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System einer bakterienkultivierung zur verfolgung der gasproduktion
Zbl. Bakt. II. Abt. 134 (1979), 287-290
[Bezirksinstitut fur Blutspende- und 'I'ransfusionswesen Leipzig]
System einer Bakterienkultivierung zur Verfolgung der Gasproduktion System for Cultivation of Bacteria to Follow up Gas Production
J. ROJAHN Mit einer Abbildung
Summary The construction, workwise and handling of a system for cultivation of bacteria to follow up gas production is described.
Zusammenfassung Es werden Aufbau, Arbeitsweise und Handhabung eines Systems der Bakterienkultivierung zur Verfolgung der Gasproduktion beschrieben.
Mit Hilfe des vorgestellten Systems einer Bakterienkultur ist es m6glich, anaerob in Nahrlosung gehaltene Bakterien in ihrer Gasproduktion zu verfolgen. Die produzierte Gasmenge kann sowohl wahrend, als auch nach dem AbschluB der Kultivationszeit gemessen werden. Auch ist es durch dieses System moglich, das produzierte Gas in einer Gasbtirette aufzufangen, um es anschlieBend einer qualitativen Gasanalyse zu unterziehen. Geratebeschreibung (siehe dazu Abb. 1)
+
Das System besteht aus zwei kurzhalsigen 250 oder 500 ml Kolben (1 2), die in einem Wasserbad (9) stehen. Das isotherm auf 38°C gehaltene Wasserbad wird durch einen Hoppler-Umlaufthermostaten (7) gespeist (a b) oder dureh elektrische Heizung tiber Kontaktthermometer erwarrnt. Die rotliehen, relativ hitzebestandigen sterilisationsgeeigneten Gummistopfen der Kolben haben zwei Durchbohrungen, durch die Glasrohre nach Art von Spritzflaschenaufsiitzen durchgehen. Das kurze Rohr im Kolben 2 schlieBt unmittelbar mit der Stopfenunterseite abo An dem kurzen Rohr des Spritzflaschenaufsatzes des Kolben 1 befindet sich ein Absperrhahn (c), an dem des Kolben 2 ein Dreiwegehahn (e). Die mogliehst kurzgehaltene Verbindung der beiden lang in die Kolben hineinragenden Rohre kann durch einen Absperrhahn (d) getrennt werden. Hinter demAbsperrhahn(c) ist tiber eineNS 10-Schliffverbindung (h) und einemunmittelbar hinter ihr sitzendem Luftfilter (k) (Wattekugel oder Luftfilter von MILLIPORE bzw. SARTORIUS) ein Schlauch mit Gummiball (6) angeschlossen. Der Kolben 2 ist durch den Dreiwegehahn-Rohr B, tiber eine Schlauch.
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J.
ROJAHN
Abb. 1. System der Bakterienkultivierung (Erklarung im Text).
verbindung (1) (Glas auf Glas sitzend), mit einer Boyle-Mariott'schen Flasche (3) verbunden. Diese wird aus einem GefaB mit Sperrfliissigkeit (4) iiber den Absperrhahn (f) gespeist. Weiterhin gehOrt noch zur Apparatur ein MeBzylinder (5) oder eine feiner kalibrierte Auffangpipette bzw. -biirette fiir die Sperrfliissigkeit, die iiber den Absperrhahn (g) aus der Boyle-Mariott'schen Flasche gedriickt wird. Ein zeitweise zu benutzendes UberlaufgefiW (Erlenmeyer-Kolben) (8), dessen Uberlaufschlauchleitung durch eine NS 10-Schliffverbindung (i) mit dem Dreiwegehahn-Rohr A, verbunden ist, komplettiert die Anlage. Die verwendeten Glasrohre brauchen im allgemeinen je nach Intensitat der Gasproduktion nur einen inneren Durchmesser von 3 mm zu haben. Die Rohre, die von und zur Boyle-Mariott'schen Flasche fiihren, haben einen inneren Durchmesser von 1 (-2) mm.
