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Protocolli BioLab.4

Preparazione dei campioni

  • Aggiungere ad 1L di latte pastorizzato un'aliquota di probiotici di ceppi diversi forniti dall’Istituto di Igiene e Microbiologia dell’ Università degli Studi di Urbino, per ottenere una concentrazione finale di 108-109 UFC/mL

  • Diluire 10, 100 volte il campione iniziale di latte.

  • Aggiungere ad 1L di siero di latte un'aliquota di probiotici di ceppi diversi forniti dall’Istituto di Igiene e Microbiologia dell’ Università degli Studi di Urbino, per ottenere una concentrazione finale di 108-109 UFC/mL

  • Diluire 10, 100 volte il campione iniziale di siero di latte.

 

Misura del pH 

  • Misurare il pH del latte pastorizzato e del siero di latte con e senza aggiunta del probiotico ai tempi  t0, t1, t2, t3, t4 . 

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Carica batterica totale

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Prova della reduttasi

  • Diluire 1,25 mL di blu di metilene in 200 mL di acqua distillata sterile.

  • Preparare una provetta per sterile per ogni campione di latte e di siero, più due provette per il controllo positivo e negativo.

  • Distribuire i campioni e i reattivi come segue:

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  • Tappare la provetta e agitare capovolgendo più volte la provetta. 

  • Incubare a bagnomaria a 40°C.

  • Osservare  la colorazione ogni mezz’ora, e annotare il tempo impiegato per la decolorazione del campione. Verificare anche i controlli.

  • Agitare la provetta prima di rimetterla nel bagnomaria.

  • Ripetere i punti da 1 a 7 secondo i  tempi indicati in tabella:

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Saggio della resazurina

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Preparazione della resazurina

  • Sciogliere in bagnomaria bollente 0,1 g di resazurina in polvere in 200 mL di acqua distillata. 

  • Conservare a 4°C e diluire a 10-1 al momento dell’uso.

 

Metodo 

  • Preparare una provetta per sterile per ogni campione di latte e di siero, più due provette per il controllo positivo e negativo.

  • Distribuire i campioni e i reattivi come segue:

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  • Tappare la provetta e agitare capovolgendo più volte la provetta. 

  • Incubare a bagnomaria a 40°C.

  • Osservare il viraggio del colore della resazurina entro 10 minuti:

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  • Ripetere i punti da 1 a 5 secondo i tempi indicati in tabella:

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Metodo per la determinazione turbidimetrica

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A. Taratura dello strumento

  • Accendere lo spettrofotometro e la lampada al tungsteno (visibile)

  • Regolare la lunghezza d’onda a 580 nm e lascire scaldare lo strumento per alcuni minuti

  • Preparare una postazione sotto cappa a flusso laminare

  • Trasferire 1 mL di terreno di coltura sterile all’interno di una cuvetta vuota

  • Effettuare una taratura dello strumento utilizzando la cuvetta preparata (lettura in “bianco”)

B. Allestimento della curva standard

  • Utilizzare una delle provette contenete la coltura del microrganismo:

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  • Agitare la sospensione microbica, prelevarne 2 mL e diluirlo con 2 mL  dello stesso terreno di coltura sterile (diluizione 1:2)

  • Ripetere le diluizione  da 1:2 a 1: 16

  • Prelevare sterilmente 2mL da ciascuna diluizione e metterli all’interno delle cuvette.

  • Leggere allo spettrofotometro i valori di assorbanza e annotarli in una tabella.

  • Prelevare sterilmente con un’ansa sterile una goccia di sospensione microbica da  ciascuna diluizione del punto 3 ed effettuare una conta su vetrino di Thomas-Zeiss

  • Annotare in tabella il numero di cellule corrispondenti al valore di assorbanza di ciascuna diluizione

  • Riportare i dati di assorbanza e di conta microscopica diretta ottenuta al punto 5 e 6 in un grafico e tracciare la curva standard

C. Determinazione della curva di crescita mediante turbidimetria

  • Utilizzare le provette contenenti i diversi campioni  in esame e prelevare sterilmente 2 mL  da ciascuna e metterli in cuvetta.

