Электронный текст подготовлен Сюзанной Лайбарджер, Брайаном Джейнсом, Жозефиной Паолуччи и командой онлайн-корректоров проекта «Гутенберг» (http://www.pgdp.net)
Примечание корректора: Для чисел и уравнений добавлены скобки для уточнения дробей. Исправлены незначительные опечатки.
ОСНОВЫ
БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОЙ
ТЕХНИКИ
ЛАБОРАТОРНОЕ РУКОВОДСТВО ДЛЯ СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКИХ, СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ
ДЖ. У. Х. ЭЙРА, M.D., M.S., F.R.S. (Эдинбург)
ДЖ. У. Х. ЭЙРА, M.D., M.S., F.R.S. (Эдинбург)
Директор бактериологического отделения больницы Гая, Лондон, и преподаватель бактериологии в медицинских и стоматологических школах; в прошлом преподаватель бактериологии в медицинской школе больницы Чаринг-Кросс и бактериолог больницы Чаринг-Кросс; в разное время хантерианский профессор Королевского колледжа хирургов, Англия
ВТОРОЕ ИЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
ФИЛАДЕЛЬФИЯ И ЛОНДОН ИЗДАТЕЛЬСТВО У. Б. СОНДЕРСА 1913
Авторское право, 1902 г., У. Б. Сондерс энд Компани. Пересмотрено, полностью перенабрано, переиздано и перерегистрировано в июле 1913 г. Авторское право, 1913 г., У. Б. Сондерс Компани. Зарегистрировано в Стейшнерс-холле, Лондон, Англия. ОТПЕЧАТАНО В АМЕРИКЕ. ТИПОГРАФИЯ У. Б. СОНДЕРС КОМПАНИ, ФИЛАДЕЛЬФИЯ
ПАМЯТИ ДЖОНА УИЧЕНФОРДА УОШБОРНА, C.M.G., M.D., F.R.C.P. Врача больницы Гая и преподавателя бактериологии в медицинской школе, врача Лондонской инфекционной больницы, МОЕГО УЧИТЕЛЯ, ДРУГА И СОТРУДНИКА
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
Бактериология — это по существу практическая дисциплина, и даже основы ее техники могут быть усвоены только путем личного обучения в лаборатории. Это самоочевидное положение, не требующее подчеркивания, однако я осмелюсь полагать, что предыдущий сборник проверенных и надежных методов уже принес некоторую пользу не только студентам в отсутствие преподавателя, но и специалистам, работающим в одиночку в лабораториях, удаленных от учебных центров, напоминая им о забытых деталях уже освоенных методов. Если это предположение верно, то для настоящего пересмотренного издания, в котором изменения носят главным образом характер дополнений, вызванных необходимостью внедрения новых методов в последние годы, не требуется дальнейших оправданий.
Я пользуюсь этой возможностью, чтобы выразить глубокую признательность моему коллеге по физиологическому отделению нашей медицинской школы г-ну Дж. Х. Райффелю, B. C., B. Sc., который пересмотрел страницы, посвященные анализу продуктов метаболизма жизнедеятельности бактерий; моим коллегам по бактериологическому отделению больницы Гая за их готовность к сотрудничеству при разработке или проверке новых методов; и, наконец, моему главному лаборанту г-ну Дж. К. Тернеру, чья помощь и опыт были для меня чрезвычайно ценны при подготовке этого тома. Я также благодарю миссис Констанс Пондер за многие новые линейные рисунки и за перерисовку ряда оригинальных иллюстраций.
John W. H. Eyre.
Guy's Hospital, S. E.
July, 1913.
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ
На следующих страницах я попытался кратко и лаконично изложить различные методы, используемые в настоящее время для изучения бактерий и прояснения тех аспектов их жизненного цикла, которые являются спорными или до сих пор не установлены.