Arbeitsweise Vor der Bebriitung Das System der zwei Kolben muB so mit beimpfter Kulturfliissigkeit beschickt sein, daB der Kolben 2 vollstandig, einschlieBlich des Weges (X) unmittelbar unterhalb des Dreiwegehahns, mit Kulturfliissigkeit beschrckt ist. Dabei wird der Dreiwegehahn in folgende Stellung gebracht:
,A
ED-a Ix
System einer Bakterienkultivierung zur Verfolgung der Gasproduktion
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Nachdem der Kolben 1 mit ca. 100 bzw. 150 ml und der Kolben 2 vollstandig mit Kulturfliissigkeit beschickt wurde, wird der restliche Luftraum tiber der Kulturfliissigkeit im Kolben 2 dadurch beseitigt, daB man aus dem Kolben 1 mittels des Gummiballs die noch benotigte Kulturfliissigkeit in den Kolben 2 driickt. Ist auch das Glasrohr unterhalb des Dreiwegehahns vollig geflillt, gelangt der Ubersohuf der Fliissigkeit durch das Rohr A des Dreiwegehahns in den Erlenmeyer-Kolben. Danach wird der Hahn c geschlossen und der Dreiwegehahn nach allen Richtungen gesperrt (gestrichelt). Jetzt wird die Boyle-Mariott'sche Flasche einschlieBlich des Weges bis zum Dreiwegehahn mit Sperrfliissigkeit gefullt. Dazu wird der Hahn f an dem Sperrfiussigkeitsgefafl und der Hahn g geoffnet. Der Dreiwegehahn bekommt nun folgende Stellung: I
A
@-B IX
Die Sperrfliissigkeit fullt die Boyle-Mariott'sche Flasche einschlieBlich des Weges bis zum Dreiwegehahn-Rohr B, wenn nach Fiillung des Uberlaufarrnes Hahn g geschlossen wird. Der Uberschufl gelangt wieder durch das Rohr A des Dreiwegehahnes in den Erlenmeyer-Kolben. Nun wird der Dreiwegehahn nach allen Richtung gen gesperrt und der Hahn f geschlossen. Wahrend der Brii tung Bildet sich im Kolben 2 durch den Bakterienmetabolismus das Gas, so verdrangt das Gas die Kulturfliissigkeit und driickt sie in den Kolben 1 zuriick, wobei jetzt der Hahn c geoffnet werden muB. Deshalb muB auch, wie beim umgekehrten Vorgang, der Hahn d geoffnet bleiben. Soll die Gasproduktion wahrend des Versuches quantitativer gemessen werden, so muB nach Fullung des Kolbens 2 und SchlieBung des Hahnes d sowie Offnung des Hahnes g der Dreiwegehahn auf folgende Stellung gedreht werden: I
A
@-e IX
Das Gas geht in die Boyle-Mariott'sche Flasche. Dort verdrangt es die Sperrfliissigkeit. Sie stromt nun durch den geoffneten Hahn g in den Standzylinder o. a. Hier entspricht dem Volumen der Sperrfliissigkeit das Volumen des produzierten Gases. Nach der Bebriitung Wenn die Menge des produzierten Gases nach einer bestimmten Bebrutungszeit festgestellt werden solI, offnen wir die Hahne (c), d und g und bringen den Dreiwegehahn in die oben gezeigte Stellung. Aus Kolben 1 wird die Kulturfliissigkeit in Kolben 2 mit Hilfe des Gummiballs gepumpt. Die eindringende Fliissigkeit verdrangt das von den Bakterien produzierte Gas, welches wieder in die Boyle-Mariott'sche Flasche geht, von wo es, wie oben beschrieben, gemessen werden kann.
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J.
