تصبيغ البكتريا بتقنية بسيطة واَمنة

تعد البكتيريا كائنات حية مجهريه، وحيدة الخلية، تعيش بأعداد كبيرة في كل البيئات على سطح الأرض، بدءاً من الفتحات   العميقة في البحار، إلى أعماق الأرض، وحتى في الجهاز الهضمي لجسم الإنسان( 1).وهي الأحياء الدقيقة الواسعة الانتشار في عالمنا هذا ويقدر وجودها بحوالي ( 5 ×3010) وهي لا تنتمي إلى لحيوانات ولا إلى النباتات، ولا تتجاوز في طولها الميكروميترات القليلة، وتعيش في مجموعات كبيرة تصل في أعدادها إلى الملايين وبهذا تشكل اكبر كتلة حية تفوق النباتات والحيوانات (2).  وكما هو معرف أن البكتريا كائنات حية دقيقة شفافة عديمة اللون تفتقر البكتيريا إلى النواة المحاطة بالغشاء، وغيرها من التراكيب الداخلية، لذلك يتم تصنيفها من ضمن بدائيات النوى (1). و للكشف عن تلك الأحياء و دراسة خصائصها (شكلها الخارجي و حجمها وطرق تجمعها) استطاع بعض العلماء من اكتشاف أصباغ ومحاليل كيميائية تستخدم في تصبغي الغلاف الشفاف الخارجي للبكتريا قبل فحصها بالمجهر الضوئي المركب(3).  تعد عملية تصبيغ البكتريا في المختبرات البكترولوجية من أولى الخطوات المستخدمة في الكشف عن التلوث البكتيري تجمع العينات ويتم  تثبيتها على شرائح زجاجية لغرض تصبيغها و الكشف عن التلوث الميكروبي ونوع الميكروب ويتم تصبغيها باستخدام أصباغ ومحاليل كيميائية  تعرف بالأصباغ البكتيرية  تم اكتشافها علي يد الطبيب الدنماركي هانس غرام عام 1880 لكي تساعده في التفريق بين أنواع البكتيريا حيث قام بتطوير هذه الطريقة لتساعده على التفرقة بين أنواع البكتيريا المسببة لذات الرئة حيث كانت أحد أنواع البكتيريا تصبغ بلون أحمر وأطلق عليها (بكتيريا سالبة جرام) والأخرى باللون الأزرق بكتيريا موجبة جرام (4).نشر طريقة تصبيغ كرام في عام 1884 وقد استنتج بأنة عصية التيفوئيد لم تصطبغ بالصبغة(5).  و يعتمد لون البكتيريا في صبغة جرام على التركيب الكيميائي لجدار البكتريا (6).وتعتبر تلك الأصباغ الكيميائية  مواد تستخدم للكشف  عن التلوث البكتيري والتعرف على  بعض خصائصها والتفريق بين أنواعها بعد مشاهدتها بالمجهر الضوئي .

وقد استخدم هذا النمط من التصبيغ في مركز مكافحة الأمراض والوقاية من التلوث في الولايات المتحدة الأمريكية عام.ونتيجة انتشار   استخدام الأصباغ البكتيرية  وطرق التصبيغ القديمة  من قبل الباحثين والتي تعتبر طرق استهلاكية  وغير آمنة ومن خلال دراسة مخلفاتها والأضرار البيئية والاقتصادية  الناتجة من الأصباغ والمحاليل الكيميائية المستخدمة   وكذلك المخاطر الصحية التي تسببها نتيجة التعامل مع بعض أنواع البكتيرية والتي تكون بعضها مميت للإنسان وللكائنات الأخرى ولتقليل نسبة الإضرار الناتجة  خلال عملية التصبيغ بالطرق الكلاسيكية البسيطة  تم تصنيع جهاز يعمل بتقنية حديثة بسيطة آمنة له فوائد اقتصادية وصحية ، منها  يقلل من تركيز المحاليل الكيميائية الناتجة من التصبيغ قبل طرحها إلى مياه الصرف الصحي وكذلك تحافظ على بيئة نظيفة خالية من مواد كيميائية وكما صمم الجهاز بالية يمنع  الخسائر الاقتصادية الناتجة عن تلف ( أدوات التصبيغ ، مكان العمل ) بسبب الأصباغ والمحاليل الكيميائية  المستخدمة .  صحيا الجهاز يحتوي على غرفة خاصة في التصبيغ مزودة بأجهزة تعقيم عالية الكفاءة تعمل على منع انتشار التلوث البكتيري قبل وبعد التصبيغ .

