그램 염색

Gram stain
가장 일반적인 황색포도상구균(S. Aureus ATCC 25923, 보라색 그램 양성 구균)과 대장균(E. coli ATCC 11775, 빨간색 그램 음성 바실리)의 그램 염색

그램 염색법이라고도 불리는 그램 염색법은 박테리아 종을 그램 양성 박테리아와 그램 음성 박테리아 두 개의 큰 그룹으로 분류하는 데 사용되는 염색법이다.그 이름은 1884년 [1]이 기술을 개발한 덴마크 세균학자 한스 크리스티안 그램에서 유래했다.

그램 염색은 박테리아 세포벽의 화학적, 물리적 특성에 따라 박테리아를 구별한다.그램 양성 세포는 세포벽에 1차 염색인 크리스털 바이올렛을 유지하는 두꺼운 펩티도글리칸 층을 가지고 있습니다.그램 음성 세포는 에탄올을 첨가하면 크리스털 바이올렛이 씻어낼 수 있는 얇은 펩티도글리칸 층을 가지고 있습니다.그것들은 보통 사프라닌이나 푸친과 같은 카운터스테인에 [2]의해 분홍색이나 빨간색으로 염색된다.루골의 요오드 용액은 크리스털 바이올렛을 첨가한 후 항상 첨가하여 염색체와 세포막의 결합을 강화한다.

그램 염색은 거의 항상 박테리아 유기체의 예비 식별의 첫 번째 단계이다.그램 염색은 임상 및 연구 환경에서 모두 귀중한 진단 도구이지만, 모든 박테리아가 이 기술로 확실하게 분류될 수 있는 것은 아닙니다.이것은 그램 변수와 그램 불확정 그룹을 발생시킨다.

역사

이 방법은 1884년 베를린 시립병원 영안실에서 칼 프리들렌더와 함께 일하면서 이 기술을 개발한 덴마크 과학자 한스 크리스티안 그램(1853–1938)의 이름을 따왔다.그램은 한 종류의 박테리아를 다른 박테리아와 구별하기 위한 것이 아니라 폐 조직의 [3]얼룩진 부분에 박테리아가 더 잘 보이도록 하기 위해 그의 기술을 고안했다.그는 1884년에 그의 방법을 발표했고, 그의 짧은 보고서에 발진티푸스균이 [4]얼룩을 유지하지 않는다는 관찰을 포함시켰다.

사용하다

질 면봉에서 캔디다 알비칸의 그램 얼룩이요작은 타원형 클라미드 포자의 지름은 2-4 µm이다.

그램 염색은 박테리아 [6][page needed]종을 세포벽의 물리적 특성에 따라 두 개의 큰 그룹(그램 양성 및그램 음성)으로 구분하는 데 사용되는 세균학적 실험실[5] 기술이다.그램 염색은 이전의 고세균인 고세균을 분류하는데 사용되지 않는다. 왜냐하면 이 미생물들은 그들의 계통학적 [7]그룹을 따르지 않는 매우 다양한 반응을 보이기 때문이다.

어떤 유기체는 그램 가변성이며(음수 또는 양수 중 하나로 염색될 수 있음), 어떤 유기체는 그램 기술에 사용된 염료로 염색되지 않고 보이지 않습니다.현대의 환경 또는 분자 미생물학 실험실에서, 대부분의 식별은 유전자 배열과 다른 분자 기술을 사용하여 이루어지는데, 이것은 분화 [citation needed]염색보다 훨씬 더 구체적이고 유익하다.

의료의

참고 항목: 병원성 세균

그램 얼룩은 감염이 의심될 때 체액이나 생검에 실시합니다.그램 얼룩은 배양보다 훨씬 더 빨리 결과를 내고, 감염이 환자의 치료와 예후에서 중요한 차이를 만들 때 특히 중요하다. 뇌수막염에 대한 뇌척수액과 패혈성 [8][9]관절염에 대한 활액이다.

염색 기구

보라색 얼룩 그램 양성(왼쪽) 및 분홍색 얼룩 그램 음성(오른쪽)

그램 양성균은 펩티도글리칸(세포 외피의 50~90%)으로 이루어진 두꺼운 그물 모양의 세포벽을 가지며, 그램 음성균은 보라색(세포 외피의 10%)에 의해 보라색으로 염색되는 반면, 그램 음성균은 얇은 층(세포 외피의 10%)을 가지므로 보라색 얼룩을 유지하지 않고 사프라닌에 의해 분홍색으로 역염색된다.그램 염색에는 4가지 기본 단계가 있습니다.