ROJAHN,
System einer Bakterienku1tivierung zur Verfo1gung des Gasproduktion
SolI aber das Gas, das in der Boyle-Mariott'schen Flasche aufbewahrt wird, zur qualitativen Gasanalyse entnommen werden, wird der Hahn f vor dem Sperrfliissigkeitsgefall geoffnet und der Dreiwegehahn in folgende Stellung gebracht: I
A
E9-8 IX
Die in die Boyle-Mariott'sche Flasche einflieBende Sperrfliissigkeit driickt das Gas durch den Dreiwegehahn in ein GasauffanggefaB (Gaswurst, Hempel-Burette), die jetzt an Stelle des Erlenmeyer-Kolbens mit Hilfe der Schliffverbindung angeschlossen wird.
Sterilisation Die beiden Kolben werden zusammen im Autoklaven sterilisiert. In die NS 10Schliffhiilsen der Schliffverbindungen wird Watte gestopft. In die Sohlauohverbindung muB ein Wattepfropfen eingeschoben werden. Die Hahne c und e werden in Offenstellung gedreht. Die Schliffe der Kolben und Hahne bekommen vor der Sterilisation Stanniol- oder FlieBpapierstreifen eingelegt. Um eine vielleicht mogliohe Sekundarkontamination durch den Stopfenrand zu verhindern, kann unmittelbar nach der Sterilisation das Kolbenende mit Stopfen aus Stanniol- bzw. Alu-Folie eingehiillt werden. Als Ersatz wird mit Plastilin der KolbenjStopfenrand im Bedarfsfall iiberschichtet. Anschrift des Verfassers: Dr. J. ROJAHN, Bezirksinstitut fur Blutspende- und Transfusionswesen Leipzig. 7021 Leipzig, StraI3e der DSF 141.
Verantwortlich fur die Redaktion: Prof. Dr. G. Muller, 402 Halle (Saale). Verlag: VEB Gustav Fischer Verlag, 69 Jena, Villengang 2, Telefon 27332. Satz und Druck: Druckerei "Magnus Poser", 69 Jena. VerOffentlicht unter der Lizenz nummer 1063 des Presseamtes beim Vorsitzenden des Ministerrates der Deutschen Demokratischen Republik. Aile Rechte beim Verlag. Nachdruck (auch auszugsweise) nur mit der Genehmigung des Verlages und Verfassers sowie mit Angabe der Quelle gestattet. Printed in the German Democratic Republic. Artikel-Nr. (EDV) 76712
[Bezirksinstitut fur Blutspende- und 'I'ransfusionswesen Leipzig]
System einer Bakterienkultivierung zur Verfolgung der Gasproduktion System for Cultivation of Bacteria to Follow up Gas Production
J. ROJAHN Mit einer Abbildung
Summary The construction, workwise and handling of a system for cultivation of bacteria to follow up gas production is described.
Zusammenfassung Es werden Aufbau, Arbeitsweise und Handhabung eines Systems der Bakterienkultivierung zur Verfolgung der Gasproduktion beschrieben.
Mit Hilfe des vorgestellten Systems einer Bakterienkultur ist es m6glich, anaerob in Nahrlosung gehaltene Bakterien in ihrer Gasproduktion zu verfolgen. Die produzierte Gasmenge kann sowohl wahrend, als auch nach dem AbschluB der Kultivationszeit gemessen werden. Auch ist es durch dieses System moglich, das produzierte Gas in einer Gasbtirette aufzufangen, um es anschlieBend einer qualitativen Gasanalyse zu unterziehen. Geratebeschreibung (siehe dazu Abb. 1)
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Das System besteht aus zwei kurzhalsigen 250 oder 500 ml Kolben (1 2), die in einem Wasserbad (9) stehen. Das isotherm auf 38°C gehaltene Wasserbad wird durch einen Hoppler-Umlaufthermostaten (7) gespeist (a b) oder dureh elektrische Heizung tiber Kontaktthermometer erwarrnt. Die rotliehen, relativ hitzebestandigen sterilisationsgeeigneten Gummistopfen der Kolben haben zwei Durchbohrungen, durch die Glasrohre nach Art von Spritzflaschenaufsiitzen durchgehen. Das kurze Rohr im Kolben 2 schlieBt unmittelbar mit der Stopfenunterseite abo An dem kurzen Rohr des Spritzflaschenaufsatzes des Kolben 1 befindet sich ein Absperrhahn (c), an dem des Kolben 2 ein Dreiwegehahn (e). Die mogliehst kurzgehaltene Verbindung der beiden lang in die Kolben hineinragenden Rohre kann durch einen Absperrhahn (d) getrennt werden. Hinter demAbsperrhahn(c) ist tiber eineNS 10-Schliffverbindung (h) und einemunmittelbar hinter ihr sitzendem Luftfilter (k) (Wattekugel oder Luftfilter von MILLIPORE bzw. SARTORIUS) ein Schlauch mit Gummiball (6) angeschlossen. Der Kolben 2 ist durch den Dreiwegehahn-Rohr B, tiber eine Schlauch.