  • Leggere allo spettrofotometro  i valori di assorbanza corrispondenti a ciascuna cuvetta.

  • Riportare i valori di assorbanza sulla curva di taratura e leggere i corrispondenti valori di conta totale

PROVE DI CONFERMA 1: IDENTIFICAZIONE CON COLORAZIONE GRAM

 

Mediante colorazione di Gram, si distinguono batteri che si colorano in violetto (Gram-positivi) e quelli che si decolorano con trattamento mediante acetone e alcool, preceduto dallo iodio, e che si colorano in rosa (Gram-negativi) dopo applicazione di un secondo colorante (fucsina o safranina). Le proprietà dei Gram-positivi di trattenere il violetto sembra legata alla diversa permeabilità della membrana cellulare. Alcuni Gram-positivi possono perdere la capacità di trattenere il colorante viola e appaiono, di conseguenza, colorati in rosa.


 

    Procedimento:

  1. Lavorare sotto cappa a flusso laminare o in prossimità di un becco di Bunsen

  2. Preparazione dello striscio: prelevare con un’ansa sterile una piccola porzione di una colonia ( oppure una goccia di sospensione microbica se il terreno è liquido) e porla al centro di un vetrino portaoggetti

  3. Spandere delicatamente la goccia sul vetrino

  4. Far asciugare il vetrino contenente lo striscio tenendolo in alto vicino alla fiamma del bunsen

  5. Predisporre una vaschetta per la colorazione e appoggiare i vetrini su due vetrini o su una griglia

  6. Versare con un contagocce la soluzione di cristalvioletto fino a coprire lo striscio

  7. Lasciare a riposo per 1 minuto

  8. Lavare con acqua distillata

  9. Versare con un contagocce la soluzione di Lugol fino a coprire lo striscio

  10. Lasciare a riposo per 1 minuto

  11. Lavare con alcol

  12. Versare con un contagocce la soluzione di safranina ( o fucsina basica) fino a coprire lo striscio

  13. Lasciare a riposo per 1 minuto 

  14. Lavare con acqua distillata

  15. Asciugare il vetrino all’aria o delicatamente con carta assorbente

  16. Aggiungere una goccia di olio per immersione e osservare al microscopio

 

I batteri che trattengono il cristalvioletto appaiono blu-viola (Gram-positivi), mentre quelli che perdono la prima colorazione diventano rosa (Gram-negativi). 

 

IDENTIFICAZIONE BIOCHIMICA

 

L’identificazione per via biochimica è il metodo più conveniente per riconoscere generi e specie. 

Sono state proposte molte procedure. Una delle più conosciute è quella di King-Weaver (1972), che prescrive:

  • per i Gram-positivi, le reazioni di fermentazione del glucosio, catalasi, ossidasi, formazione di spore, mobilità;

  • per i Gram-negativi, le reazioni di utilizzazione del glucosio, catalasi, ossidasi, mobilità, crescita su MacConkey Agar.

 

  1. Prova dell’ossidasi: I batteri che posseggono l’enzima citocromo ossidasi, in presenza di ossigeno, ossidano il substrato contenuto nella striscia, incolore allo stato ridotto, con formazione di un composto colorato. Il test dell’ossidasi è particolarmente indicato per la caratterizzazione dei batteri Gram negativi.

Procedimento: 

  • 1. Munirsi di piastre con le colture da sottoporre al test

  • 2. Osservare se le colture sono pure e se vi è crescita sufficiente. 

  • 3. Inumidire una porzione della striscia con 2 gocce di acqua distillata. 

  • 4. Toccare una colonia con un ansa di plastica o con un bastoncino di vetro, sterili e strisciare sulla porzione di carta inumidita. 

LETTURA ED INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI

Esaminare l’area inoculata della striscia per lo sviluppo di una colorazione da blu a grigio-blu entro 30 secondi. Organismi ossidasi positivi: sviluppo di una colorazione da blu a grigio-blu entro 30 secondi. Organismi ossidasi negativi: nessuno sviluppo di colore entro 30 secondi.