Из этих методов некоторые являются новыми, другие — нет, но все они надежны; включены только те, которые способны дать удовлетворительные результаты даже в руках начинающих. По сути, большая часть материала представляет собой просто расширение машинописных заметок, распространявшихся среди некоторых моих лабораторных групп по практической и прикладной бактериологии; следовательно, была предпринята попытка представить основы бактериологической техники в их логической последовательности.
Я не приношу извинений за место, отведенное иллюстрациям, почти все из которых были подготовлены специально для этого тома; ведь рисунок, если он хорош, обладает более высокой образовательной ценностью и создает более точное впечатление, чем страница печатного текста; и даже эскизы аппаратуры служат определенной цели, подсказывая студенту те изменения и модификации, которые могут стать необходимыми или желательными в зависимости от характера его лабораторного оборудования.
Я полностью принял превосходную и уместную терминологию, введенную Честером в его недавней работе «Определительная бактериология», поскольку считаю, что ее нужно лишь использовать, чтобы убедиться в ее чрезвычайной полезности, в то время как включение ее в элементарное руководство призвано привить студенту навыки точного наблюдения и лаконичного описания.
За исключением раздела XVII — «Очерки по изучению патогенных бактерий», — введенного с целью завершения тома с точки зрения студента-медика и стоматолога, работа была организована так, чтобы позволить использовать ее в качестве лабораторного руководства техническими специалистами в целом, будь то в области пивоварения, молочного дела или сельского хозяйства.
Я настолько осознаю многие недостатки этой книги, что кажется почти излишним заявлять, что она ни в коем случае не претендует на роль конкурента многим превосходным руководствам по бактериологии, используемым в настоящее время, а лишь стремится дополнить обычно скудные детали техники и научить студента тому, как устанавливать и адаптировать аппаратуру для своей повседневной работы, а также как тщательно и систематически выполнять различные бактериоскопические анализы, которые ежедневно требуются бактериологу со стороны гигиениста.
Наконец, с большим удовольствием выражаю признательность за ценную помощь, полученную от моего бывшего ассистента г-на Дж. Б. Галла, A. I. C., при подготовке раздела, посвященного химическим продуктам жизнедеятельности бактерий, который был основан на работе Лемана.
John W. H. Eyre.
Guy's Hospital, S. E.
CONTENTS
Страница I. Лабораторные правила 1 II. Стеклянная аппаратура общего пользования 3 Выбор, подготовка и уход за стеклянной посудой 8 — Очистка стеклянной аппаратуры 18 — Закупоривание пробирок и колб 24 III. Методы стерилизации 26 Стерилизующие агенты 26 — Методы применения 27 — Электрические сигнальные часы 38 IV. Микроскоп 49 Основы 49 — Принадлежности 57 — Методы микрометрии 61 V. Микроскопическое исследование бактерий и других микрогрибов 69 Аппаратура и реагенты, используемые при обычном микроскопическом исследовании 69 — Методы исследования 74 VI. Методы окрашивания 90 Бактериальные красители 90 — Контрастные красители 93 — Тканевые красители 95 — Красители для крови 97 — Методы демонстрации структуры бактерий 99 — Дифференциальные методы окрашивания 108 VII. Методы демонстрации бактерий в тканях 114 Метод замораживания 115 — Парафиновый метод 117 — Специальные методы окрашивания срезов 121 VIII. Классификация грибов 126 Морфология гифомицетов 126 — Морфология бластомицетов 129 IX. Шизомицеты 131 Анатомия 134 — Физиология 136 — Биохимия 144 X. Питательные среды 146 Мясной экстракт 148 — Стандартизация сред 154 — Фильтрация сред 156 — Хранение сред в больших количествах 159 — Разлив питательных сред в пробирки 160 XI. Обычные или основные культуральные среды 163 XII. Специальные среды 182 XIII. Инкубаторы 216 XIV. Методы культивирования 221 Аэробные 222 — Анаэробные 236 XV. Методы