  • 세균 배양물의 열고정 도말에 1차 염색제(크리스털 바이올렛)를 바른다.열 고정은 일부 박테리아를 죽이지만, 대부분 미끄럼틀에 박테리아를 붙여서 얼룩을 만드는 과정에서 세균이 헹구지 않도록 하는 데 사용됩니다.
  • 요오드의 첨가로 크리스탈 바이올렛에 결합하여 세포에 가두는 것
  • 에탄올 또는 아세톤에 의한 신속한 탈색
  • 사프라닌으로 [10]반염색하는 거죠탄산푸친은 혐기성 세균을 더 강하게 오염시키기 때문에 사프라닌 대신 사용되기도 하지만,[11] 대용으로 덜 사용됩니다.
그램 염색의 개요
응용 프로그램 시약 셀 색상
그램 양성 그램 음성
일차 염료 크리스탈 바이올렛 보라색 보라색
매염제 요오드 보라색 보라색
탈색제 알코올/아세톤 보라색 무색의
카운터 얼룩 사프라닌/카볼푸치신 보라색 핑크 또는 레드

크리스털 바이올렛(CV)은 수용액에서 CV와 염화물(Cl−
) 이온으로+
분해된다.이 이온들은 그램 양성세포와 그램 음성세포의 세포벽을 관통한다.CV 이온은+
음전하를 띤 박테리아 세포의 성분과 상호작용하여 세포를 [12]보라색으로 물들인다.

요오드화물(I−
 또는−
3 I)은 CV와 상호작용하며+
세포의 내부 및 외부 층 내에서 결정 바이올렛과 요오드(CV–I)의 큰 복합체를 형성한다.요오드는 흔히 매염제라고 불리지만 CV-I 복합체의 제거를 막아 세포를 [13]착색시키는 포획제이다.

알코올이나 아세톤과 같은 탈색제가 첨가되면 세포막의 [14]지질과 상호작용합니다.그램음성세포는 외측지방다당막을 상실하고 내부펩티도글리칸층을 노광상태로 한다.CV-I 복합체는 외막과 [15]함께 그램-음성 세포에서 세척된다.반면 그램 양성세포는 에탄올 처리에서 탈수된다.큰 CV-I 복합체는 [15]펩티도글리칸의 다층 특성 때문에 그램 양성 세포 내에 갇히게 된다.탈색 단계는 매우 중요하며 정확한 타이밍을 맞춰야 합니다. 탈색제를 너무 오래(몇 [16]초 정도) 방치하면 그램 양성 및 음성 세포에서 수정 보라색 얼룩이 제거됩니다.

탈색 후에도 그램 양성 세포는 보라색을 유지하며 그램 음성 세포는 보라색을 [16]잃는다.보통 양전하를 띠는 사프라닌이나 염기성 푸친인 카운터스테인을 마지막으로 발라 탈색된 그램 음성균에 분홍색이나 붉은색을 [2][17]입힌다.그램 양성 박테리아와 그램 음성 박테리아가 카운터스테인을 줍는다.그러나 그램 양성 박테리아에서는 더 진한 크리스털 바이올렛 색소 때문에 이 카운터스테인은 보이지 않는다.

예

그램양성균

주요 기사 : 그램 양성균

그램 양성 박테리아는 일반적으로 두꺼운 펩티도글리칸으로 둘러싸인 단막(단층)을 가지고 있다.이 규칙은 두 가지 식물인 Bacilota(Mollicutes와 [6][18]Negativicutes 제외)와 Actinomycetota로 이어진다.반면 클로로플렉소타(녹색 비황세균)의 구성원은 단엽이지만 얇거나 없는(클래스 Dehalocococoidetes) 펩티도글리칸을 [6][page needed][18]가지고 있으며 음성, 양성 또는 불확정성으로 염색될 수 있다.

역사적으로, 그램 양성 형태는 현재 가장 큰 집단을 위해 사용되는 이름인 Firmicutes 문(문)을 구성했다.그것은 락토바실루스, 바실루스, 리스테리아, 포도상구균, 스트렙토코커스, 엔테로코커스, [19]클로스트리듐과 같은 많은 잘 알려진 속들을 포함합니다.또한 Mollicutes, Mycoplasma, Hotosomousasma와 같은 세포벽이 부족하여 그램 염색은 할 수 없지만 그러한 [20]형태에서 파생된 박테리아를 포함하도록 확장되었습니다.

어떤 박테리아는 세포벽을 가지고 있어서 얼룩을 유지하는 데 특히 능숙합니다.이것들은 다른 그램 양성 박테리아와 밀접하게 관련이 없음에도 그램 염색에 의해 양성으로 나타날 것이다.이것들은 내산성 박테리아라고 불리며 특별한 염색법에 [21]의해서만 다른 그램 양성 박테리아와 구별할 수 있다.

