Artikel
Metileenblou as anaerobiese en suurstofaanwyser: wat die kleurverandering bewys
'n Tegnikus verseël 'n anaerobiese houer, kontroleer die metileenblou-aanwyserstrook deur die deksel en sien wat sy wil sien. Die strook het van blou na wit verander. Sy teken die lopie as anaerobies aan en gaan voort. Twee dae later toon een plaat geen groei nie, terwyl 'n verseëlde buis met voedingsbouillon in dieselfde houer tekens van suurstofblootstelling toon. Die strook het die waarheid vertel. Sy het dit die verkeerde vraag gevra.
Die verwarring lê by die begrippe. 'n Anaerobiese metileenblou-aanwyser berus op 'n redoksbegrip, nie op 'n steriliteitsbegrip of die validering van 'n hele stelsel nie. Sodra dié onderskeid duidelik is, word die strook 'n presiese en eerlike instrument met 'n beperkte taak.
Die begrip: 'n omkeerbare redokspaar
Opgeloste metileenblou bestaan in twee toestande. Die geoksideerde vorm is die bekende blou katioon. Die gereduseerde vorm, wat leukometileenblou genoem word, is kleurloos. Naby neutrale pH behels die vereenvoudigde halfreaksie een blou katioon plus een proton plus twee elektrone wat een kleurlose leukomolekule lewer. Die formele potensiaal is naby plus 11 millivolts teenoor die standaardwaterstofelektrode by pH 7. Dit plaas dit binne 'n gebied wat baie reducerende stelsels kan bereik en waar suurstof die reaksie kan omkeer.
Reduksie vereis 'n lae plaaslike redokspotensiaal. Die verwydering van suurstof alleen is nie altyd genoeg nie. Vroeë werk oor anaerobiose het bevind dat metileenblou in gewone suurstofvrye water sy kleur behou het tensy 'n reducerende stof teenwoordig was. Mengsels van dekstrosebouillon met ongeveer 0.01 persent kleurstof het maklik by 37 C ontkleur, terwyl dieselfde mengsel by 4 C 'n dag lank blou gebly het, soos berig in eksperimente met vars weefsel en anaerobiese kweektoestande. Temperatuur, pH, glukose, askorbaat, tioglikolaat en mikrobiese reducerende aktiwiteit bepaal almal of die elektrone beskikbaar is.
Heroksidasie vereis slegs suurstof. Wanneer lug die leukovorm bereik, verander dit weer na blou. Moderne doelontwerpte aanwysers benut presies hierdie siklus: kleurstof plus reduseermiddel plus 'n stabiliserende matriks, kleurloos by lae suurstofvlakke en weer blou by blootstelling aan lug, soos gedemonstreer in 'n hibriede metileenblou-suurstofaanwyser gebaseer op kleurstof, reduseermiddel, oppervlakaktiewe middel en klei. Daardie prototipe het 0.01 millimolar kleurstof met 2.0 millimolar askorbaat of glukose by pH 11 gebruik, het naby 0.5 volume-persent suurstof kleurloos geword en het in sy toetskamer tussen suurstofvlakke onder 0.1 persent en bo 0.5 persent onderskei.
Die werkingsbeginsel is dus eenvoudig. Blou beteken dat die aanwysersone geoksideer is. Kleurloos beteken dat die aanwysersone reducerende toestande met min suurstof bereik het. Die verandering is omkeerbaar, plaaslik en chemies. Op sigself sê dit niks oor mikrobes nie.
Hoe 'n metileenblou-aanwyserstrook in 'n anaerobiese houer werk
'n Metileenblou-aanwyserstrook vir 'n anaerobiese houer is 'n klein reaksiesone wat in die houer se atmosfeer geplaas word waar dit gesien kan word sonder om die houer oop te maak. Kommersiële formate verskil: papierstroke, tablette wat tydens opstelling opgelos of benat word, en nuwer hibriede papiere. Sommige vereis een druppel gedistilleerde water om die reaksiesone te aktiveer. Ander is droëformaattoestelle wat droog moet bly. Die instruksieblad vir die spesifieke produk is deurslaggewend, omdat hidrasie, plasing en afleestyd deel van die chemie is.
Die bedoelde aflesing is in die praktyk binêr. Blou beteken dat suurstof of onvoldoende reducerende toestande by die strook voortduur. Wit of kleurloos beteken dat anaerobiese redokstoestande by die strook gevestig is. 'n Paar kommersiële papiere bevat 'n rooi agtergrondpigment, sodat hul gereduseerde eindpunt pienk eerder as wit vertoon. Weet watter eindpunt jou produk beloof voordat jy dit beoordeel.
