کلنی کانتر: انواع، اساس، اجزا، موارد استفاده، مثال

کلنی کانتر چیست؟

کلنی کانتر وسیله‌ای است که اغلب برای شمارش کلنی‌های باکتری یا سایر میکروارگانیسم‌ها روی صفحه‌ای که حاوی یک محیط رشد ژلی است، استفاده می‌شود.

میکروبیولوژیست‌ها باید با بحث پر اضطراب شمارش کلنی‌ها مقابله کنند که گاهی اوقات ممکن است با رنگ منحصر به فرد محیط کشت یا خود فرایند شمارش، امری سخت و مبهم شود؛ بنابراین، نیاز به جایگزینی روال‌های ساده و روزمره با روشی بهتر و مؤثرتر برای بهینه‌سازی این رویه‌هاست.

واحد تشکیل کلنی یا CFU یک اندازه‌گیری دقیق برای تعیین تعداد سلول‌های باکتریایی یا میسلیوم در یک نمونه معین است؛ بنابراین، رویکرد شمارش کلنی‌ها، CFUهای قابل دوامی را نظارت و مشخص می‌کند که هنوز می‌توانند از طریق فرایندی مانند تقسیم دوتایی قابل مشاهده، تکثیر شوند.

هدف از شمارش کلنی‌ها

تعیین تعداد تقریبی سلول‌ها در یک نمونه بر اساس تمایل سلول به ادامه رشد و انبساط در حضور عوامل خاص مانند دما و کیفیت محیط تغذیه است. در حالت ایده‌آل، با توجه به شرایط صحیح، یک سلول زنده می‌تواند تکثیر عظیمی را تجربه کند تا به یک کلنی کاملاً توسعه‌یافته تبدیل شود.

مسائل مربوط به شمارش کلنی‌ها

هنگام تلاش برای شمارش کلنی‌های باکتریایی موجود در یک نمونه یا فیلتر، باید به عوامل زیر توجه شود:

• تعداد کلنی‌هایی که همپوشانی ندارند.
• تعداد کلنی‌هایی که همپوشانی دارند.
• تعداد کلنی‌هایی که با لبه‌ها تماس دارند.
• کاهش تعداد به دلیل اختلال.
• اندازه‌ها، شکل‌ها و رنگ‌های مختلف کلنی‌ها.

مجموع موارد ذکر شده در بالا در نهایت پنج عدد خواهد بود.

اهمیت شمارش کلنی‌ها

کسب و کارهای مختلف، از جمله آنهایی که در صنایع غذایی و نوشیدنی هستند، از رویکرد شمارش کلنی‌ها استفاده می‌کنند. برخی از دلایل اهمیت این کار عبارت‌اند از:

• تعیین تعداد کلنی کمک می‌کند تا اطمینان حاصل شود که ترخیص و عرضه محصولات در نهایت هیچ آسیبی و مشکلی ایجاد نمی‌کند.
• اگر افراد متخصص اطلاعات بیشتری در مورد غلظت میکروارگانیسم‌ها در خون خود داشته باشند، ممکن است در مورد مسائل بهداشتی که ممکن است بیمار با آن مواجه شود، اطلاعات بیشتری کسب کنند. می‌توان پیشرفت یک بیماری مسری را تعیین کرد یا حتی می‌توان اثربخشی سیستم ایمنی فرد را تحت نظر قرار داد.

انواع کلنی کانتر

انواع مختلفی از کلنی کانتر ها وجود دارد. برخی از این کلنی کانتر ها دستی هستند، در حالی که برخی دیگر خودکار هستند. چه شمارش دستی باشد یا خودکار، باید از تری فنیل تترازولیوم کلرید (TTC) برای آشکارتر کردن کلنی‌ها  استفاده شود. باکتری‌های زنده TTC را به یک ماده قرمز تیره تبدیل می‌کنند به‌طوری‌که کلنی‌های باکتری‌های رنگی در مقایسه با پس‌زمینه روشن هستند.

