Zvýšení efektivity pozorování a analýzy mikroorganizmů, jako jsou plísně a bakterie
Mikroorganizmy se používají při výrobě potravin a léků. Důvodem je, že fermentované potraviny a léky využívající mikroorganizmy jsou prospěšné pro lidské tělo. Současně může rozvoj nežádoucích mikroorganizmů vést k rozkladu či kontaminaci, což má za následek poškození kvality výrobku nebo ohrožení zdraví spotřebitele.
V této části jsou uvedeny základní poznatky o plísních (vláknitých houbách) a bakteriích. Jsou zde uvedeny také nejnovější příklady pozorování a analýzy mikroorganizmů pomocí našeho digitálního 4K mikroskopu, který zvyšuje důmyslnost a efektivitu řízení kvality potravin a léků, zajišťování kvality, výzkumu a vývoje.
- Představitelé druhů mikroorganizmů
- Velikosti mikroorganizmů, jako jsou bakterie a houby, a problémy při jejich pozorování a analýze
- Příklady použití našeho digitálního 4K mikroskopu při pozorování a analýze mikroorganizmů
- Digitální 4K mikroskop, který zvyšuje důmyslnost a efektivitu pozorování a analýzy mikroorganizmů
Představitelé druhů mikroorganizmů
Níže jsou uvedeny reprezentativní druhy mikroorganizmů, které se efektivně používají při výrobě potravin a léků nebo které mohou ovlivnit jejich kvalitu.
Bakterie
Bakterie, jednobuněčné organizmy sestávající z jedné biologické buňky, jsou prokaryotické buňky, v nichž nejsou buněčné chromozomy (DNA) uzavřeny v obálce buněčného jádra. Bakterie se množí tím, že se sami replikují, dokud mají zdroj výživy. Tato vlastnost se nazývá schopnost samoreplikace. Běžné bakterie mají velikost přibližně 1 μm a lze je pozorovat mikroskopy.
Mezi lidem prospěšné bakterie patří mléčné bakterie, bacillus subtilis var. natto a bakterie octového kvašení. Mezi běžné bakterie, které mohou v lidském těle způsobit onemocnění, patří escherichia coli, staphylococcus aureus a mycobacterium tuberculosis. K léčbě těchto bakterií po infekci se používají baktericidy, jako jsou antibiotika. Při kontrole kvality se potraviny a podobné výrobky kontrolují, aby se zjistila přítomnost bakterií způsobujících onemocnění a nárůst jejich počtu v čase.
Houby
Houby, mezi které patří plísně, kvasinky a ostatní houby, jsou druhy eukaryotických buněk, v nichž jsou chromozomy (DNA) uzavřeny v obálce buněčného jádra. Plísně se někdy souhrnně nazývají houby. Houby mají velikost přibližně 5 μm, což je něco mezi velikostí lidské buňky a bakterie.
Vláknité houby
Vláknité houby jsou druhem hub, které vznikají spojováním hyf, jako jsou plísně a plodnice hub. Hyfa je dlouhá vláknitá struktura tvořící tělo houby.
Kvasinky
Kvasinky jsou druhem vláknitých hub, které mají kulovitý tvar a nevznikají spojováním hyf. Mnoho kvasinek rozkládá cukr na alkohol a oxid uhličitý za nepřítomnosti kyslíku. Současně syntetizují různé aminokyseliny za přítomnosti kyslíku. Díky těmto schopnostem se kvasinky již velmi dlouho používají k vaření a přípravě polévek miso, sojové omáčky, chlebu a dalších fermentovaných potravin. Mezi představitele kvasinek pro praktické použití patří pivní kvasinky, kvasinky sake, vinný kvas, chlebový kvas a lékařské kvasinky (sušené kvasinky).
Plísně koji
Plísně koji pocházející s východní a jihovýchodní Asie jsou druhy vláknitých hub, které jsou pěstovány na použití jako koji (materiál sladového typu). Společně s kvasinkami se koji používá při vaření sake a výrobě dalších potravin a nápojů. Plísně koji rozkládají obiloviny, jako je rýže, ječmen a sojové boby, na cukr a aminokyseliny, které jsou následně rozloženy kvasinkami. V Japonsku se již od dávných dob vyrábí s využitím plísní koji různé fermentované potraviny a nápoje, jako je sake, miso, sojová omáčka a octy.
Bakterie tvořící výtrusy (spory)
Bakterie tvořící výtrusy jsou odolné vůči tepelnému zpracování. Nazývají se proto termodurické bakterie. Běžné bakterie tvořící výtrusy mohou způsobit otravu potravin a patří mezi ně bakterie bacillus cereus, clostridium perfringens a clostridium botulinum. Výtrusy v bakteriích jsou uzavřeny v tvrdém obalu. Výtrusy se tvoří v prostředích, ve kterých se nedaří plísním, jako jsou suchá prostředí a prostředí s vysokými teplotami nebo nedostatečnou výživou pro plísně. Výtrusy, které zůstávají živé v potravinách i po jejich omytí, uvaření nebo tepelné sterilizaci, mohou způsobit jejich zkažení nebo otravu jídlem.
