Die Vorteile gefärbter Bakterien

Mikrobiologen untersuchen die Eigenschaften von Mikroorganismen wie Algen, Protozoen, Bakterien, Pilze und Viren unter dem Mikroskop. Während einige Organismen wie Protozoen und Hefezellen mit einer nassen Halterung leicht zu beobachten sind, müssen Bakterienzellen gefärbt werden. Die Wissenschaftler entwickelten mehrere Methoden wie Gram-Färbung, säurefeste Färbung und Fluoreszenz-Färbung zur besseren Visualisierung von Bakterienzellen und Zellstrukturen. Mit solchen Färbemethoden ist es möglich, Strukturmerkmale zu identifizieren, die bei der Klassifizierung von Bakterien helfen.

Bakterielle Organismen sind so klein, dass die meisten von ihnen nur unter einem Mikroskop mit a. sichtbar sind Vergrößerungsleistung von 1000X. Eine bloße Vergrößerung der Größe liefert jedoch keinen ausreichenden Grad an Klarheit, so dass Bakterien vor der Beobachtung angefärbt werden müssen, um die für die Visualisierung erforderliche Klarheit zu liefern.

Das Färben von Bakterien, um zwischen Bakterienarten zu unterscheiden, wird als Differentialfärbung bezeichnet. Die Gram-Färbung ist eine solche Differenzialfärbung, die Bakterien anhand ihres Zellwandgehalts unterscheidet. Bei diesem Verfahren reagieren die Bakterienzellen mit einer Kristallviolettfärbung, um eine violette Farbe anzunehmen. Bei Zugabe eines Entfärbungsmittels verlieren einige Bakterienzellen ihre Farbe, andere nicht. Beim Hinzufügen von Safranin-Färbung nehmen die entfärbten Zellen die Farbe auf und erscheinen rot, während die Bakterienzellen, die ihre Farbe nicht verloren haben, violett bleiben. Die Bakterienzellen, die die rote Farbe annehmen, werden als gramnegative Organismen bezeichnet, und diejenigen, die die Farbe nicht aufnehmen, werden als grampositive Organismen klassifiziert. Die Gram-Färbung bietet eine schnelle Methode zur anfänglichen Identifizierung von Bakterien, die an Infektionen beteiligt sind. In ähnlicher Weise hilft das säurefeste Färbeverfahren bei der spezifischen Identifizierung von Organismen, die zur Bakterienklasse der sogenannten Mykobakterien gehören, wie z. B. Mycobacterium tuberculosis.

In Bakterienkulturproben ist es oft wichtig, das Vorhandensein von lebenden Bakterienzellen nachzuweisen. Färbemethoden wie die Fluoreszenzfärbung helfen zu erkennen, ob Kulturzellen lebensfähig sind oder nicht. Lebende Bakterien haben die Fähigkeit, den Farbstoff 5-Cyano-2,3-ditolyltetrazoliumchlorid (CTC) in einen Farbstoff umzuwandeln, der eine rote Fluoreszenz zeigt. Wenn daher mit CTC gefärbte Kulturen eine solche Fluoreszenz emittieren, weist dies auf das Vorhandensein lebensfähiger Bakterien hin. Propidiumiodid ist ein Farbstoff, der nur auf nicht lebende Zellen mit beschädigten Membranen wirkt und daher nützlich ist, um tote Bakterienzellen zu identifizieren.

Das Färben bietet eine Methode zur klaren Visualisierung mehrerer zellulärer Strukturen. Zum Beispiel ermöglicht die Fuelgen-Färbungsmethode die Identifizierung des Zellkerns in Bakterienzellen, während die Albert-Färbung bei der Visualisierung metachromatischer Körnchen nützlich ist. In ähnlicher Weise ermöglicht die Silberimprägnierungstechnik die Identifizierung von Spirochäten. Flagellen sind leicht zu beobachten, wenn sie mit Ryu's Färbemittel gefärbt werden. Malachitgrün-Färbung hilft bei der Identifizierung von Bakteriensporen.