN 978-0838585290.
- ^ а б c d Madigan, M.T .; Мартинко, Дж .; Паркер, Дж. (2004). Биология микроорганизмов Брока (10-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 978-0-13-066271-2.
- ^ Беверидж, Т. Дж. (2001). «Использование окраски по Граму в микробиологии». Биотехника и гистохимия. 76 (3): 111–118. Дои:10.1080/714028139. PMID 11475313.
- ^ Эль-Гарнал, А. Х .; Аль-Отайби, С.Р .; Alshamali, A .; Abdulrazzaq, A .; Najem, N .; Фузан, А. А. (2009). «Полимеразная цепная реакция не лучше, чем окраска по Граму для диагностики гонококкового уретрита». Индийский журнал дерматологии, венерологии и лепрологии. 75 (1): 101. Дои:10.4103/0378-6323.45243. PMID 19177703.
- ^ Søgaard, M .; Nørgaard, M .; Шёнхейдер, Х. (2007). «Первое уведомление о положительных посевах крови: высокая точность отчета о окрашивании по Граму». Журнал клинической микробиологии. 45 (4): 1113–1117. Дои:10.1128 / JCM.02523-06. ЧВК 1865800. PMID 17301283.
- ^ Блэк, Жаклин Г. (1993). Микробиология: принципы и исследования. Прентис Холл. п. 65.
- ^ «Медико-химическая корпорация». Med-Chem.com. Получено 9 марта 2016.
- ^ Лебоффе, Майкл (2014). Лаборатория микробиологии Теория и применение (3-е изд.). Энглвуд, Колорадо: Morton Publishing Company. п. 105. ISBN 978-1617312809.
- ^ «Теория пятен - какой протравой не является». StainsFile.info. Архивировано из оригинал 9 марта 2016 г.. Получено 9 марта 2016.
- ^ "Окраска по Граму". Microbugz. Общественный колледж Остина. Получено 2017-05-26.
- ^ а б c Тим, Сэндл (21 октября 2015 г.). Фармацевтическая микробиология: основы обеспечения качества и контроля качества. ISBN 9780081000229. OCLC 923807961.
- ^ а б Харди, Джей; Мария, Санта. "Удачное пятно Грама" (PDF). Диагностика Харди.
- ^ Дэвис, Дж. А .; Андерсон, Г. К .; Beveridge, T. J .; Кларк, Х.С. (ноябрь 1983 г.). «Химический механизм окрашивания по Граму и синтез нового электронно-непрозрачного маркера для электронной микроскопии, который заменяет йодную протраву красителя». Журнал бактериологии. 156 (2): 837–845. Дои:10.1128 / JB.156.2.837-845.1983. ЧВК 217902. PMID 6195147.
- ^ а б c Бреннер, Дон Дж .; Krieg, Noel R .; Стейли, Джеймс Т. (26 июля 2005 г.) [1984]. Гаррити, Джордж М. (ред.). Вступительные эссе. Руководство Берджи по систематической бактериологии. 2А (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. п. 304. ISBN 978-0-387-24143-2. Британская библиотека № GBA561951.
- ^ Гальперин, Михаил Юрьевич (27 декабря 2013 г.). «Геномное разнообразие спорообразующих фирмикутов». Микробиологический спектр. 1 (2). Дои:10.1128 / microbiolspectrum.tbs-0015-2012. ISSN 2165-0497. ЧВК 4306282. PMID 26184964.
- ^ Хашем, Хэмс Х. «Практическая медицинская микробиология». Университет Аль-Кадисия.
- ^ «Кислотостойкое пятно». www2.Highlands.edu. Колледж Джорджии Хайлендс. Архивировано из оригинал 10 июня 2017 г.. Получено 10 июн 2017.
- ^ а б c Беверидж, Терри Дж. (Март 1990 г.). «Механизм вариабельности грамма у избранных бактерий» (PDF). Журнал бактериологии. 172 (3): 1609–1620. Дои:10.1128 / jb.172.3.1609-1620.1990. ЧВК 208639. PMID 1689718. Получено 24 января 2020.
- ^ Блэк, Жаклин (2012). Микробиология: принципы и исследования (8-е изд.). Джон Вили и сыновья. п. 68. ISBN 978-0-470-54109-8.
- ^ Reynolds, J .; Moyes, R. B .; Брейквелл, Д. П. (2009). «Приложение 3». Дифференциальное окрашивание бактерий: кислотостойкое окрашивание. Текущие протоколы в микробиологии. Приложение 3. С. H. Дои:10.1002 / 9780471729259.mca03hs15. ISBN 978-0471729259. PMID 19885935. S2CID 45685776.
- ^ Уоддингем, Энн (28 августа 2014 г.). Правила New Hart: руководство по стилю Oxford. Издательство Оксфордского университета. п. 105. ISBN 978-0199570027.
- ^ «Предпочтительное использование». Руководство по стилю журнала Emerging Infectious Diseases. Центры по контролю и профилактике заболеваний.
- ^ «Иллюстрированный медицинский словарь Дорланда» (32-е изд.). Эльзевир. Получено 5 июн 2020. Используйте такие условия поиска, как грамотрицательный.
- ^ «грамположительный», Merriam-Webster.com, Encyclopdia Britannica, Inc.
- ^ «Грамположительный». CollinsDictionary.com. HarperCollins.
- ^ "Окраска по Граму". Lexico.com. Издательство Оксфордского университета.
- ^ «Грамположительный». MedicineNet.
- ^ «Грамотрицательный / положительный». BusinessDictionary.com.
- ^ "грамположительный или грамположительный". Словарь американского наследия. Хоутон Миффлин.
- ^ а б «Грамположительный». Dictionary.com.
- ^ Браун, Лиза; Wolf, Julie M .; Прадос-Росалес, Рафаэль; Касадеваль, Артуро (2015). «Через стену: внеклеточные везикулы в грамположительных бактериях, микобактериях и грибах». Обзоры природы Микробиология. 13 (10): 620–630. Дои:10.1038 / nrmicro3480. ЧВК 4860279. PMID 26324094.
- ^ Мюллер, Кристен Л. (12 июня 2015 г.). «Обнаружение грамотрицательных бактерий». Наука. 348 (6240): 1218. Дои:10.1126 / science.348.6240.1218-о.
внешняя ссылка
Викискладе есть медиафайлы по теме Пятна по Граму. |
Викибук Школьная наука есть страница по теме: Окрашивание по Граму |