Velikosti mikroorganizmů, jako jsou bakterie a houby, a problémy při jejich pozorování a analýze
Následující obrázek znázorňuje porovnání velikostí bakterií, hub a lidských buněk. Bakterie mají jednoduchou jednobuněčnou strukturu, mají pouze desetinu velikosti lidské buňky, která má složitou strukturu. Houby, které mají chromozomy uzavřené v obálce buněčného jádra, mají velikost mezi velikostí lidských buněk a bakterií.
- A
- Bakterie
- B
- Houby
- C
- Lidské buňky
- D
- Viry
Problémy při pozorování a analýze mikroorganizmů
Bakterie a houby jsou velmi malé mikroorganizmy o velikosti od 1 μm do 5 μm. Aby je bylo možné hodnotit, jsou nutné přesné a obtížné postupy, jako je pozorování kultivovaných organizmů pod zvětšením na mikroskopech a výpočet počtu organizmů přesným počítáním vytvořených mikroskopických kolonií.
Prvním krokem těchto postupů je pořízení jasných snímků objektu při velkém zvětšení za optimálních světelných podmínek. Mnoho organizmů je však vysoce průhledných, což snižuje jejich kontrast vůči pozadí. Vláknité houby rostou ve třech rozměrech. Z tohoto důvodu je obtížné zaostřit celé zorné pole a pozorovat objekt jasně. U malých bakterií je stanovení podmínek pozorování a přesná kvantitativní analýza při velkém zvětšení ještě obtížnější.
Tyto postupy závisí na dovednostech pracovníků obsluhy a jejich zkušenostech s pozorováním a analýzou. I zkušeným pracovníkům zabere mnoho času a úsilí stanovení podmínek pozorování a získání výsledků analýzy. Je proto obtížné zajistit potřebné lidské zdroje a kontrolovat časovou náročnost.
Příklady použití našeho digitálního 4K mikroskopu při pozorování a analýze mikroorganizmů
Až doposud bylo obtížné pozorovat mikroorganizmy pomocí jasných snímků a analyzovat je bez odchylek.
Společnost KEYENCE vyvinula mikroskop, který řeší různé problémy a umožňuje důmyslné pozorování a analýzu pomocí jednoduchých operací.
Digitální 4K mikroskop řady VHX využívá optickou soustavu, která se vyznačuje vysokým rozlišením a velkou hloubkou ostrosti, obrazový senzor CMOS s rozlišením 4K a pozorovací stojan, který nabízí různé snadno ovladatelné funkce.
V další části jsou uvedeny příklady pozorování a analýzy mikroorganizmů, jako jsou bakterie, plísně a kvasinky, pomocí mikroskopu řady VHX.
Pozorování bakterií
Některé bakterie, jako je escherichia coli a staphylococcus aureus, mohou při vniknutí do lidského těla ovlivnit zdraví člověka. Každá z těchto bakterií má pouze jednu buňku a malou velikost 1 μm. K pozorování jejich kultivovaných kolonií je tak zapotřebí velké zvětšení a vysoký kontrast. Průhledné bakterie však komplikují stanovení podmínek osvětlení, takže jejich pozorování vyžaduje vysokou úroveň dovedností a značnou dobu.
S digitálním 4K mikroskopem řady VHX můžete v jednom přístroji zajistit různé podmínky osvětlení. Mikroskop je vybaven funkcí vícenásobného osvětlení, která umožňuje stisknutím tlačítka automaticky získat data řady snímků s osvětlením ze všech směrů. Pozorování lze rychle spustit výběrem snímku vhodného pro účel pozorování. Tato funkce zjednodušuje stanovení podmínek pozorování a výrazně zkracuje dobu, která je ke stanovení podmínek potřebná.
Pozorování bakterií při nízkém kontrastu vůči pozadí bylo doposud obtížné. Pro tyto účely nabízí mikroskop různé podmínky osvětlení, jako je průchozí polarizační osvětlení a koaxiální dílčí osvětlení.
Dále je k dispozici funkce velkého dynamického rozsahu (HDR). Tato funkce skládá několika snímků pořízených při různých rychlostech závěrky a vytvoří obraz s vysokým odstupňováním barev. Je tak možné pozorovat bakterie na snímcích s vysokým rozlišením 4K a vysokým kontrastem.
Pozorování a automatická analýza bakterií
Digitální 4K mikroskop řady VHX umožňuje snadno přejít od pozorování bakterií při velkém zvětšení pomocí snímků s vysokým rozlišením 4K k automatické analýze.
