콜로니 형성 단위(CFU) 계산 분석 : 미생물검사 2

CFU 분석은 사용된 특정 성장 조건에서 콜로니를 형성할 수 있는 살아있는 세포만 계산하기 때문에 샘플에서 생존 가능한 박테리아의 수를 추정하는 데 유용합니다. 그러나 일부 박테리아는 사용된 특정 조건에서 성장할 수 없거나 성장 배지 또는 기타 요인에 의해 억제될 수 있으므로 CFU 수가 샘플에 존재하는 총 박테리아 수를 반영하지 않을 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 또한 CFU 분석은 통계적 가정을 기반으로 하며 희석 및 계산 기술의 정확도에 따라 약간의 변동성이 있을 수 있으므로 세균 집단의 추정치만 제공합니다.

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-신선한 배지에 밤새 샘플을 1/100 희석하여 시딩하는 실험을 수행했습니다. 37°C 쉐이크 인큐베이션 동안 다양한 시점(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 및 24시간)에서 준비한 한천 플레이트에 이 희석된 샘플을 펼칩니다. 실험을 세 번 반복하여 한천 플레이트에서 다음 콜로니 수를 얻었습니다.

 

콜로니 형성 단위(CFU) 계산 분석 : 미생물검사

 

 

시간(시간)	실험 1(CFU/mL)	실험 2(CFU/mL)	실험 3(CFU/mL)
0	85	80	90
1	120	125	115
2	160	150	155
3	210	220	200
4	245	240	250
5	280	290	300
6	325	330	310
8	400	420	390
24	950	1000	900

 

각 시점에 대한 평균 CFU/mL를 계산하고 시간 경과에 따른 성장률을 결정합니다.

 

1. 평균 CFU/mL = (각 실험에 대한 CFU 카운트의 합계) / (실험 횟수 * 희석 계수 * 도금 부피)
2. 성장률(%) = [(최종 CFU/mL - 초기 CFU/mL) / 초기 CFU/mL] * 100

참고: 문제에서 언급한 희석배수는 1/100이므로 희석배수는 0.01입니다.

각 시점에 대한 평균 CFU/mL를 계산하고 주어진 데이터 및 공식을 기반으로 시간 경과에 따른 성장률을 결정하십시오.

 

각 시점에 대한 평균 CFU/mL:

• 0시간: (85 + 80 + 90) / (3 * 0.01 * 4) = 7083 CFU/mL
• 1시간: (120 + 125 + 115) / (3 * 0.01 * 4) = 10000 CFU/mL
• 2시간: (160 + 150 + 155) / (3 * 0.01 * 4) = 12500 CFU/mL
• 3시간: (210 + 220 + 200) / (3 * 0.01 * 4) = 14167 CFU/mL
• 4시간: (245 + 240 + 250) / (3 * 0.01 * 4) = 16250 CFU/mL
• 5시간: (280 + 290 + 300) / (3 * 0.01 * 4) = 19167 CFU/mL
• 6시간: (325 + 330 + 310) / (3 * 0.01 * 4) = 21875 CFU/mL
• 8시간: (400 + 420 + 390) / (3 * 0.01 * 4) = 27500 CFU/mL
• 24시간: (950 + 1000 + 900) / (3 * 0.01 * 4) = 79167 CFU/mL

 

시간 경과에 따른 성장률:

• 0에서 1시간까지의 성장률: [(10000 - 7083) / 7083] * 100 = 41.44%
• 1시간에서 2시간 사이의 성장률: [(12500 - 10000) / 10000] * 100 = 25.00%
• 2시간에서 3시간 사이의 성장률: [(14167 - 12500) / 12500] * 100 = 13.34%
• 3~4시간 성장 속도: [(16250 - 14167) / 14167] * 100 = 14.61%
• 4~5시간의 성장률: [(19167 - 16250) / 16250] * 100 = 18.03%
• 5~6시간의 성장률: [(21875 - 19167) / 19167] * 100 = 14.12%
• 6~8시간의 성장률: [(27500 - 21875) / 21875] * 100 = 25.77%
• 8시간에서 24시간 사이의 성장률: [(79167 - 27500) / 27500] * 100 = 187.45%

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-100배로 희석한 박테리아 배양균을 가지고 있습니다. 그런 다음 희석된 샘플 0.01mL를 한천 플레이트에 플레이팅하고 밤새 배양합니다. 다음날 접시에서 250개의 콜로니를 세었습니다.

희석배수: 100 도금 부피: 0.01mL 또는 0.00001L

CFU = (250 콜로니 / 100) x (1 / 0.00001 L) = 2.5 x 10^7 CFU/mL

따라서 세균 배양액은 mL당 약 2,500만 CFU였습니다.

 

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-액체 현탁액에서 효모 세포의 농도를 확인하려고 합니다. 0.1mL 샘플을 취하여 한천 플레이트에 펴고 밤새 배양합니다. 다음날 플레이트에서 10개의 콜로니를 관찰합니다.

