آب به عنوان یکی از ضروری‌ترین منابع طبیعی برای حیات انسان، حیوانات و گیاهان شناخته می‌شود. کیفیت آب آشامیدنی از اهمیت بالایی برخوردار است، چرا که آلودگی آب می‌تواند منجر به شیوع بیماری‌های مختلف در انسان‌ها شود. یکی از شاخص‌های مهم برای ارزیابی کیفیت آب، حضور باکتری‌های کلی‌فرم است. این مقاله به بررسی روش شمارش کلی‌فرم‌ها در آب به روش Most Probable Number (MPN) یا همان روش “احتمال بیشترین عدد” می‌پردازد. این روش یکی از روش‌های استاندارد و رایج برای ارزیابی کیفیت میکروبی آب است.
کلی‌فرم‌ها و اهمیت آن‌ها در ارزیابی کیفیت آب
کلی‌فرم‌ها گروهی از باکتری‌ها هستند که به طور طبیعی در محیط‌های مختلفی از جمله خاک، آب و دستگاه گوارش انسان‌ها و حیوانات وجود دارند. اگرچه کلی‌فرم‌ها به طور مستقیم بیماری‌زا نیستند، اما حضور آن‌ها در آب می‌تواند نشان‌دهنده آلودگی مدفوعی و وجود میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا باشد. به همین دلیل، بررسی حضور کلی‌فرم‌ها در آب به عنوان یک شاخص مهم برای ارزیابی کیفیت آب آشامیدنی و سطح خطر آلودگی میکروبی انجام می‌شود.
روش MPN برای شمارش کلی‌فرم‌ها
روش MPN یا احتمال بیشترین عدد یک روش آماری برای تخمین تعداد باکتری‌های کلی‌فرم در نمونه‌های آب است. این روش به طور خاص برای نمونه‌هایی که تعداد میکروب‌ها در آن‌ها کم است و شمارش مستقیم غیرممکن یا دشوار است، استفاده می‌شود. روش MPN بر اساس آزمایش‌های چند مرحله‌ای و با استفاده از لوله‌های کشت انجام می‌شود. در ادامه به مراحل اصلی این روش پرداخته می‌شود.
مراحل انجام روش MPN
1. نمونه‌برداری
نمونه‌برداری از آب مرحله اول و بسیار مهم در روش MPN است. نمونه‌برداری باید با دقت بالا و با استفاده از ظروف استریل انجام شود تا از هرگونه آلودگی خارجی جلوگیری شود. پس از جمع‌آوری نمونه، باید آن را در شرایط خنک و در کوتاه‌ترین زمان ممکن به آزمایشگاه منتقل کرد.
2. آماده‌سازی رقیق‌سازی‌ها
در مرحله بعدی، نمونه‌های آب در چندین مرحله رقیق‌سازی می‌شوند تا غلظت باکتری‌ها به سطحی برسد که امکان شمارش وجود داشته باشد. معمولاً از رقت‌های سریالی استفاده می‌شود که هر کدام به ترتیب 10 برابر نسبت به رقت قبلی رقیق‌تر هستند.
3. کشت در محیط کشت مایع
برای کشت کلی‌فرم‌ها، از لوله‌های حاوی محیط کشت مایع مخصوص (مانند لاکتوز براث) استفاده می‌شود. نمونه‌های رقیق‌شده در این لوله‌ها تلقیح شده و سپس در دمای مناسب (معمولاً 35-37 درجه سانتی‌گراد) انکوبه می‌شوند. هر لوله حاوی یک شناسه است که به کمک آن می‌توان تعیین کرد که آیا باکتری‌های کلی‌فرم در لوله حاضر هستند یا خیر.
4. تشخیص تولید گاز
پس از دوره انکوباسیون، لوله‌ها بررسی می‌شوند تا تولید گاز یا اسید را نشان دهند. تولید گاز در محیط کشت نشان‌دهنده وجود کلی‌فرم‌ها در نمونه است. برای این کار، معمولاً از لوله‌های دورام (Durham tube) که در داخل لوله‌های اصلی قرار دارند استفاده می‌شود. این لوله‌های کوچک قادر به جمع‌آوری گاز تولیدشده توسط باکتری‌ها هستند.
5. محاسبه MPN
پس از بررسی نتایج انکوباسیون، تعداد لوله‌هایی که تولید گاز داشته‌اند در هر رقت یادداشت می‌شود. این داده‌ها با استفاده از جداول MPN استاندارد مورد بررسی قرار می‌گیرند تا تعداد تقریبی باکتری‌های کلی‌فرم در نمونه اصلی آب تخمین زده شود. جداول MPN از قبل بر اساس مدل‌های آماری تهیه شده‌اند و به کمک آن‌ها می‌توان به سادگی تعداد باکتری‌ها را تخمین زد.
مزایا و معایب روش MPN
مزایا:
- حساسیت بالا: روش MPN به ویژه برای نمونه‌هایی که تعداد باکتری‌ها کم است، مناسب است.
- توانایی تشخیص تعداد کمی از باکتری‌ها: این روش می‌تواند حتی تعداد کمی از باکتری‌ها را در نمونه‌های بزرگ تشخیص دهد.
- سهولت انجام: روش MPN نیاز به تجهیزات پیچیده ندارد و به سادگی در بسیاری از آزمایشگاه‌ها قابل انجام است.
معایب:
- زمان‌بر بودن: یکی از معایب روش MPN این است که نسبت به روش‌های دیگر زمان بیشتری نیاز دارد.
- دقت کمتر در مقایسه با روش‌های شمارش مستقیم: روش MPN یک روش تخمینی است و دقت آن نسبت به روش‌های شمارش مستقیم مانند کشت در محیط جامد کمتر است.
- تأثیر متغیرها بر نتایج: عوامل مختلفی مانند دمای انکوباسیون، ترکیب محیط کشت و زمان انکوباسیون می‌توانند بر نتایج تأثیر بگذارند.
کاربردهای روش MPN
روش MPN به طور گسترده در بسیاری از کاربردهای بهداشتی و صنعتی استفاده می‌شود. از جمله مهم‌ترین کاربردهای این روش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ارزیابی کیفیت آب آشامیدنی: روش MPN یکی از روش‌های استاندارد برای بررسی حضور کلی‌فرم‌ها و سایر باکتری‌های بیماری‌زا در آب آشامیدنی است.
- کنترل کیفیت محصولات غذایی: این روش در صنایع غذایی برای بررسی آلودگی میکروبی محصولات استفاده می‌شود.
- ارزیابی کیفیت آب‌های تفریحی: آب‌های استفاده شده در استخرها و سایر مکان‌های تفریحی نیز از طریق روش MPN بررسی می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که برای استفاده انسانی ایمن هستند.
نتیجه‌گیری
روش MPN یک ابزار قدرتمند و قابل اعتماد برای تخمین تعداد کلی‌فرم‌ها در نمونه‌های آب است. اگرچه این روش معایبی مانند زمان‌بر بودن و دقت نسبی کمتر دارد، اما مزایای آن از جمله حساسیت بالا و سهولت انجام، آن را به یکی از روش‌های محبوب برای ارزیابی کیفیت میکروبی آب تبدیل کرده است. استفاده از روش MPN در کنترل کیفیت آب آشامیدنی، محصولات غذایی و آب‌های تفریحی می‌تواند به جلوگیری از شیوع بیماری‌های ناشی از آلودگی‌های میکروبی کمک کند و سلامت عمومی را تضمین نماید.