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Abb. 1. System der Bakterienkultivierung (Erklarung im Text).
verbindung (1) (Glas auf Glas sitzend), mit einer Boyle-Mariott'schen Flasche (3) verbunden. Diese wird aus einem GefaB mit Sperrfliissigkeit (4) iiber den Absperrhahn (f) gespeist. Weiterhin gehOrt noch zur Apparatur ein MeBzylinder (5) oder eine feiner kalibrierte Auffangpipette bzw. -biirette fiir die Sperrfliissigkeit, die iiber den Absperrhahn (g) aus der Boyle-Mariott'schen Flasche gedriickt wird. Ein zeitweise zu benutzendes UberlaufgefiW (Erlenmeyer-Kolben) (8), dessen Uberlaufschlauchleitung durch eine NS 10-Schliffverbindung (i) mit dem Dreiwegehahn-Rohr A, verbunden ist, komplettiert die Anlage. Die verwendeten Glasrohre brauchen im allgemeinen je nach Intensitat der Gasproduktion nur einen inneren Durchmesser von 3 mm zu haben. Die Rohre, die von und zur Boyle-Mariott'schen Flasche fiihren, haben einen inneren Durchmesser von 1 (-2) mm.
Arbeitsweise Vor der Bebriitung Das System der zwei Kolben muB so mit beimpfter Kulturfliissigkeit beschickt sein, daB der Kolben 2 vollstandig, einschlieBlich des Weges (X) unmittelbar unterhalb des Dreiwegehahns, mit Kulturfliissigkeit beschrckt ist. Dabei wird der Dreiwegehahn in folgende Stellung gebracht:
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System einer Bakterienkultivierung zur Verfolgung der Gasproduktion
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Nachdem der Kolben 1 mit ca. 100 bzw. 150 ml und der Kolben 2 vollstandig mit Kulturfliissigkeit beschickt wurde, wird der restliche Luftraum tiber der Kulturfliissigkeit im Kolben 2 dadurch beseitigt, daB man aus dem Kolben 1 mittels des Gummiballs die noch benotigte Kulturfliissigkeit in den Kolben 2 driickt. Ist auch das Glasrohr unterhalb des Dreiwegehahns vollig geflillt, gelangt der Ubersohuf der Fliissigkeit durch das Rohr A des Dreiwegehahns in den Erlenmeyer-Kolben. Danach wird der Hahn c geschlossen und der Dreiwegehahn nach allen Richtungen gesperrt (gestrichelt). Jetzt wird die Boyle-Mariott'sche Flasche einschlieBlich des Weges bis zum Dreiwegehahn mit Sperrfliissigkeit gefullt. Dazu wird der Hahn f an dem Sperrfiussigkeitsgefafl und der Hahn g geoffnet. Der Dreiwegehahn bekommt nun folgende Stellung: I
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Die Sperrfliissigkeit fullt die Boyle-Mariott'sche Flasche einschlieBlich des Weges bis zum Dreiwegehahn-Rohr B, wenn nach Fiillung des Uberlaufarrnes Hahn g geschlossen wird. Der Uberschufl gelangt wieder durch das Rohr A des Dreiwegehahnes in den Erlenmeyer-Kolben. Nun wird der Dreiwegehahn nach allen Richtung gen gesperrt und der Hahn f geschlossen. Wahrend der Brii tung Bildet sich im Kolben 2 durch den Bakterienmetabolismus das Gas, so verdrangt das Gas die Kulturfliissigkeit und driickt sie in den Kolben 1 zuriick, wobei jetzt der Hahn c geoffnet werden muB. Deshalb muB auch, wie beim umgekehrten Vorgang, der Hahn d geoffnet bleiben. Soll die Gasproduktion wahrend des Versuches quantitativer gemessen werden, so muB nach Fullung des Kolbens 2 und SchlieBung des Hahnes d sowie Offnung des Hahnes g der Dreiwegehahn auf folgende Stellung gedreht werden: I
