Mikrobiolodzy badają charakterystyka mikroorganizmów takich jak glony, pierwotniaki, bakterie, grzyby i wirusy za pomocą mikroskopu. Podczas gdy niektóre organizmy, takie jak komórki pierwotniaków i drożdży, są łatwe do zaobserwowania przy użyciu mokrego montażu, komórki bakteryjne wymagają barwienia. Naukowcy opracowali kilka metod, takich jak barwienie metodą Grama, barwienie kwasooporne i barwienie fluorescencyjne w celu lepszej wizualizacji komórek bakteryjnych i struktur komórkowych. Stosując takie metody barwienia, można zidentyfikować cechy strukturalne, które pomagają w klasyfikacji bakterii.
Lepsza wizualizacja
Organizmy bakteryjne są tak małe, że większość z nich jest widoczna tylko pod mikroskopem z moc powiększenia 1000X. Jednak samo powiększenie rozmiaru nie zapewnia wystarczającego stopnia przejrzystości, dlatego bakterie muszą być wybarwione przed obserwacją, aby zapewnić przejrzystość niezbędną do wizualizacji.
Identyfikacja i klasyfikacja
Barwienie bakterii w celu rozróżnienia typów bakterii jest znane jako barwienie różnicowe. Barwnik Grama jest jednym z takich barwników różnicowych, które rozróżnia bakterie na podstawie zawartości ich ściany komórkowej. W tej metodzie komórki bakteryjne reagują z barwnikiem w postaci fioletu krystalicznego, przyjmując fioletową barwę. Po dodaniu środka odbarwiającego niektóre komórki bakteryjne tracą kolor, podczas gdy inne nie. Po dodaniu barwnika safraninowego odbarwione komórki przyjmują plamę, aby wyglądały na czerwone, podczas gdy komórki bakteryjne, które nie straciły koloru, pozostają fioletowe. Komórki bakteryjne, które przyjmują kolor czerwony, nazywane są organizmami Gram-ujemnymi, a te, które nie przyjmują koloru, są klasyfikowane jako organizmy Gram-dodatnie. Barwienie metodą Grama zapewnia szybką metodę wstępnej identyfikacji bakterii biorących udział w zakażeniach. Podobnie procedura barwienia kwasoopornego pomaga w specyficznej identyfikacji drobnoustrojów należących do klasy bakterii zwanych Mycobacteria, takich jak Mycobacterium tuberculosis.
Wykrywanie żywotności
W próbkach kultur bakteryjnych często ważne jest wykrycie obecności żywych komórek bakteryjnych. Metody barwienia, takie jak barwienie fluorescencyjne, pomagają określić, czy komórki hodowli są żywotne, czy nie. Żywe bakterie mają zdolność przekształcania barwnika chlorkiem 5-cyjano-2,3-ditolilotetrazolium (CTC) w barwnik, który wykazuje czerwoną fluorescencję. Dlatego, gdy kultury barwione CTC emitują taką fluorescencję, wskazuje to na obecność żywych bakterii. Jodek propidyny to barwnik działający tylko na nieożywione komórki, które mają uszkodzone błony, dlatego jest przydatny w identyfikacji martwych komórek bakteryjnych.
Identyfikacja struktur komórkowych
Barwienie zapewnia metodę wyraźnej wizualizacji kilku struktur komórkowych. Na przykład metoda barwienia Fuelgen umożliwia identyfikację jądra komórkowego w komórkach bakteryjnych, podczas gdy barwienie Alberta jest przydatne w wizualizacji ziarnistości metachromatycznych. Podobnie technika impregnacji srebrem pozwala na identyfikację krętków. Wici są łatwe do zaobserwowania po zabarwieniu barwnikiem Ryu. Barwienie zielenią malachitową pomaga zidentyfikować zarodniki bakteryjne.