کلنی کانتر های دستی

شمارشگرهای دستی و نیمه اتوماتیک به توانایی تکنسین در تشخیص کلنی‌ها و علامت گذاری آنها در بیرون صفحه با استفاده از یک قلم خاص متکی هستند. دستگاه تشخیص و ردیابی کلنی‌ها چنین علامت‌هایی را حفظ می‌کند. اگرچه این رویکرد تا حدودی کمک می‌کند، اما با این وجود زمان بر، آشفته و مستعد اشتباه است.

اجزا و عملکرد کلنی کانتر های دستی

خودکار نشانگر: فشار یک قلم شمارنده روی یک کلنی باعث می‌شود که شمارش توسط یک بوق شنیدنی و پیشروی روی صفحه کامپیوتر ثبت شود.

صفحه نمایش دیجیتال: تعداد کلی مشخص شده توسط قلم شمارنده را منعکس می‌کند.

لنز: به بزرگ‌نمایی کمک می‌کند.

منبع نور: منبع نور پس‌زمینه برای ایجاد روشنایی استفاده می‌شود.

اصل کار کلنی کانتر های دستی

یک صفحه پتری روی یک پد فشار الکترونیکی با نور روشن قرار می‌گیرد و هر کلنی روی صفحه با ضربه زدن روی صفحه با یک خودکار نشانگر خودکار مشخص می‌شود. یک شمارش در صفحه نمایش دیجیتال با فشار لمس ثبت می‌شود. این فشار را می‌توان بر اساس شرایط تغییر داد. این امر جلوگیری از خطای نادیده گرفتن یا شمارش دوباره کلنی‌ها را تسهیل می‌کند.

این تجهیزات همچنین دارای یک گراتیکول برای Wolfheugal، یک دیسک تقسیم بندی و آداپتورهای مرکزی برای صفحات 50 تا 90 میلی‌متری هستند. علاوه بر این، ویژگی‌های اضافه شده شامل پس‌زمینه تاریک برای کلنی‌های شفاف و روشنایی بدون تابش خیره‌کننده است که امکان مشاهده بهینه کلنی‌های محیطی را فراهم می‌کند. همچنین ابزار میانگین‌گیری یکپارچه برای شمارش چند صفحه نیز وجود دارد.

محدودیت‌های کلنی کانتر های دستی

• کار فشرده
• زمان بر
• توان نسبی کم
• خطر بالای خطای انسانی

کلنی کانتر های خودکار/ اتومات

برای شمارش مؤثر کلنی‌ها، کلنی کانتر باکتریایی خودکار از روش‌های پردازش تصویر، از جمله مقیاس خاکستری، آستانه‌گذاری، فیلتر کردن و غیره استفاده می‌کند.

اجزا و عملکرد کلنی کانتر خودکار

ظرف کشت: برای طیف وسیعی از ظروف کشت، از جمله روش تلقیح معمولی، روش تلقیح مارپیچی و غیره، کلنی کانتر خودکار مناسب است.

منبع نور: یک منبع نور LED بادوام به عنوان منبع نور کلنی کانتر خودکار عمل می‌کند. چهار منبع نور مختلف و ترکیب رنگ پس‌زمینه در آن وجود دارد. پس‌زمینه منبع نور چند رنگ کنترل از راه دور هوشمند اختیاری که دقت ترکیب‌های رنگ و نوع محیط‌های مختلف را بهبود می‌بخشد.

تصویربرداری: کلنی کانتر از یک لنز با بزرگ‌نمایی 3 تا 6 برای تصویربرداری استفاده می‌کند.

پردازش تصویر: شمارش کلنی خودکار دارای ویژگی پردازش تصویر قوی است. پردازش پس‌زمینه، علامت‌گذاری رنگ، تصحیح تداخل، گسترش کلنی، محاسبه مساحت، و سایر عناصری که در شمارش کلنی‌های معمولی دیده نمی‌شوند در نرم‌افزار مرتبط ارائه شده‌اند.