그램음성균

주요 기사 : 그램 음성균

그램 음성 박테리아는 일반적으로 두 개의 막 사이에 [22]얇은 펩티도글리칸 층을 가지고 있다.리포다당류(LPS)는 대부분의 그램 음성 세균의 세포 표면에 가장 풍부한 항원으로 대장균과 [23]살모넬라균의 외막의 80%까지 기여한다.시아노박테리아,[6][page needed][18] 녹색 유황 박테리아, 그리고 대부분의 슈도모나도타를 포함한 대부분의 박테리아 잎은 그램 음성입니다.

그램 가변 및 그램 불확정균

일부 박테리아는 그램 염색 후 그램 가변 패턴을 만들어 냅니다: 분홍색과 보라색 세포가 혼합된 것을 [15][24]볼 수 있습니다.Bacillus, Butyrivibrio, Clostridium의 배양에서는 성장 중 펩티도글리칸 두께의 감소가 그램 [24]음성으로 염색되는 세포 수의 증가와 일치한다.또한 그램 염색체를 사용하여 염색된 모든 박테리아는 배양 연령이 [24]염색체의 결과에 영향을 미칠 수 있습니다.

그램 부정세균은 그램 염색에 예측 가능한 반응을 보이지 않기 때문에 그램 양성 또는 그램 음성으로 판정할 수 없다.예를 들어 마이코박테륨 보비스, 마이코박테륨 렙래, 마이코박테륨 결핵을 포함한 많은 종류의 마이코박테륨이 있으며, 이들 중 후자는 각각 [25][26]나병의 원인물질이다.마이코플라스마속 박테리아는 세포막 주위에 세포벽이 없기 때문에 그램의 방법으로 염색되지 않고 세포벽 [27][28]합성을 목표로 하는 항생제에 내성이 있다.