تقنية كَرام في تصبيغ البكتريا

تعد صبغة غرام طريقة سريعة تستخدم للكشف عن وجود البكتيريا في عينات الأنسجة ولتصنيف البكتيريا كسالبة الغرام أو موجبة الغرام بالاعتماد على الخصائص الكيميائية والفيزيائية لجدار البكتيريا الخلوي تستخدم صبغة غرام كخطوة أولى في تشخيص وعلاج العدوى البكتيرية سميت صبغة غرام بهذا الاسم نسبة إلى العالم الهولندي كريستسان غرام ( 1853- 1938) والذي طور هذه الطريقة في عام 1882   ونشرها عام 1884كطريقة معتمدة للتمييز بين نوعين من البكتيرية . مازالت طريقة العمل  القديمة المستخدمة في التصبيغ   قائمة ومعتمدة في المختبرات الطبية و المستشفيات والمختبرات العلمية للكشف عن البكتريا ولهذه الطريقة الأكثر من الأضرار الصحية والبيئية منها تسبب تلوث بكتيري نتيجة أجراء عملية التصبيغ في أماكن عامه في المختبر تساعد على انتشار التلوث الميكروبي قد تسبب في إصابة العاملين في المختبر أو انتشاره إلى مياه الصرف الصحي عند غسل الشرائح بالماء الجاري بالإضافة تنتج عن هذه التقنية تلوث كيميائي ناتج من الإصباغ البكتيرية يطرح إلى مياه الصرف الصحي بالضافه إلى إضرار اقتصادية نتيجة تلف أماكن التي يجري فيها عملية التصبيغ مع استهلاك المتواصل للمواد المستخدمة في التصبيغ .

نرفق بعض الصور التي التقطت من بعض المختبرات الطبية للمستشفيات والمختبرات البحثية والتي توضح الطريقة الكلاسيكية القديمة والإضرار الناتجة منها.

تفاصيل الفكرة ومكونات الجهاز

و بمقارنة نتائج التقنية  الكلاسيكية السابقة المستخدمة في تصبيغ البكتريا مع التقنية الحديثة باستخدام الجهاز باستخدام نفس محاليل  التصبيغ يمكن أن نستنتج مايلي:-

1.  تجري عملية التصبيغ في مكان مغلق يمنع انتشار التلوث الميكروبي بنسبة 100% تم تزويد الجهاز بغرفة زجاجية مزودة بأشعة فوق البنفسجية تستخدم في تعقيم البيئة التي اجري فيها التصبيغ .
2.  تجري عملية التصبيغ في حوض خاص بالجهاز المصنع والذي يمتاز بمقاومته للصدأ أو التلف بالأصباغ وبهذا تم تقليل الإضرار الاقتصادية بنسبة 100% بسبب التلف الذي ينتج جراء عملية التصبيغ في أحواض المختبر .
3.  تم تزويد الجهاز فلتر محلي الصنع يستخدم في تقليل نسبة تركيز المحاليل  الكيميائية إلى 50% و التي تستخدم في التصبيغ قبل طرحها في مياه الصرف الصحي