پایگاه داده: کلنی کانتر ها خودکار قادر به ذخیره سازی داده‌ها، جستجوی هوشمند، ارسال داده‌ها و غیره می‌باشند که در مقایسه با کلنی کانتر ها سنتی مزیت بالایی محسوب می‌شود. برخی نیز دارای قابلیت تنظیم مجوزهای اپراتور، مجوزهای تغییر داده و غیره می‌باشند تا داده‌های اندازه‌گیری شده ایمن‌تر و دقیق‌تر شوند. به علاوه می‌توانید گزارش‌ها را به صورت آنلاین چاپ و ویرایش کنید.

اساس کلنی کانتر های خودکار

یک سیستم مبتنی بر رایانه اساساً از مجموعه‌ای از تصاویر با استفاده از هر یک از دستگاه‌های دیجیتالی ثبت تصویر مانند اسکنر اسناد، دستگاه‌های متصل به شارژ (CCD)، دوربین‌های دیجیتال، وب‌کم‌ها یا تجهیزات ویدئویی تشکیل شده است. با استفاده از ابزارهای نرم‌افزاری می‌توان کلنی‌ها را از روی تصاویر ظرف‌ها شمارش کرد.

از هر ظرف عکس گرفته می‌شود و سپس آنالیز می‌شود. سپس عکس‌های ضبط شده با استفاده از نرم‌افزار پردازش تصویر قابل برنامه ریزی به فایل‌های دیجیتالی روی کامپیوتر تبدیل می‌شوند. تکنیک‌های تقسیم بندی تک/چند آستانه‌ای برای جداسازی و شناسایی کلنی‌های موجود استفاده می‌شود. پس‌زمینه خود اشیا و اشیا می‌تواند در سیستم‌های خودکار بسیار متفاوت باشد. برای بهبود دید و افزایش دقت، اغلب می‌توان یکی از سه تکنیک روشنایی را انتخاب کرد.

آن‌ها عبارت هستند از:

1. تکنیک انتقال: برای موارد متداول و با کنتراست بالا با پس‌زمینه‌های تا حد زیادی واضح اعمال می‌شود.
2. تکنیک انعکاس: برای موارد با کنتراست بالا و پس‌زمینه مات استفاده می‌شود.
3. تکنیک زمینه تاریک/دارک فیلد: برای موارد با کنتراست کم و تا حد زیادی شفاف استفاده می‌شود.

مزایای کلنی کانتر های خودکار

• می‌توانید حتی سخت‌ترین نمونه‌ها را با دقت بشمارید
• می‌توانید با هر نوع نمونه کار کنید، حتی نمونه‌هایی با کنتراست بسیار کم
• می‌توانید کلنی‌هایی با هر اندازه و شکلی را بپذیرید
• می‌توانید مراقب هر نویزی باشید
• حتی در کلنی‌های دارای همپوشانی بالا، می‌توانید لبه‌های کلنی و مکان هرکدام را بیابید.
• روی عکس‌های یک صفحه پتری حاوی کلنی‌ها در حدود 10 ثانیه کلیک کنید و نرم افزار می‌تواند بلافاصله آن را ارزیابی کند.
• زمان مورد نیاز برای شمارش کاهش می‌یابد.
• استفاده از نرم‌افزار تلاش دستی را کاهش می‌دهد.