 

  • Prova della catalasi

Il test della catalasi (enzima che favorisce la scissione del perossido d’idrogeno in ossigeno e acqua) può essere fatto su vetrino (stemperando in una goccia di acqua ossigenata al 3% una piccola quantità di patina colturale e osservando la formazione di bolle di ossigeno) oppure in provetta (aggiungendo alcune gocce della soluzione di acqua ossigenata). Questa seconda possibilità evita la formazione di aerosol pericolosi con germi patogeni. L’aggiunta del reattivo impedisce comunque ulteriori trapianti.


 

  • Prova della fermentazione del glucosio

 

L’utilizzazione del glucosio, per distinguere se avviene per fermentazione o per ossidazione esige una metodica particolare. Il terreno è un agar semisolido in alto strato di colore verde (Hugh-Leifson). 

  • Si semina la patina colturale con l’ago, per infissione, in due provette. A una provetta si aggiungono 2 ml di olio di vaselina sterile, per creare l’anaerobiosi. 

  • Dopo incubazione a 37 °C per 24 ore, un viraggio al giallo in entrambe le provette indica “fermentazione” (F), un viraggio nella sola provetta senza olio indica “ossidazione” (O), una crescita microbica senza viraggi indica negatività alla saccarolisi (-).


 

  • Aesculin bile test: 

Test rapido per evidenziare l'idrolisi dell'esculina. È in confezione contenete 30 provette con terreno essiccato. Aesculin Bile Test contiene un terreno diagnostico selettivo per la determinazione degli streptococchi di gruppo D. Questi microrganismi crescono in presenza di sodio azide e sono in grado di idrolizzare l'esculina a glucosio ed aglicone 6-7 diidrossicumarina: l'aglicone reagisce con i sali di ferro nel terreno, conferendo una colorazione nera.

Procedimento 

  •  Prelevare una confezione dal frigorifero, prendere una o più provette e lasciarle per alcuni minuti sul banco di lavoro fino a raggiungere la temperatura ambiente. 

  • Aggiungere 0.3 mL di PHYSIOLOGICAL SOLUTION (cod. 20095) nelle provette. 

  • Utilizzando un' ansa sterile sospendere una colonia batterica ben isolata nel terreno di coltura contenuto nella provetta. 

  • Chiudere le provette ed incubare a 36 ± 1 °C per 18 ore, fino ad un massimo di 24 ore.

  • Interpretare i risultati secondo la tabella

Colore del terreno AESCULIN BILE TEST

Nero -> Positivo 

Incolore ->  Negativo 
 

  • Prova della presenza dell’enzima coagulasi

La prova evidenzia l’attività coagulante esercitata dagli stafilococchi potenzialmente patogeni sul plasma. Tale attività è dovuta ad almeno due fattori: coagulasi libera (enzima extracellulare) e coagulasi legata o clumping factor (antigene della parete cellulare).

L’enzima è presente nella maggior parte dei biotipi, appartenenti alla specie Staphylococcus aureus e in biotipi appartenenti alle specie St. intermedius e St. hyicus, opportunisti patogeni per gli animali ed è sempre assente nelle specie saprofite e commensali.

  • Prelevare con un’ansa sterile una colonia cresciuta su Agar Nutritivo, stemperarla in Brodo Nutritivo  o in Infuso Cuore Cervello. Incubare a (36 ± 1) °C per (22 ÷ 26) ore.

  • Dosare in una provetta sterile 0,5 mL di plasma EDTA o plasma citrato  e 0,5 mL della brodocoltura sviluppatasi in Brodo Nutritivo o in Infuso Cuore Cervello, utilizzando pipette sterili.

In alternativa, 

  • emulsionare 2–4 colonie, cresciute su Agar Nutritivo, nella provetta contenente il plasma EDTA o citrato;

  •  miscelare delicatamente ed incubare a (36 ± 1) °C, preferibilmente in bagno termostatato. 

  • Durante le prime 4 ore d’incubazione, effettuare la lettura ogni ora, inclinando la provetta da un lato con cura e senza agitare. 

Nei due terzi o in tutto il mezzo colturale la presenza dell’enzima coagulasi è rivelata da un coagulo ben gelificato. Se la prova risulta negativa, incubare ancora la provetta e ripetere la lettura dopo altre (22 ÷ 26) ore.

Il test in provetta accerta sia la coagulasi libera sia la coagulasi legata.

