المختبر الميكروبيولوجي: خطوات عملية لعزل البكتيريا والفطريات والطحالب، واستخدام الأصباغ، وأهميتها في البحث العلمي والتصنيع

معمل الميكروبيولوجيا:

يهدف معمل الميكروبيولوجيا إلى دراسة الكائنات الحية الدقيقة، وهي كائنات حية مجهرية لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. لفهم هذه الكائنات بشكل دقيق، يتطلب الأمر اتباع مجموعة من التقنيات والخطوات المنهجية التي تضمن عزلها، ودراستها، والحفاظ عليها بشكل سليم.

عزل الكائنات الميكروبية وحفظها:

يُعدّ عزل الكائنات الحية الدقيقة الخطوة الأولى في أي دراسة ميكروبيولوجية. يهدف العزل إلى الحصول على مجموعة من الخلايا المتطابقة وراثياً، والمعروفة باسم المزرعة النقية (Pure Culture)، خالية من أي تلوث.

البكتيريا والفطريات: تُعزل البكتيريا والفطريات غالبًا باستخدام تقنيات مثل التخطيط على الأطباق (Streaking)، حيث يتم نشر العينة على سطح وسط غذائي صلب. بمرور الوقت، تنمو كل خلية بكتيرية أو بوغ فطري إلى مستعمرة مرئية، يمكن أخذها وزراعتها مرة أخرى للحصول على مزرعة نقية.
الطحالب: تُعزل الطحالب من عينات المياه أو التربة باستخدام تقنيات خاصة تعتمد على خصائصها الفيزيائية، مثل استخدام أوساط غذائية سائلة أو صلبة تسمح بنمو أنواع معينة منها فقط.
الحفظ: بعد الحصول على المزرعة النقية، يجب حفظها بطرق تضمن بقاءها حية لفترات طويلة. تُستخدم تقنيات مثل التجميد العميق (Cryopreservation) أو التجفيف بالتجميد (Lyophilization) للحفاظ على هذه المجموعات لاستخدامها في الأبحاث المستقبلية.

تحضير الأوساط الغذائية:

تُعدّ الأوساط الغذائية بمثابة "طعام" الكائنات الحية الدقيقة في المختبر، وهي ضرورية لنموها وتكاثرها.

الأوساط السائلة: تُستخدم الأوساط السائلة لدراسة نمو الميكروبات، وتُعرف باسم المَرَق (Broth).
الأوساط الصلبة: تُحضّر بإضافة مادة صلبة مثل الآجار (Agar) إلى الوسط السائل. تُستخدم هذه الأوساط لزراعة الميكروبات على الأطباق، مما يسمح بتكوين مستعمرات مرئية ودراسة خصائصها المورفولوجية.
التحضير: يتضمن تحضير الأوساط الغذائية مزج المكونات الغذائية الضرورية، مثل الكربوهيدرات والبروتينات والأملاح، ثم تعقيمها باستخدام المعقم البخاري (Autoclave) للقضاء على أي كائنات دقيقة غير مرغوب فيها.

الأشكال المورفولوجية للمستعمرات الميكروبية:

تُعدّ الخصائص المظهرية للمستعمرات النامية على الأوساط الصلبة أحد أهم الأدوات في علم الميكروبيولوجيا لتصنيف الكائنات الحية الدقيقة.

البكتيريا: تختلف مستعمرات البكتيريا في الشكل (دائرية، غير منتظمة)، والحجم، واللون، والملمس (لامعة، غير لامعة)، وحافة المستعمرة (ناعمة، مموجة).
الفطريات: تظهر مستعمرات الفطريات عادةً بشكل مختلف عن البكتيريا. فهي تكون أكبر حجمًا، غالبًا ما تكون ذات ملمس زغبي أو قطني، ولها ألوان متنوعة.
الطحالب: تُكوّن الطحالب مستعمرات ذات ألوان مميزة (أخضر، أزرق مخضر)، وغالبًا ما تُكون طبقة رقيقة على سطح الوسط الغذائي أو تنمو بشكل متفرق.

الأصباغ الميكروبية وعزل المادة الوراثية:

تُستخدم تقنيات متقدمة لدراسة الميكروبات على المستوى الجزيئي.

الأصباغ الميكروبية: تُستخدم الأصباغ لتلوين الخلايا الميكروبية لتسهيل رؤيتها تحت المجهر. من أشهر هذه الأصباغ صبغة غرام (Gram Stain)، التي تُستخدم لتمييز البكتيريا إلى مجموعتين: موجبة غرام (Gram-positive) وسالبة غرام (Gram-negative)، بناءً على تركيبة جدارها الخلوي.
عزل المادة الوراثية: تُعدّ خطوة أساسية في علم الأحياء الدقيقة الجزيئي. يتم عزل الحمض النووي (DNA) أو الحمض النووي الريبوزي (RNA) من الخلايا الميكروبية. تُستخدم هذه المادة الوراثية لاحقاً في تقنيات مثل تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) لتحديد هوية الكائنات الدقيقة أو دراسة جيناتها.