کاربرد کلنی کانتر ها

• شمارش کلونی باکتری در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی برای ارزیابی ظرفیت نگهداری فیلتر یا غشا استفاده می‌شود.
• برای تعیین کارایی مواد ضدعفونی‌کننده، از جمله برای استفاده در آزمایش ایمنی مواد غذایی و داروها، و همچنین ارزیابی معاینه پزشکی در مراکز پزشکی و صنعت داروسازی، بسیار مهم است.
• می‌توان چگالی میکروارگانیسم‌ها را در کشت مایع با شمارش هر کلنی روی صفحه آگار، مینی ژل اسلاید یا پتری دیش اندازه‌گیری کرد.
• کاربرد در تست AME
• کاربرد در سنجش جهش باکتریایی

نمونه‌هایی از کلنی کانتر ها

آ. کلنی کانتر سری JL (سازنده: شرکت فناوری پزشکی Zhejiang FUXIA)

امکانات

• دارای یک نوع خاص از نمایشگر دیجیتال ابزار آزمایش نیمه اتوماتیک باکتری است.
• یک شمارنده، یک خودکار کاوشگر و یک مخزن شمارش دستگاه را تشکیل می‌دهند.
• در طراحی و تولید شمارشگر از مدارهای CMOS استفاده می‌شود.
• هنگامی که از لامپ حلقه‌ای کم‌مصرف در مصرف انرژی برای نورپردازی جانبی استفاده می‌شود، کنتراست کلنی باکتری در مخزن شمارش با پس‌زمینه سیاه قابل مشاهده است.
• صفحه نمایش ابزار به صورت یک عدد سه رقمی و طبق پروتکل تست شمارش باکتری ساخته شده است.
• نمونه آزمایشی باید رقیق شود و زمانی که تعداد کلنی‌های باکتری در پتری دیش از 999 بیشتر شد، تکرار شود تا صحت شمارش تایید شود.

ب. کلنی کانتر QUANTOM TxTM (سازنده: Logos Biosystems)

امکانات

• QUANTOM TxTM حداکثر 10 میدان دید را اسکن می‌کند و تعداد دقیق سلول‌های باکتریایی را مشخص می‌کند.
• این برنامه پیچیده می‌تواند در نظر بگیرد که چگونه باکتری‌های مختلف می‌توانند اندازه‌ها، شکل‌ها و پیکربندی‌های متنوعی داشته باشند.
•   یک شمارنده سلولی کامپیوتری و مبتنی بر تصویر به نام شمارنده سلول میکروبی QUANTOM TxTM می‌تواند به سرعت سلول‌های باکتریایی را شناسایی کند. حتی فشرده‌ترین انبوه‌های باکتری را می‌توان با استفاده از نرم‌افزار تشخیص سلولی بهینه‌سازی شده این شرکت شمارش کرد.

ج. کلنی کانتر LKB 2002 (سازنده: POL-EKO-APARATURA sp.j.)

امکانات

• کلنی کانتر LKB 2002 می‌تواند به طور خودکار با توجه به وزن صفحات مختلف پتری تنظیم شود.
• برای صفحات با قطر کمتر از 120 میلی متر، آداپتورها گنجانده شده است.
• کلنی کانتر دارای نیروی فشار قابل تنظیم، ذره‌بین و فناوری شمارش مقاوم در برابر ضربه است.
• شما می‌توانید در پس‌زمینه روشن یا تاریک کار کنید؛ زیرا نور حلقه میدان شمارش را روشن می‌کند.
• چندین ویژگی مفید، از جمله محاسبه میانگین کلی و کنترل شمارش صوتی/بصری، در کلنی کانتر LKB 2002 گنجانده شده است.

د شمارنده کلونی Scan® 300 (سازنده: Interscience)

امکانات

• Scan® 300 یک کلنی کانتر اتوماتیک با تمام اجزای لازم برای شمارش ظروف پتری است. این دستگاه برای محیط‌های کشت رایج در میکروبیولوژی مواد غذایی، از جمله PCA و MRS طراحی شده است.
• زبان‌ها: انگلیسی، فرانسوی، ژاپنی، چینی، روسی، اسپانیایی و آلمانی
• حداقل اندازه کلنی شناسایی شده: 0.1 میلی متر
• دوربین: 1 مگاپیکسل – بزرگنمایی 28 x
• قابل کاربرد بر روی ظروف پتری گرد تقریباً 55 تا 90 میلی متر

همچنین بخوانید:

منبع

مترجم: مریم محجوب