  • Prova per la ricerca della coagulasi legata

Prelevare con un’ansa sterile una colonia cresciuta su Agar Nutritivo, stemperarla in una goccia d’acqua su un vetrino portaoggetti. Miscelare la sospensione ottenuta con un’ansata di plasma EDTA o plasma citrato. Gli Stafilococchi positivi alla coagulasi legata producono ammassi macroscopici entro (5 ÷ 15) sec. Se un biotipo è positivo alla coagulasi legata è sicuramente positivo anche alla coagulasi libera, se è negativo alla coagulasi legata può essere sia negativo che positivo alla coagulasi libera; pertanto è necessario confermare la prova su vetrino con quella in provetta.

Il test è indicato come tecnica di screening in presenza di numerosi campioni.

http://old.iss.it/binary/aqua/cont/MET%20STAF_14aprile2005.1161351665.pdf

Prova di conferma 2: Caratterizzazione delle attività enzimatiche/fermentative mediante API system 

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I ceppi oggetto di studio saranno  oggetto di caratterizzazione metabolica mediante gallerie API (bioMérieux, Marcy-l’Etoile, France:

  •  sistema API50 CH per la caratterizzazione di lattobacilli

  • Sistema API20 Strep per la caratterizzazione di  lattococchi. 

Caratterizzazione di Lactobacillus spp. mediante API 50 CH 

Il sistema API 50 CH è un kit standardizzato che consente, attraverso lo studio del metabolismo dei carboidrati da parte dei microrganismi testati, l’identificazione fenotipica di batteri quali Lactobacillus, Lactococcus e generi affini. Il kit è basato su 50 test biochimici ed è utilizzato in associazione con API 50 CHL Medium ed identifica i microrganismi tramite il risultato della fermentazione di 49 zuccheri. La fermentazione è evidenziata da una variazione di colore nella microprovetta (da blu a giallo), dovuta alla produzione di acido in anaerobiosi, rivelata dall’indicatore di pH contenuto nel mezzo utilizzato. 

Preparazione delle gallerie e dell’inoculo

 

  1. Preparare una postazione sotto cappa a flusso laminare

  2. Preparare una scatola di incubazione (fornita dalla BioMérieux) dove allestirela galleria  l’una che devono essere collocate nella vaschetta dopo aver distribuito sul fondo di questa 10 mL circa di acqua sterile

  3. Contrassegnare ogni galleria con il numero della coltura in esame

  4. Prelevare una aliquota da ogni coltura in esame e utilizzarla per allestire una sospensione molto densa in una delle provette contenenti 2 mL di APISuspension Medium

  5. Trasferire un numero definito di gocce (n) della  sospensione preparata al punto 4, fino ad ottenere una torbidità pari al punto 2 della scala di McFarland (corrispondente approssimativamente ad una concentrazione cellulare di 6 ∙ 108 UFC/mL

  6. Inoculare una provetta contenente API50CHL Medium con un numero di gocce 2n della sospensione preparata al punto 4.

  7. Distribuire la sospensione ottenuta al punto precedente in ognuno dei 50 pozzetti del kit API50CHL, utilizzando una pipetta Pasteur sterile, delicatamente avendo cura di riempire tutta la parte anaerobica (tubo), tenendo la vaschetta leggermente inclinata, in modo evitare la formazione di bolle all’interno delle provette stesse

  8. Con l’aiuto di un’altra pipetta Pasteur, distribuire 50 μL di olio di paraffina sterile sopra a ciascuno dei pozzetti del kit API50CHL, in modo da riempire la cupola e creare condizioni di anaerobiosi nel microtubo.

  9. Coprire con l’apposito coperchio

  10. Incubare a 37°C per 48 ore

  11. Verificare la presenza di un viraggio di colore nei pozzetti dopo 24 e 48 ore, e determinare il profilo di fermentazione delle differenti finti di carbonio annotandolo sull’apposita scheda allegata a kit

  12. Per la definizione preliminare delle specie utilizzare le tabelle allegate al kit o collegarsi a:

           https://apiweb.biomerieux.com/login

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Caratterizzazione di Lactococcus spp. mediante API20 Strep

Il sistema API20 Strep e un sistema standardizzato composto da 20 test biochimici ad elevata  discriminazione. Permette di identificare a livello di gruppo o di specie la maggior parte degli streptococchi, degli enterococchi e degli altri germi piu comuni ad essi correlati (Leuconostoc spp, Lactococcus spp, Aerococcus spp. etc.).