Die tydsverloop wissel volgens die stelsel. In een GasPak-tipe opstelling het die kleur binne ongeveer 'n uur begin verbleik en binne 'n paar uur heeltemal verdwyn, terwyl 'n gekontroleerde vergelyking by kamertemperatuur meer as ses uur vir metileenblou vereis het. Die redokspotensiaal van die media in daardie werk het binne 60 tot 100 minute ongeveer minus 100 millivolts bereik, lank voordat die kleurstof klaar verander het, en was ver onder minus 200 millivolts teen die tyd dat die strook heeltemal kleurloos geword het. Die aanwyser loop agter die atmosfeer aan. 'n Blou strook na een uur bewys nie mislukking nie, en 'n wit strook na ses uur beskryf die strook op daardie tydstip.
Plasing is om dieselfde rede belangrik. Hou die strook in die kopruimte, sigbaar deur die deksel, weg van agaroppervlakke en kweekmedia. Dit weerspieël sy onmiddellike omgewing. Plaas dit plat teen 'n koue wand, begrawe dit onder plate of laat kondensaat dit deurweek, en dit weerspieël daardie mikro-omgewing eerder as die houer.
Wat die strook aandui en wat dit nie aandui nie
Beskou die metileenblou-aanwyser in die anaerobiese houer as een sensor op een plek. Dit stel die plaaslike redoks- en suurstoftoestande by sy eie reaksiesone vas. Dit is breedweg verteenwoordigend van die kopruimte as vermenging en ewewigsinstelling voldoende is. Enigiets daarbuite is 'n afleiding, en afleidings vereis afsonderlike bewyse.
'n Kleurlose strook stel nie steriliteit vas nie. Steriliteit is die afwesigheid van lewensvatbare organismes, wat deur gevalideerde sterilisasie en kontroles vir kweekvalidering bewys word. 'n Houer kan volledig anaerobies en steeds besmet wees, of volledig steriel en steeds aerobies wees.
Dit valideer nie elke deel van die kweekstelsel nie. Opgeloste suurstof binne 'n verseëlde buis, suurstof wat in diep agar vasgevang is, gradiënte in 'n volgepakte houer en 'n lekkasie wat ná die aflesing ontstaan, word nie deur een strook gedek nie. Ruimtelike eksperimente het aangrensende blou en kleurlose sones in dieselfde houer getoon waar suurstofindringing en reducerende aktiwiteit verskillend gebalanseer was. Een punt kan nie 'n volume sertifiseer nie.
Dit bewys nie ononderbroke anaerobiose nie. 'n Strook wat een keer tydens opstelling afgelees word, sê niks oor die twintigste uur nie. Onlangse werk oor anaerobiese gehalte waarsku dat chemiese aanwysers die atmosfeer beskryf op die oomblik wanneer hulle afgelees word en bevredigend kan lyk ondanks klein hoeveelhede oorblywende suurstof. Deurlopende dokumentasie of dokumentasie by kontrolepunte, nie 'n enkele vlugtige blik op die eindpunt nie, is wat die strook aan die inkubasie koppel.
Vir die gepaardgaande chemie agter die kleurverandering, sien hoe metileenblou tussen geoksideerde en gereduseerde toestande wissel. Vir hoe suurstof monsterhantering in die breër sin beïnvloed, sien suurstofbeheer in mikroskopie en kweekwerk.
'n Diagram om langs die houer te hou
Die figuur hieronder vat die artikel in een werkbankverwysing saam. Drie toestande van dieselfde strook, die twee rigtings van die reaksie en die grens tussen aanwyserbewyse en stelselvalidering.
| Waarneming | Geldige vertolking | Vereiste volgende stap |
|---|---|---|
| Strook blou ná die tyd wat vir die produk gespesifiseer is | Anaerobiose by die strook nie geverifieer nie | Kontroleer die seël, sakkieaktivering en -kapasiteit, katalisator waar toepaslik, strookhidrasie en vervaldatum; moenie kulture reeds vertolk nie |
| Strook verbleik oor ure en bly dan kleurloos | Reducerende toestande op daardie tydstip by die strook gevestig | Teken tyd en kleur aan; handhaaf kontrolepunte tydens inkubasie |
| Strook kleurloos voor oopmaak, blou ná oopmaak | Verwagte heroksidasie by blootstelling aan lug | Behou die aflesing voor oopmaak as die eindpunt; moenie die lopie terugwerkend afkeur nie |
| Strook kleurloos, maar 'n buis lyk geoksideer | Slegs 'n plaaslike aflesing | Beoordeel die buis op grond van sy eie bewyse; kontroleer gradiënte, opgeloste suurstof en belading |
| Enige strookkleur met groei of geen groei | Geen gevolgtrekking oor steriliteit of lewensvatbaarheid nie | Gebruik afsonderlike steriliteits- en lewensvatbaarheidskontroles |
Faalwyses wat die strook blou hou of valse gerusstelling bied
Die meeste mislukkings val in vyf groepe. Elkeen het 'n kenmerkende patroon.