изоляции 248 XVI. Методы идентификации и изучения 259 Схема изучения 259 — Макроскопическое исследование культур 261 — Микроскопические методы 272 — Биохимические методы 276 — Физические методы 295 — Методы инокуляции 315 — Иммунизация 321 — Активная иммунизация 322 — Приготовление гемолитической сыворотки 327 — Титрование гемолитической сыворотки 328 — Хранение гемолизина 331 XVII. Экспериментальная инокуляция животных 332 Выбор и уход за животными 335 — Методы инокуляции 352 XVIII. Изучение экспериментальных инфекций при жизни 370 Общие наблюдения 371 — Исследования крови 373 — Серологические исследования 378 — Агглютинин 381 — Опсонин 387 — Иммунное тело 393 XIX. Патологоанатомическое вскрытие экспериментальных животных 396 XX. Изучение патогенных бактерий 408 XXI. Бактериологические анализы 415 Бактериологическое исследование воды 416 — Исследование молока 441 — Мороженое 457 — Исследование сливок и масла 457 — Исследование недоброкачественного мяса 460 — Исследование устриц и других моллюсков 463 — Исследование сточных вод и их стоков 466 — Исследование воздуха 468 — Исследование почвы 470 — Тестирование фильтров 478 — Тестирование дезинфицирующих средств 480 Приложение 492 Указатель 505
БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА.
I. ЛАБОРАТОРНЫЕ ПРАВИЛА.
Следующие правила установлены для соблюдения в бактериологических лабораториях под руководством автора. Аналогичные правила должны соблюдаться во всех лабораториях, где изучаются патогенные бактерии.
Больница Гая.
БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ.
ОБРАЩЕНИЕ С ИНФЕКЦИОННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ.
Следующие правила были составлены в интересах тех, кто работает в лаборатории, а также широкой общественности, и будут строго соблюдаться.
Их цель — избежать опасностей заражения, которые могут возникнуть из-за пренебрежения необходимыми мерами предосторожности или из-за небрежности.
Каждый должен принять к сведению, что, пренебрегая установленными общими правилами, он не только подвергает серьезному риску себя, но и представляет опасность для других.
ПРАВИЛА.
1. Каждый работник должен носить халат или спецодежду, приобретенную за свой счет, которая должна храниться в лаборатории.
2. Руки необходимо дезинфицировать 2-процентным раствором лизола, 5-процентным раствором карболовой кислоты или 1-промилле раствором сулемы после работы с инфекционным материалом и перед использованием полотенец.
3. Ни в коем случае нельзя использовать лабораторные полотенца или тряпки для вытирания инфекционного материала; если такие полотенца или тряпки загрязнились, их необходимо немедленно стерилизовать кипячением.
4. Для сбора любых отходов предусмотрены специальные ведра с дезинфицирующим средством, и ничего нельзя бросать на пол.
5. Все инструменты должны подвергаться обжигу, кипячению или иной дезинфекции сразу после использования.
6. Этикетки необходимо смачивать водой, а не ртом.
7. Все использованные покровные стекла, предметные стекла и пипетки после работы с инфекционным материалом и т. д. должны помещаться в 2-процентный раствор лизола. Для этой цели на каждом рабочем столе имеется сосуд.
8. Все чашечные и пробирочные культуры патогенных организмов после использования должны помещаться для немедленной дезинфекции в коробки, предусмотренные для этой цели.
9. Никакие жидкости не должны сливаться в раковины или канализацию, если они предварительно не были продезинфицированы.
10. Животных следует вскрывать только после того, как они прибиты к деревянным доскам, а их кожа тщательно промыта дезинфицирующим раствором.
11. Сразу после завершения патологоанатомического вскрытия каждый труп должен быть помещен в цинковый ящик для животных — не снимая тушу с доски для вскрытия — и крышка ящика должна быть закрыта, готовая к отправке в крематорий.
12. Мертвые животные после использования кремируются в крематории, и лабораторный служитель должен быть уведомлен, когда тела готовы к кремации.