Funkce automatického počítání a měření oblasti automaticky změří a vypočítá podrobné hodnoty, jako je průměrná plocha, směrodatná odchylka, maximální hodnota, minimální hodnota, poměr ploch a další vlastnosti týkající se bakterií ve vybrané oblasti. Zároveň stanoví přesný počet, plochu, obvod, maximální průměr a minimální průměr bakterií a hodnoty zobrazí v seznamu.
Ve vybrané oblasti jsou vyloučeny objekty, které není třeba pozorovat. Překrývající se objekty lze oddělit a na objekty lze aplikovat binarizaci s libovolnými prahovými hodnotami, která umožňuje snadno provést přesnou analýzu a kvantitativní hodnocení.
Do mikroskopu řady VHX lze také nainstalovat aplikaci Excel a odesílat pořízené snímky a hodnoty do šablon, ze kterých lze automaticky vytvořit sestavu bez použití počítače.
Tyto funkce významně zjednodušují řadu postupů, které dosud vyžadovaly značnou dobu a úsilí.
Pozorování plísní včetně výtrusů (sporů) a hyf
Digitální 4K mikroskop řady VHX umožňuje používat jako jeden přístroj pro různé podmínky pozorování a pozorovat s ním pomocí snímků s vysokým rozlišením 4K. Funkce vícenásobného osvětlení umožňuje pozorování s různými podmínkami osvětlení, které lze dosáhnout pouhým stisknutím tlačítka. Velká hloubka ostrosti umožňuje zaostřit celé třírozměrné objekty, jako jsou výtrusy a hyfy.
Níže jsou uvedeny příklady pozorování plísní, jejich výtrusů a hyf za různých podmínek osvětlení a příklady použití vysoce praktických objektivů a obrazového senzoru CMOS s rozlišením 4K mikroskopu řady VHX.
Automatické počítání kolonií kvasinek
Digitální 4K mikroskop řady VHX umožňuje pořizovat jasné snímky s rozlišením 4K při velkém zvětšení, a to i v případě mikroskopických objektů, jako jsou kolonie kvasinek.
Pomocí funkce automatického počítání a měření kolonií lze z pořízeného snímku ve vysokém rozlišení automaticky počítat kolonie a měřit velikost vybrané oblasti s velkou opakovatelností. Pořízené snímky lze zobrazit různými způsoby, například na rozdělené obrazovce, na které jsou jednotlivě zobrazeny kolonie ve zvolené oblasti, ve sloupcovém grafu rozdělení plochy a ve formě binarizovaného snímku s libovolnými prahovými hodnotami, který významně zvyšuje efektivitu analýzy.
Přímo do mikroskopu řady VHX lze nainstalovat aplikaci Excel, takže lze vytvářet datové výstupy bez použití počítače. Odesláním počtu bakterií vypočtených z počtu kolonií společně s příslušným snímkem do předem připravené šablony lze automaticky vytvořit sestavu.
Mikroskop řady VHX umožňuje používat tyto různé funkce pomocí jednoduchých operací. Lze tak rychle provádět řadu postupů hodnocení kvasinek v jednom přístroji.
Pozorování mikroorganizmů v tekutinách
Digitální 4K mikroskop řady VHX demonstruje svou výkonnost a funkčnost prostřednictvím vzorků pořízených za různých podmínek.
Snímky s rozlišením 4K znázorněné níže ukazují příklady pozorování mikroorganizmů v tekutinách. Dokonce i mikroorganizmy v tekutinách lze pozorovat jasně pomocí vestavěného podsvícení, pokud jsou v nádobě propouštějící světlo, například misce se skleněným dnem. Díky vysoké zaostřovací schopnosti tohoto výrobku lze pořizovat jasné snímky nesmáčených mikroorganizmů v rozlišení 4K, i když jsou smíchány s malým množstvím cizorodých částic v tekutině.
Digitální 4K mikroskop, který zvyšuje důmyslnost a efektivitu pozorování a analýzy mikroorganizmů
Digitální 4K mikroskop řady VHX řeší různé problémy při pozorování a analýze mikroorganizmů, které mají různé velikosti a tvary. Umožňuje provádět důmyslné pozorování a kvantitativní analýzu pomocí jednoduchých operací.
Mikroskop dokáže automaticky provádět mnoho operací od stanovení podmínek pozorování a nastavení zaostření, přes počítání a měření v rámci analýzy až po tvorbu sestav. Tyto operace jsou obtížné a vyžadují mnoho času a úsilí. S tímto mikroskopem je lze provádět v jediném přístroji, čímž se odstraňuje nutnost vysoké specializace a významně se snižuje časová náročnost prací.
Mikroskop řady VHX nabízí vysokou výkonnost, funkčnost a použitelnost. Má různá použití, například při řízení a zajišťování kvality, ve výzkumu a vývoji ve výrobě potravin a léků a při kvantitativním hodnocení mikroorganizmů.
Mikroskop řady VHX je vybaven mnoha dalšími funkcemi. Pokud máte další dotazy k řadě VHX, klikněte na tlačítka níže.