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Das Gas geht in die Boyle-Mariott'sche Flasche. Dort verdrangt es die Sperrfliissigkeit. Sie stromt nun durch den geoffneten Hahn g in den Standzylinder o. a. Hier entspricht dem Volumen der Sperrfliissigkeit das Volumen des produzierten Gases. Nach der Bebriitung Wenn die Menge des produzierten Gases nach einer bestimmten Bebrutungszeit festgestellt werden solI, offnen wir die Hahne (c), d und g und bringen den Dreiwegehahn in die oben gezeigte Stellung. Aus Kolben 1 wird die Kulturfliissigkeit in Kolben 2 mit Hilfe des Gummiballs gepumpt. Die eindringende Fliissigkeit verdrangt das von den Bakterien produzierte Gas, welches wieder in die Boyle-Mariott'sche Flasche geht, von wo es, wie oben beschrieben, gemessen werden kann.
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System einer Bakterienku1tivierung zur Verfo1gung des Gasproduktion
SolI aber das Gas, das in der Boyle-Mariott'schen Flasche aufbewahrt wird, zur qualitativen Gasanalyse entnommen werden, wird der Hahn f vor dem Sperrfliissigkeitsgefall geoffnet und der Dreiwegehahn in folgende Stellung gebracht: I
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Die in die Boyle-Mariott'sche Flasche einflieBende Sperrfliissigkeit driickt das Gas durch den Dreiwegehahn in ein GasauffanggefaB (Gaswurst, Hempel-Burette), die jetzt an Stelle des Erlenmeyer-Kolbens mit Hilfe der Schliffverbindung angeschlossen wird.
Sterilisation Die beiden Kolben werden zusammen im Autoklaven sterilisiert. In die NS 10Schliffhiilsen der Schliffverbindungen wird Watte gestopft. In die Sohlauohverbindung muB ein Wattepfropfen eingeschoben werden. Die Hahne c und e werden in Offenstellung gedreht. Die Schliffe der Kolben und Hahne bekommen vor der Sterilisation Stanniol- oder FlieBpapierstreifen eingelegt. Um eine vielleicht mogliohe Sekundarkontamination durch den Stopfenrand zu verhindern, kann unmittelbar nach der Sterilisation das Kolbenende mit Stopfen aus Stanniol- bzw. Alu-Folie eingehiillt werden. Als Ersatz wird mit Plastilin der KolbenjStopfenrand im Bedarfsfall iiberschichtet. Anschrift des Verfassers: Dr. J. ROJAHN, Bezirksinstitut fur Blutspende- und Transfusionswesen Leipzig. 7021 Leipzig, StraI3e der DSF 141.
Verantwortlich fur die Redaktion: Prof. Dr. G. Muller, 402 Halle (Saale). Verlag: VEB Gustav Fischer Verlag, 69 Jena, Villengang 2, Telefon 27332. Satz und Druck: Druckerei "Magnus Poser", 69 Jena. VerOffentlicht unter der Lizenz nummer 1063 des Presseamtes beim Vorsitzenden des Ministerrates der Deutschen Demokratischen Republik. Aile Rechte beim Verlag. Nachdruck (auch auszugsweise) nur mit der Genehmigung des Verlages und Verfassers sowie mit Angabe der Quelle gestattet. Printed in the German Democratic Republic. Artikel-Nr. (EDV) 76712