 آلية عمل الجهاز

تصبيغ البكتريا بأسلوب تقني أمن ، صمم جهاز التصبيغ البكتيري  المصنع للعمل بتقنية تصبيغ حديثة و اقتصادية أمنة وتم تصنيعه من مواد أولية محليه ذات كلفة واطئة جداً . يدخل عمل الجهاز المصنع حديثا  في مجالين مهمين هما  ( الطبي و الصناعي) ، ويستخدم عادةً في المختبرات البكترولوجية ومختبرات الأبحاث والدراسات العلمية  والتي تهتم بالكشف عن التلوث البكتيري وتشخيص البكتريا (الضارة ‘النافعة) لغرض دراسة   خصائصها ( الشكل ، الحجم ، طريقة تجمعها ، طبيعة الجدار الخارجي للبكتريا ). تعد عملية تصبيغ البكتريا في المختبرات البكترولوجية من أولى الخطوات المستخدمة في الكشف عن التلوث البكتيري . بعد  جمع العينات و تثبيتها على شرائح زجاجية ومن ثم يتم تصبيغها باستخدام أصباغ ومحاليل كيميائه الصنع تعرف بالأصباغ البكتيرية  تم اكتشافها علي يد الطبيب الدنماركي هانس غرام عام 1880 لكي تساعده في التفريق بين أنواع البكتيريا ، وتعتبر تلك الإصباغ الكيميائية  مواد تستخدم للكشف  عن التلوث البكتيري والتعرف على  بعض خصائصها والتفريق بين أنواعها بعد مشاهدتها بالمجهر الضوئي المركب .ونتيجة انتشار   استخدام الإصباغ البكتيرية  وطرق التصبيغ القديمة  من قبل الباحثين والتي تعتبر طرق استهلاكية  وغير أمنة ومن خلال دراسة مخلفاتها والإضرار البيئية والاقتصادية  الناتجة من الأصباغ والمحاليل الكيميائية المستخدمة   وكذلك المخاطر الصحية التي تسببها نتيجة التعامل مع بعض أنواع البكتيرية والتي تكون بعضها مميت للإنسان وللكائنات الأخرى ولتقليل نسبة الإضرار الناتجة  خلال عملية التصبيغ بالطرق الكلاسيكية البسيطة  تم تصنيع جهاز يعمل بتقنية حديثة بسيطة أمنة له فوائد اقتصادية وصحية ، منها  يقلل من تركيز المحاليل الكيميائية الناتجة من التصبيغ قبل طرحها إلى مياه الصرف الصحي وكذلك تحافظ على بيئة نظيفة خالية من مواد كيميائية وكما صمم الجهاز بالية يمنع  الخسائر الاقتصادية الناتجة عن تلف ( ادوات التصبيغ ، مكان العمل ) بسبب الأصباغ والمحاليل الكيميائية  المستخدمة .  صحيا الجهاز يحتوي على غرفة خاصة في التصبيغ مزودة بأجهزة تعقيم عالية الكفاءة تعمل على منع انتشار التلوث البكتيري قبل وبعد التصبيغ  ويمتاز بالمميزات التالي:

طريقة العمل:

يتم جمع العينات من مكان  الملوث وتنقل إلى المختبر وتزرع على أوساط زراعية صناعية ( سائلة ، صلبة ) خاصة في النمو الميكروبي  وتحضن في درجة حرارة 37 درجة سيليزية  . وبعد الحصول على مستعمرات جرثومية نامية في الأوساط الزراعية يتم عزل النمو الجرثومي ووضعها على شرائح زجاجية لغرض تصبيغها والكشف عن التلوث البكتيري إن وجد . توضع الشرائح الزجاجة الحاوية على مسحة بكتيرية في غرفة الجهاز  على الرف البلاستيكي المثبتة  داخل جهاز التصبيغ  . ومن ثم يتم اختيار طريقة التصبيغ إما التصبيغ البسيطة ويتم استخدام نوع واحد من الصبغات ( الصبغة البنفسجي ) أو صبغة كَرام ستين والتي يستخدم فيها أربع محاليل كيميائية ( الصبغ البنفسجية ، ايودين ، الكحول ، صبغة السيفرانين ) . وهي  الصبغة الأكثر اسستين باستخدامتبرات البكترولوجية لميزتها على التفريق بين أنواع البكتريا من حيث اللون البكتيري . و تعتمد لون صبغة البكتيريا على التركيب الكيميائي لجدار الخلية حيث تتفاوت البكتيريا في التلوين فالموجبة تتلون باللون الأزرق الغامق و السالبة تتلون باللون الأحمر ، تعد تلك الصبغة طريقة سريعة من طرق الكشف عن البكتيريا في عينات الأنسجة تستخدم كخطوة أولى من خطوات تشخيص العلاج بالعدوى البكتيرية هي من الطرق المعتمدة في العلاج الإكلينيكي لذلك سوف نعرف طريقة عمل الصبغة .