13. Никому из работников лаборатории не разрешается входить в помещения для животных без сопровождения специального ответственного служителя, который должен неукоснительно соблюдать те же указания относительно личной дезинфекции, что и работники лабораторий.
14. Никакие культуры не должны выноситься из лаборатории без разрешения заведующего отделением.
15. О всех несчастных случаях, таких как пролитие инфицированного материала, порезы или уколы пальцев, необходимо немедленно сообщать ответственному бактериологу.
II. СТЕКЛЯННАЯ АППАРАТУРА ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ.
Оборудование бактериологической лаборатории, что касается стеклянной аппаратуры, мало чем отличается от оборудования химической лаборатории, и чистота аппаратуры столь же важна. Стеклянная посуда, включенная в следующий список, помимо чистоты, должна храниться в стерильном или свободном от микробов состоянии.
Пробирки. — Удобно иметь в запасе пробирки нескольких размеров для удовлетворения особых требований, а именно:
1. 18 × 1,5 см, для содержания сред при обычных пробирочных культурах.
2. 18 × 1,3 см, для содержания сред, используемых для заливки чашечных культур, а также для хранения стерильных «тампонов».
3. 18 × 2 см, для содержания клиньев картофеля, свеклы или других растительных сред.
4. 13 × 1,5 см, для содержания свернутой сыворотки крови.
Пробирки должны быть изготовлены из лучшего немецкого калиевого стекла, «синелинейного», прочного и тяжелого, с краем отверстия пробирки, слегка отогнутым, но не до такой степени, чтобы образовался выраженный ободок. (Стоимость около 1,50 доллара или 6 шиллингов за гросс.) Такие пробирки, правда, дороги, но они достаточно прочны, чтобы выдерживать грубое обращение, обычно не разбиваются, если их случайно уронить (момент, имеющий значение при работе с культурами патогенных бактерий), их можно чистить, стерилизовать и использовать снова и снова, и благодаря длительному сроку службы они полностью оправдывают свои первоначальные затраты.
Следует отметить, что производители редко выпускают такие пробирки абсолютно одинакового калибра, и партия пробирок 18 на 1,5 см обычно содержит такие крайние размеры, как 18 на 2 см и 18 на 1,3 см. Следовательно, если для сравнения хранить набор стандартных пробирок или использовать штангенциркуль, каждую новую поставку так называемых пробирок 18 на 1,5 см можно легко рассортировать по этим трем размерам, что упростит заказ.
5. 5 × 0,7 см, для использования в перевернутом положении внутри пробирок, содержащих углеводные среды, в качестве газосборных трубок.
Эти пробирки, «без ободка», могут быть из обычного тонкого стекла, так как менее двух процентов из них пригодны для использования во второй раз.
Fig. 1.—Bohemian flask.
Fig. 2.—Pear-shaped flask.
Fig. 3.—Erlenmeyer flask (narrow neck).
Богемские колбы (рис. 1). — Это обычные колбы химической лаборатории. Следует иметь в наличии хороший ассортимент емкостью от 250 до 3000 куб. см. Модифицированная форма, известная как «грушевидная» (рис. 2), предпочтительнее для меньших размеров, т. е. 250 и 500 куб. см.
Колбы Эрленмейера (рис. 3). — Колбы Эрленмейера емкостью 75, 100 и 250 куб. см чрезвычайно полезны. Для использования в качестве культуральных колб следует выбирать только те, которые имеют узкое горлышко длиной около 2 см.
Культуральные колбы Колле (рис. 4). — Эти тонкие плоские колбы (для содержания агара или желатина, который застывает слоем на одной стороне) чрезвычайно полезны из-за большой питательной поверхности, доступной для роста. Поверхностная культура в одной из них даст столько же роста, сколько десять или двенадцать «скошенных» пробирочных культур. Широкое горлышко, однако, является недостатком, и для многих целей предпочтительнее тонкие плоские культуральные бутыли, известные как бутыли Ру (рис. 5).
Fig. 4.—Kolle's culture flask.
Fig. 5.—Roux's culture bottle.