도금 부피: 0.1mL 또는 0.0001L

CFU = (10 콜로니 / 1) x (1 / 0.0001 L) = 100,000 CFU/mL

따라서 효모 세포 현탁액은 mL당 약 100,000 CFU를 함유하고 있습니다.

 

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-박테리아의 존재를 테스트하려는 우유 샘플이 있습니다. 1:100 희석을 수행한 다음 한천 플레이트에 희석된 샘플 0.1mL를 플레이트합니다. 배양 후 플레이트에서 30개의 콜로니를 세었습니다.

희석 배율: 1:100(희석 배율 100에 해당) 도금 부피: 0.1mL 또는 0.0001L

CFU = (30 콜로니 / 100) x (1 / 0.0001L) = 3 x 10^5 CFU/mL

따라서 우유 샘플에는 mL당 약 300,000 CFU가 포함되어 있습니다.

 

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-정량화하려는 세균 배양이 있습니다. 1:10,000 희석을 수행한 다음 희석된 샘플 0.1mL를 한천 플레이트에 플레이팅합니다. 배양 후 플레이트에서 5개의 콜로니를 세십시오.

희석 배율: 1:10,000(희석 배율 10,000에 해당) 도금 부피: 0.1mL 또는 0.0001L

CFU = (5 콜로니 / 10,000) x (1 / 0.0001 L) = 0.05 CFU/mL

이 경우, mL당 CFU는 매우 낮으며, 이는 배양에서 생존 가능한 박테리아의 농도가 낮다는 것을 나타냅니다.

 

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-세균 배양 실험에서 시험액에 1.7x10^5 CFU/mL의 세균 현탁액 1mL를 접종하였다. 18시간 배양 후 CFU 수는 3.2x10^3 CFU/mL로 측정되었습니다. 시험 용액에 노출된 후 박테리아의 감소율을 계산하십시오.

초기 CFU 수(A) = 1.7x10^5 CFU/mL 노출 후 CFU 수(B) = 3.2x10^3 CFU/mL

감소율을 계산하려면: 감소율(%) = (A - B) / A x 100%

값을 공식에 ​​대입: 감소율(%) = (1.7x10^5 - 3.2x10^3) ​​/ 1.7x10^5 x 100% = (170000 - 3200) / 170000 x 100% = 166800 / 170000 x 100% ≈ 0.9812 x 100% ≈ 98.12%

 

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-박테리아 집단은 500 CFU/mL의 초기 계수로 시작합니다. 5시간 동안 인구는 3,000 CFU/mL로 증가합니다. 박테리아 개체군의 증가율을 계산하십시오.

증가율을 계산하기 위해 다음 공식을 사용할 수 있습니다. 증가율 = (B - A) / t

주어진: 초기 CFU 수(A) = 500 CFU/mL 최종 CFU 수(B) = 3,000 CFU/mL 시간(t) = 5시간

값을 공식에 ​​대입: 증가율 = (3000 - 500) / 5 = 2500 / 5 = 시간당 500 CFU/mL

 

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-600nm의 파장에서 광학 밀도(OD) 판독값이 0.3인 박테리아 배양이 있습니다. OD 값을 기준으로 세균 농도를 CFU/mL로 추정하려고 합니다. 플레이팅에 사용되는 희석 배율은 10^-4이고 한천 플레이트에서 60개의 콜로니를 세었습니다

 

Beer-Lambert 법칙에 따르면 OD = -log10(Iout/Iin), 여기서 Iout은 검출기에 도달하는 광도이고 Iin은 광원에서 나오는 초기 광도입니다.

OD가 0.3인 경우 투과율(Iout/Iin)을 풀기 위해 방정식을 재정렬할 수 있습니다. Iout/Iin = 10^(-OD)

주어진 OD 값을 대체: Iout/Iin = 10^(-0.3)

이제 CFU 수와 희석 계수를 사용하여 CFU/mL 단위로 박테리아 농도를 계산해 보겠습니다.

 

1. 원본 샘플에서 CFU의 수를 계산합니다. CFU 수 = CFU 수 × 희석 계수 CFU 수 = 60 × 10^4 CFU 수 = 6 × 10^5 CFU/mL
2. OD를 기준으로 세균 농도를 CFU/mL로 계산합니다. 세균 농도 = CFU 수 / (0.1mL × 투과율) 세균 농도 = 6 × 10^5 CFU/mL / (0.1 × 10^(-0.3)) 세균 농도 = 6 × 10^5 CFU/mL / (0.1 × 0.5012) [반올림한 투과율 값] 세균 농도 ≈ 1.196 × 10^7 CFU/mL

따라서 주어진 OD 값과 CFU 수를 기준으로 CFU/mL 단위로 예상되는 박테리아 농도는 약 1.196 × 10^7 CFU/mL입니다.