'n Lekkende houer of sak voer voortdurend suurstof na die reaksiesone. Die strook bly blou of word weer blou nadat dit verbleik het. Kontroleer die deksel, pakking, klampe en seëloppervlakke voordat jy die chemie blameer.
'n Uitgeputte of verkeerd geaktiveerde gasgenerator verwyder nooit die suurstof nie. In ouer watergeaktiveerde stelsels was die afwesigheid van kondensasie teen ongeveer 10 tot 15 minute en geen verwarming van die deksel teen ongeveer 20 tot 40 minute vroeë waarskuwingstekens vir daardie stelsel. 'n Te klein sakkie in 'n oorlaaide houer faal op dieselfde manier.
'n Vergiftigde katalisator is slegs van toepassing op ouer stelsels met waterstof en palladium, waar palladium waterstof en suurstof tot water laat reageer. Vog en waterstofsulfied verswak dit. Baie huidige sakkies gebruik glad nie palladium nie; moet dus nie hierdie regstelling toepas waar dit nie hoort nie.
'n Afgebreekte of verkeerd gehanteerde strook faal ongemerk. Kleurstof en reduseermiddel verloor hul omkeerbaarheid tydens berging. Dit is een rede waarom hibriede formulerings ontwikkel is om verbleiking deur lig en verlies tydens berging te weerstaan. Verwerp voorraad wat verval het, voorraad met 'n abnormale beginkleur en stroke wat benat is wanneer hulle droog moet wees of droog gelaat is wanneer hulle benat moet word.
'n Gradiënt of vertraging mislei die leser eerder as die chemie. Swak vermengde kopruimte, verseëlde buise met opgeloste suurstof en halfvaste media behou elk hul eie toestande langer as wat die strook aandui. Resasurienstroke verander deur pienk na kleurloos en word dikwels as vinniger bemark, maar hul drempels is eie aan hul formulering en kan nie op metileenblou toegepas word nie.
Kontroles en 'n afleesprotokol wat die moeite werd is om oor te neem
Twee goedkoop kontroles vang die meeste verkeerde aflesings op. Hou 'n vars lugkontrolestrook in kamerlug langs die lopie. 'n Werkende metileenbloustrook bly daar blou. Sommige verpakte aanwysers is aanvanklik bleek en word blou wanneer die verpakking oopgemaak word, wat op sigself 'n funksietoets is. Plaas ook periodiek 'n vars strook in 'n voorheen gevalideerde anaerobiese opstelling. Dit behoort die gevalideerde gereduseerde eindpunt binne die tyd wat vir die produk gespesifiseer is, te bereik. Indien enige van die kontroles nie soos verwag optree nie, vervang die lot voordat jy houeraflesings vertrou.
Die afleesprotokol volg uit die meganisme. Plaas die strook waar dit in die kopruimte gesien kan word sonder om die houer oop te maak, en volg die produkblad se instruksies oor wandkontak en benatting. Teken die beginkleur, die tyd waarop die houer verseël is en die kleur by die kontrolepunt wat vir die produk gespesifiseer is, aan. Waar die houer dit toelaat, teken aan dat die aanwyser by vasgestelde kontrolepunte tydens inkubasie gereduseer gebly het. Teken die finale kleur onmiddellik voor oopmaak aan. Daardie kleur voor oopmaak is die eindpunt vir die lopie. Verwag dat die strook ná oopmaak weer blou word en moenie toelaat dat dit die geskiedenis herskryf nie.
As die strook ná sy gespesifiseerde tyd blou bly, beskou anaerobiose as ongeverifieer. Kontroleer die ketting in volgorde: seël, sakkie, katalisator indien teenwoordig, aanwyserhidrasie en vervaldatum, en dan die aanwyser se werking teenoor die lugkontrole. Eers wanneer die atmosfeer geverifieer is, behoort groei of geen groei vertolk te word, met 'n anaerobiese kweekopstelling en organismekontroles wat by die toepassing pas.
Die strook verdien die laaste woord binne sy eie terrein. Blou of kleurloos, dit beantwoord een vraag oor een plek op een tydstip. Vra dit daardie vraag volgens skedule, met kontroles daarby, en dit antwoord betroubaar. Vra dit oor steriliteit, oor elke buis of oor die hele inkubasie op grond van 'n enkele blik, en geen aanwyserchemie kan die aflesing red nie.