Fig. 6.—Guy's culture bottle.
Fig. 7.—Filter flask.
Еще более удобным является образец, используемый в лаборатории автора (рис. 6), так как благодаря большей глубине среды, которую можно получить в этих колбах, возможен чрезвычайно пышный рост; узкое горлышко сводит к минимуму вероятность случайного загрязнения, а общая форма позволяет ставить колбы одну на другую.
Фильтр-колбы или сывороточные колбы Китасато (рис. 7). — Различные размеры, емкостью от 250 до 2000 куб. см. Они должны быть из прочного стекла, чтобы выдерживать давление, которому они подвергаются, но в то же время должны быть тщательно отожжены, чтобы выдержать температуру, необходимую для стерилизации.
Все колбы должны быть либо из йенского стекла, либо из почти столь же известного стекла Resistance или R, при этом дополнительные первоначальные затраты оправдываются относительной устойчивостью стекла к поломкам.
Чашки Петри или «чашки» (рис. 8, а). — Они теперь полностью заменили прямоугольные листы стекла, введенные Кохом для пластинчатого метода культивирования. Каждая «чашка» состоит из пары круглых стеклянных дисков с резко загнутыми краями, образующих таким образом неглубокие чашки, одна из которых имеет чуть больший диаметр, чем другая, и поэтому в перевернутом виде образует крышку или колпачок для меньшей. Чашки с внешним диаметром 10 см и высотой 1,5 см являются наиболее общеупотребительными. Партия из восемнадцати таких чашек стерилизуется и хранится в цилиндрической медной коробке (30 см высотой и 12 см диаметром), снабженной «съемной» крышкой. Внутри каждой коробки находится медная скоба с круглым дном, на которой покоятся чашки и с помощью которой каждую из них можно по очереди поднимать к отверстию коробки (рис. 9) для извлечения.
Капсулы (рис. 8, b и c). — Это чашки Петри меньшего диаметра, но большей глубины, чем те, что называются чашками. Особенно полезны будут два размера, а именно: 4 см в диаметре и 2 см в высоту, емкостью около 14 куб. см; и 5 см в диаметре и 2 см в высоту, емкостью около 25 куб. см. Они хранятся в медных цилиндрах аналогичной конструкции, что и для чашек, но размером 20 на 6 см и 20 на 7 см соответственно.
Градуированные пипетки. — Требуется несколько разновидностей, а именно:
1. Пипетки емкостью 1 куб. см, градуированные по 0,1 куб. см.
2. Пипетки емкостью 1 куб. см, градуированные по 0,01 куб. см (рис. 10, а).
Fig. 8.—Petri dish (a), and capsules (b, c).
Fig. 9.—Plate box with stirrup.
3. Пипетки емкостью 10 куб. см, градуированные по 0,1 куб. см (рис. 10, b).
Они должны быть около 30 см в длину (1 и 2 с довольно узким каналом), градуированы до самого кончика и иметь по крайней мере 10 см свободного пространства между первым делением и верхним концом; открытое горлышко должно быть закупорено ватой. Каждая разновидность должна быть стерилизована и храниться в отдельном цилиндрическом медном футляре размером около 36 на 6 см со «съемной» крышкой, на которой четкими цифрами проштампована емкость содержащихся пипеток.
Fig. 10.—Measuring pipettes, a and b.
Лаборатория также должна быть обеспечена полным набором «стандартных» градуированных пипеток, каждая из которых в наборе проштампована и подтверждена сертификатом одной из признанных лабораторий физических измерений, таких как Шарлоттенбург. Эти инструменты дороги и должны быть зарезервированы исключительно для стандартизации пипеток, находящихся в обычном использовании, и для калибровки небольших пипеток, изготовленных в лаборатории. Такой набор должен включать, по крайней мере, пипетки, дозирующие 10, 5, 2,5, 2, 1, 0,5, 0,25, 0,2, 0,1, 0,05 и 0,01 куб. см соответственно.