 

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-초기 농도가 5 x 10^6 CFU/mL인 박테리아 배양액이 있습니다. 10배 연속 희석을 수행하고 10^-6 희석에서 한천 플레이트에 0.1mL를 플레이팅합니다. 배양 후 플레이트에서 45개의 콜로니를 세었습니다.

또한 600nm의 파장에서 분광계를 사용하여 원래 배양물의 광학 밀도(OD)를 측정하고 판독값은 0.8입니다.

주어진 콜로니 수와 광학 밀도를 기반으로 희석 계수와 세균 농도를 CFU/mL로 계산합니다.

 

주어진 정보: 초기 농도: 5 x 10^6 CFU/mL 희석배수: 10배 연속희석 10^-6 희석에서 콜로니 수: 45 콜로니 600nm에서 광학 밀도(OD): 0.8

 

1. 희석 계수를 계산합니다. 10배 연속희석을 했다고 언급되어 있으므로 희석배수는 10^-6이다.
2. 콜로니 수를 사용하여 박테리아 농도를 계산합니다. CFU의 수 = 콜로니 수 / (도금된 부피 x 희석 계수) CFU의 수 = 45 콜로니 / (0.1 mL x 10^-6) CFU 수 = 45 x 10^6 CFU/mL CFU 수 = 4.5 x 10^7 CFU/mL
3. 광학 밀도를 사용하여 박테리아 농도를 계산합니다. Beer-Lambert 법칙을 사용하여 투과율(Iout/Iin)을 계산할 수 있습니다. 투과율 = 10^(-OD)

 

주어진 OD 값을 대체: 투과율 = 10^(-0.8)

이제 투과율 및 희석 계수를 사용하여 CFU/mL의 세균 농도를 계산합니다.

 

박테리아 농도 = CFU 수 / (도금된 부피 x 투과율 x 희석 계수) 세균 농도 = 45 콜로니 / (0.1 mL x 10^(-0.8) x 10^-6) 세균 농도 = 45 x 10^6 CFU/mL / (0.1 x 0.1585) [반올림한 투과율 값] 세균 농도 ≈ 2.84 x 10^9 CFU/mL

 

콜로니 수를 기준으로 CFU/mL 단위로 수정된 박테리아 농도는 약 4.5 x 10^7 CFU/mL이고 광학 밀도를 기준으로 하면 약 2.84 x 10^9 CFU/mL입니다.

 

투과율이 너무 낮아지면 OD 측정값의 신뢰도가 떨어질 수 있기 때문에

OD는 0.1-0.5 범위에 들어오도록 희석하여 측정하는게 좋습니다.

 

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ASCPI or Basic Microbiology

1. What does CFU stand for in microbiology? a) Colony-Forming Units b) Cell Fusion Units c) Central Fungal Units d) Cell Formation Units
2. Why is CFU used instead of directly counting individual bacterial cells? a) CFU accounts for viable cells only b) CFU includes both live and dead cells c) CFU is a faster counting method d) CFU is more accurate than cell counting
3. In CFU determination, why is serial dilution necessary? a) To increase the bacterial concentration b) To decrease the bacterial concentration c) To separate live and dead cells d) To make counting colonies feasible
4. Which of the following methods is commonly used to calculate bacterial CFU/mL? a) Optical Density (OD) measurement b) Spectrophotometry c) Microscopic cell counting d) Dilution and plate counting
5. A bacterial culture is diluted 10-fold four times. If the original concentration was 1 x 10^8 CFU/mL, what is the final dilution factor? a) 1 x 10^2 b) 1 x 10^4 c) 1 x 10^8 d) 1 x 10^16
6. If you plate 0.1 mL of a 10^-5 dilution and count 40 colonies, what is the CFU/mL in the original sample? a) 4 x 10^2 CFU/mL b) 4 x 10^3 CFU/mL c) 4 x 10^4 CFU/mL d) 4 x 10^5 CFU/mL
7. Growth curves depict the changes in bacterial population over time. Which phases are commonly observed in a typical growth curve? a) Lag phase, stationary phase, death phase b) Log phase, exponential phase, decline phase c) Growth phase, plateau phase, decline phase d) Lag phase, exponential phase, stationary phase, death phase
8. During which growth phase does the bacterial population multiply rapidly and reach the highest growth rate? a) Lag phase b) Exponential phase (Log phase) c) Stationary phase d) Death phase
9. How is the growth rate of bacteria calculated based on a growth curve? a) By measuring the OD value at a specific time point b) By counting the number of colonies on a plate c) By determining the time it takes for the culture to reach stationary phase d) By calculating the slope of the exponential phase on a semi-log plot
10. What does the term "generation time" refer to in bacterial growth? a) The time it takes for bacteria to reach stationary phase b) The time it takes for bacteria to divide and double their population c) The time it takes for bacteria to start growing after inoculation d) The time it takes for bacteria to die off completely