النتائج

عشرة عينات بكتيريا المجموع الكلي  للشرائح  الزجاجية التي وضعت داخل  الجهاز لغرض تصبيغها بالصبغات البكتيريا. خلال عملية التصبيغ البكتيري باستخدام الجهاز المصنع تم الحصول على نتائج عدة وكما مبين أدناه:

جميع خطوات المتبعة في عملية التصبيغ والتي أجريت داخل الجهاز وعلى عشرة عينات أجريت دون حدوث إي أضرار صحية أو اقتصادي في مكان التصبيغ واستهلاك للمواد المستخدمة ويعزى ذلك لإجراء عملية التصبيغ داخل الجهاز باستخدام منظومة الإصباغ الداخلية والتي يمكن التحكم بها تم تصبيغ عشرة شرائح زجاجية في وقت واحد تحت ظروف مثالية و معقمة وخالية من التلوث الميكروبي نتيجة تعقيم الجهاز(مكان التصبيغ) بالأشعة الفرق البنفسجية  وكانت كل نتائج للعينات المصبغة صحيحة خالية من الداخل الميكروبي عند فحصها تحت المجهر الضوئي . ومن النتائج التي تم الحصول عليها تم حفظ كمية الماء الجاري المستخدم في الغسل إلى النصف الكمية التي تستهلك سابقا نتيجة استخدام طريقة منظمة ومسيطر عليها من قبل المستخدم في الجهاز. ومن أهم النتائج التي حصلنا عليها باستخدام جهاز المطياف الضوئي لغرض فحص نفاذيه السوائل استنتجنا بأن السوائل الخارجة بصورة مباشرة من الجهاز قبل دخولها للفلتر  وعند مقارنته بالمحلول الخارج من الفلتر والتي أجريت علية تنقية وجدنا  انخفاض تركيز نسبة المحاليل الكيميائية إلى 50 % قبل طرحها إلى مياه الصرف الصحي   .

 المميزات

1.  واطئ الكلفة ( تتراوح الكلفة 150$ – 300$), صنع من مواد أولية محلية رخيصة الثمن
2.   صغر حجمه وسهوله حملة ونقله وتثبيته وطريقة تشعيبه  .
3.  تصبيغ 10 شرائح زجاجية في وقت واحد .
4.  الجهاز خالي من التلوث تم تزويده بفلوريسنت الأشعة الفرق البنفسجية تستخدم في تعقيم الجهاز باستمرار.
5.  جهاز امن بيولوجيا يمنع انتشار التلوث الميكروبي خلال عملية التصبيغ  .
6.  جهاز مزود بمنظومة التحكم عن بعد رمونت كنترول .
7.  يتميز الجهاز بمعالجة سريعة لتركيز السوائل  الناتجة من التصبيغ قبل طرحها إلى مياه الصرف الصحي .
8.  صنع الجهاز بحوض معدن مقاوم للصدء أو التلف الناتج من عملية التصبيغ .
9.  يوفر الجهد والزمن المهدور
10.  يمتاز بكفاءة  عالية وقد أثبتت من خلال أجراء العديد من التجارب المختبرية

التطبيقات

المجال الطبي

1.  يستخدم في المختبرات الطبية للمستشفيات للكشف عن الميكروبات (البكتريا ) التي تسبب الكثير من الأمراض للإنسان.
2.  يستخدم في المختبرات العلمية لطلبة الدراسات الأولية  والعليا  لتشخيص أنواع البكتريا لغرض  دراسة خصائصها .
3.  في المختبرات البحثية والاستكشافية لمعرفة  التلوث الذي  تسببه البكتريا  .

المجال الصناعي

1.  في معامل تصنيع الأدوية والمضادات الحيوية .
2.  في معامل صناعة الألبان ومشتقاته .