A telepképző egység (röv. CFU ) egy olyan egység, amely kiértékeli a mintában lévő mikrobiális sejtek ( baktériumok , gombák , vírusok stb.) számát, amelyek életképesek, és ellenőrzött körülmények között osztódással képesek szaporodni . A telepképző egységszámláláshoz mikroorganizmusokat kell tenyészteni, és csak az életképes sejteket kell megszámolni, ellentétben a mikroszkópos vizsgálattal, amely minden sejtet megszámlál, legyen az élő vagy elhalt. Sejttenyészetben a telepek szemrevételezése a beoltás után csak nagy telepek kialakulása után lehetséges, és ezek megszámlálásakor nem biztos, hogy egyértelmű, hogy egyetlen sejtből vagy sejtcsoportból származik-e. Ha az eredményeket kolóniaképző egységként fejezzük ki, ez megszüntetheti ezt a bizonytalanságot.
A lemezszámlálás célja a jelenlévő sejtek számának becslése azon képességük alapján, hogy bizonyos táptalaj körülmények között, hőmérsékleten és időben képesek telepet képezni. Elméletileg egy életképes sejt replikáció útján telepet hozhat létre. Az egyetlen sejtek azonban kivételt képeznek, és leggyakrabban egy kolónia progenitora olyan sejtek csoportja, amelyek együtt léteznek. Ezenkívül számos baktérium láncban (pl. Streptococcus ) vagy klaszterben (pl . Staphylococcus ) szaporodik. Ezen okokból kifolyólag a CFU-t használó mikrobák számának becsült száma a legtöbb esetben kevesebb, mint a mintában jelenlévő egyes élő sejtek tényleges száma. A CFU-szám feltételezi, hogy minden telep különálló, és egyetlen életképes mikrobiális sejten alapul [1] .
Például az E. coli CFU-száma a lemezes módszerrel lineáris 30-300 egység tartományban standard méretű Petri-csészén [2] . Így annak biztosításához, hogy egy minta ebben a tartományban CFU-kat termeljen, több tenyészet sorozathígítására van szükség. Általában tízszeres hígításokat használnak, és egy sor hígítást vetnek be két vagy három ismétlésben a kiválasztott hígítási tartományban. Gyakran 100 µl keveréket inokulálnak, de nagyobb mennyiségeket (legfeljebb 1 ml -t ) is használnak . A nagyobb bevonatmennyiségek növelik a száradási időt, de gyakran nem eredményeznek nagyobb pontosságot, mivel további hígítási lépésekre lehet szükség [3] . Ezután lineáris tartományban megszámolják a telepeket, majd a kiindulási keverékben a CFU / g (vagy CFU / ml) arányokat matematikailag származtatják, figyelembe véve az alkalmazott mennyiséget és annak hígítási tényezőjét.
Az ismert, ismeretlen koncentrációjú mikroorganizmusokat tartalmazó keveréket gyakran sorozathígítják, hogy legalább egy lemezt kapjanak megszámlálható számú teleppel. Ennek a módszernek az az előnye, hogy a különböző típusú mikroorganizmusok mikroszkopikusan és makroszkopikusan is egyértelműen különböznek egymástól. A telepmorfológia nagyon hasznos lehet a jelenlévő mikroorganizmusok azonosításában.
A mikroorganizmus telepmorfológiájának előzetes vizsgálata jobban megértheti, hogy a megfigyelt CFU/ml hogyan viszonyul a milliliterenkénti életképes sejtek számához. Alternatív megoldásként bizonyos esetekben a CFU-nkénti átlagos sejtszám csökkenthető a minta hígítás előtti rázatásával. Sok mikroorganizmus azonban túl érzékeny a rázásra, és az életképes sejtek aránya csökkenhet, ha Petri-csészébe helyezzük.
A telepképző egységkoncentrációk abszolút értékben és logaritmikus értelemben is kifejezhetők, ahol az érték a koncentráció 10-es bázis logaritmusa .
A telepszámlálás hagyományosan manuálisan, tollal és kattintásszámlálóval történik. Ez általában egyszerű feladat, de nagyon munka- és időigényessé válhat, ha sok mintát kell kiszámítani. Alternatív megoldásként félautomata (szoftver) és automatikus (hardver és szoftver) megoldások is használhatók.
A telepek a mintalemezek fényképei alapján számozhatók szoftvereszközök segítségével. Ehhez általában minden Petri-csészét lefényképeznek, majd az összes képet elemzik. Ez megtehető egy egyszerű digitális fényképezőgéppel vagy akár webkamerával. Mivel általában kevesebb mint 10 másodpercet vesz igénybe egyetlen kép elkészítése, szemben a kézi CFU-számlálással, ez a megközelítés általában sok időt takarít meg. Objektívabb is, és lehetővé teszi más változók, például a kolónia méretének és színének kinyerését.
A PC-szoftveren kívül Android és iOS eszközökre is elérhetők a félautomata és automatikus kolóniaszámlálási alkalmazások. A beépített kamera az agarlemez fényképezésére szolgál, és egy belső vagy külső algoritmus feldolgozza a képadatokat és megbecsüli a telepek számát [9] [10] [11] .
Az emberi hibák kiküszöbölésére automatizált rendszereket használnak, mivel számos emberi sejtszámlálási módszer nagy a hiba valószínűsége. Mivel a kutatók rutinszerűen manuálisan számolják meg a sejteket áteresztő fény segítségével, ez a hibára hajlamos módszer jelentős hatással lehet a kezdeti folyékony közeg számított koncentrációjára, különösen akkor, ha a sejtek kezdetben alacsony koncentrációban vannak a keverékben.
Egyes biotechnológiai gyártóktól teljesen automatizált rendszerek is rendelkezésre állnak [12] . Általában drágák és nem olyan rugalmasak, mint az önálló szoftverek, mivel a hardvert és a szoftvert úgy tervezték, hogy egy adott konfigurációban együtt működjenek.
Egyes automatizált rendszerek, például a MATLAB rendszerek, lehetővé teszik a sejtek megszámlálását festés nélkül. Ez lehetővé teszi a telepek újrafelhasználását más kísérletekhez anélkül, hogy fennállna a mikroorganizmus telepek elpusztításának veszélye. Azonban ezeknek az automatizált rendszereknek az a hátránya, hogy rendkívül nehéz megkülönböztetni a kolóniákat a véragarlemezeken felhalmozódott portól vagy karcolásoktól, mivel mind a por, mind a karcok sokféle alak- és megjelenés-kombinációt hozhatnak létre [13] .
Kolóniaképző egységek helyett használhatja a "Legvalószínűbb szám" paramétereket (eng. Most probable number, MPN), valamint a módosított Fishman egységek (MFU). A legvalószínűbb számozási módszer az életképes sejtek számlálására szolgál, ami akkor hasznos, ha alacsony sejtkoncentrációt számolunk, vagy olyan termékekben található mikroorganizmusokat számolunk, amelyekben idegen részecskék nem teszik lehetővé a Petri-csészék számolását. A módosított Fishman egységek figyelembe veszik azokat a mikroorganizmusokat is, amelyek életképesek, de bármilyen okból nem tenyésztettek.