La galleria API20 Strep e costituita da 20 microprovette contenenti substrati disidratati per la rivelazione delle attività enzimatiche o della fermentazione degli zuccheri.

 

Preparazione delle gallerie e dell’inoculo

Il kit API è provvisto di una vaschetta da incubazione e da un involucro sterile nel quale si trova

una striscia contenente le 20 microprovette.

  • Sulla base della vaschetta da incubazione vi sono degli alveoli nei quali viene distribuita acqua

distillata o demineralizzata, per impedire l’eccessivo essiccamento delle gallerie durante il periodo d’incubazione.

  • Sopra gli alveoli si  sistemano le cinque strisce di gallerie, facendo attenzione a rispettare la numerazione delle microprovette. La vaschetta è inoltre dotata di una linguetta laterale sulla quale deve essere annotato il numero identificativo del ceppo testato. 

  • I lattococchi in esame conservati a -80°C sono rivitalizzati mediante coltivazione in M17 agar. Una volta ottenuta la coltura fresca in terreno agarizzato, questa  è raccolta con un tampone sterile ed inoculata all’interno di tubi contenenti 2 ml di acqua distillata sterile oppure Api Suspension Medium, fino a raggiungere una concentrazione corrispondente al punto 4 della scala di McFarland (corrispondente approssimativamente ad una concentrazione cellulare di 12 ∙108 UFC/ml).

Inoculo delle gallerie

  • Con il supporto di una pipetta sterile, la sospensione batterica si distribuisce nella prima metà delle microprovette della galleria (test da VP a ADH), tenendo la vaschetta leggermente inclinata, in modo da evitare la formazione di bolle all’interno delle provette stesse. Nella seconda metà delle microprovette (test da RIB a GLYG) si distribuisce invece una soluzione costituita da API GP Medium addizionato con 0,5 ml della soluzione batterica precedentemente preparata.

 

  • Le cupole dei test da ADH a GLYG vengono riempiti con olio di paraffina sterile fino a formare

un menisco convesso. In questo modo si vengono a creare le condizioni di anaerobiosi necessarie alla fermentazione dei carboidrati.

  • Le gallerie cosi preparate sono incubate a 30°C per 24 ore.

Risultati e interpretazione

  • Per alcuni dei compartimenti, si  può semplicemente leggere il cambio di colore subito dopo 24 ore, ma per alcuni si deve mettere i reagenti prima di leggere.

  • Aggiungere i seguenti reagenti a questi scomparti specifici

    1. TDA: una goccia di cloruro ferrico

    2. IND:  una goccia di reagente Kovacs

    3. VP:  una goccia del 40% di KOH (reagente VP 1) e una goccia di reagente VP 2 (α-naftolo) (aspettare 10 minuti prima di considerarlo negativo).

    4. Si ottieni la scala di lettura dell'API (tabella dei colori)

    5. Segnare ogni test come positivo o negativo sul coperchio del vassoio

    6. I pozzetti sono contrassegnati in triplette da triangoli neri, per i quali i punteggi sono assegnati come segue:

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  1. Il profilo di questa combinazione di reazioni è quindi 7031645  (codice a 7 cifre)

  2. Identificare l'organismo utilizzando il catalogo API o apiweb
    VIDEO: lettura di un API20E utilizzando il database online 

https://www.youtube.com/watch?v=PXIis18qN9k

 

 

Identificare l'organismo usando api web :

  1. Avviare Internet Explorer o il browser Web Firefox

  2. Collegarsi a:  https://apiweb.biomerieux.com 

  3. Login:  nome di accesso

  4. Password: la  password scelta

  5. Selezionare il test corretto (ad es. API 20E).

  6. Immettere il profilo numerico per ottenere l'identità.

  7. Registrare l'identità insieme ai commenti (% ID e valore T) sul foglio dei risultati.

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