맞춤법 메모

그램 염색이라는 용어는 Hans Christian Gram의 성에서 유래했습니다.따라서 그램은 대문자이지만 과학 [29]용어의 일반적인 명사(스테인)는 아닙니다.그램-양성과 그램-음성의 첫 글자는 대문자 G 또는 소문자 g 중 하나이며, 이는 작성되는 문서를 지배하는 스타일 가이드에 따라 달라집니다.소문자 스타일은 미국 질병통제예방센터와 AMA [30]스타일과 같은 다른 스타일의 요법에 의해 사용됩니다.사전에서는 소문자,[31][32] [33][34][35][36]대문자 또는 둘 [37][38]다 사용할 수 있습니다.대문자 그램 양성 또는 그램 음성 사용은 많은 과학 저널 기사 및 [38][39][40]출판물에서도 일반적입니다.기사가 저널에 제출될 때 각 저널은 포스트프린트 버전에 하우스 스타일을 적용할 수도 있고 적용할 수도 없습니다.프리프린트 버전에는 작성자가 사용한 스타일이 포함됩니다.형용사 gram-positive와 gram-negative에 소문자를 사용하는 스타일 요리법도 일반적으로 gram 염색에 대문자를 사용합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Colco, R. (2005). "Gram Staining". Current Protocols in Microbiology. Appendix 3 (1): Appendix 3C. doi:10.1002/9780471729259.mca03cs00. ISBN 978-0471729259. PMID 18770544.
  2. ^ a b Beveridge, T. J.; Davies, J. A. (November 1983). "Cellular responses of Bacillus subtilis and Escherichia coli to the Gram stain". Journal of Bacteriology. 156 (2): 846–58. doi:10.1128/JB.156.2.846-858.1983. PMC 217903. PMID 6195148.
  3. ^ Austrian, R. (1960). "The Gram stain and the etiology of lobar pneumonia, an historical note". Bacteriological Reviews. 24 (3): 261–265. doi:10.1128/MMBR.24.3.261-265.1960. PMC 441053. PMID 13685217.
  4. ^ 를 클릭합니다Gram, Hans Christian (1884). "Über die isolierte Färbung der Schizomyceten in Schnitt- und Trockenpräparaten". Fortschritte der Medizin (in German). 2: 185–189..
    영어 번역:
    번역도 다음 위치에 있습니다.
  5. ^ Ryan, K. J.; Ray, C. G., eds. (2004). Sherris Medical Microbiology (4th ed.). McGraw Hill. pp. 232f. ISBN 978-0838585290.
  6. ^ a b c d Madigan, M. T.; Martinko, J.; Parker, J. (2004). Brock Biology of Microorganisms (10th ed.). Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 978-0-13-066271-2.
  7. ^ Beveridge, T. J. (2001). "Use of the Gram stain in microbiology". Biotechnic & Histochemistry. 76 (3): 111–118. doi:10.1080/714028139. PMID 11475313.
  8. ^ a b Ryan KJ, Ray CG (editors) (2004). Sherris Medical Microbiology (4th ed.). McGraw Hill. pp. 409–12. ISBN 978-0-8385-8529-0. {{cite book}}: author=범용명(도움말)이 있습니다.
  9. ^ Søgaard, M.; Nørgaard, M.; Schønheyder, H. (2007). "First notification of positive blood cultures: High accuracy of the Gram stain report". Journal of Clinical Microbiology. 45 (4): 1113–1117. doi:10.1128/JCM.02523-06. PMC 1865800. PMID 17301283.
  10. ^ Black, Jacquelyn G. (1993). Microbiology: Principles and Explorations. Prentice Hall. p. 65.
  11. ^ "Medical Chemical Corporation". Med-Chem.com. Retrieved 9 March 2016.
  12. ^ Leboffe, Michael (2014). Microbiology Laboratory Theory and Application (3rd ed.). Englewood, Colorado: Morton Publishing Company. p. 105. ISBN 978-1617312809.
  13. ^ "Stain theory – What a mordant is not". StainsFile.info. Archived from the original on 9 March 2016. Retrieved 9 March 2016.
  14. ^ "Gram Stain". Microbugz. Austin Community College. Retrieved 2017-05-26.
  15. ^ a b c Tim, Sandle (21 October 2015). Pharmaceutical Microbiology: Essentials for Quality Assurance and Quality Control. ISBN 9780081000229. OCLC 923807961.
  16. ^ a b Hardy, Jay; Maria, Santa. "Gram's Serendipitous Stain" (PDF). Hardy's Diagnostics.
  17. ^ Davies, J. A.; Anderson, G. K.; Beveridge, T. J.; Clark, H. C. (November 1983). "Chemical mechanism of the Gram stain and synthesis of a new electron-opaque marker for electron microscopy, which replaces the iodine mordant of the stain". Journal of Bacteriology. 156 (2): 837–845. doi:10.1128/JB.156.2.837-845.1983. PMC 217902. PMID 6195147.
  18. ^ a b c Brenner, Don J.; Krieg, Noel R.; Staley, James T. (26 July 2005) [1984]. Garrity, George M. (ed.). Introductory Essays. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Vol. 2A (2nd ed.). New York: Springer. p. 304. ISBN 978-0-387-24143-2. British Library no. GBA561951.
  19. ^ Galperin, Michael Y. (27 December 2013). "Genome Diversity of Spore-forming Firmicutes". Microbiology Spectrum. 1 (2). doi:10.1128/microbiolspectrum.tbs-0015-2012. ISSN 2165-0497. PMC 4306282. PMID 26184964.
  20. ^ Hashem, Hams H. "Practical Medical Microbiology". University of Al-Qadisiya.
  21. ^ "The Acid Fast Stain". www2.Highlands.edu. Georgia Highlands College. Archived from the original on 10 June 2017. Retrieved 10 June 2017.
  22. ^ Megrian D, Taib N, Witwinowski J, Gribaldo S (2020). "One or two membranes? Diderm Firmicutes challenge the Gram-positive/Gram-negative divide". Molecular Microbiology. 113 (3): 659–671. doi:10.1111/mmi.14469. PMID 31975449. S2CID 210882600.
  23. ^ Avila-Calderón ED, Ruiz-Palma MD, Contreras-Rodríguez A (2021). "Outer Membrane Vesicles of Gram-Negative Bacteria: An Outlook on Biogenesis". Frontiers in Microbiology. 12: 557902. doi:10.3389/fmicb.2021.557902. PMC 7969528. PMID 33746909.
  24. ^ a b c Beveridge, Terry J. (March 1990). "Mechanism of Gram Variability in Select Bacteria". Journal of Bacteriology. 172 (3): 1609–1620. doi:10.1128/jb.172.3.1609-1620.1990. PMC 208639. PMID 1689718.
  25. ^ Black, Jacquelyn (2012). Microbiology: Principles and Exploration (8th ed.). John Wiley & Sons. p. 68. ISBN 978-0-470-54109-8.
  26. ^ Reynolds, J.; Moyes, R. B.; Breakwell, D. P. (2009). "Appendix 3". Differential staining of bacteria: Acid fast stain. Current Protocols in Microbiology. Vol. Appendix 3. pp. H. doi:10.1002/9780471729259.mca03hs15. ISBN 978-0471729259. PMID 19885935. S2CID 45685776.
  27. ^ Lee EH, Winter HL, van Dijl JM, Metzemaekers JD, Arends JP (December 2012). "Diagnosis and antimicrobial therapy of Mycoplasma hominis meningitis in adults". International Journal of Medical Microbiology : IJMM. 302 (7–8): 289–92. doi:10.1016/j.ijmm.2012.09.003. PMID 23085510.
  28. ^ Gautier-Bouchardon AV (July 2018). "Antimicrobial Resistance in Mycoplasma spp". Microbiology Spectrum. 6 (4): 425–446. doi:10.1128/microbiolspec.ARBA-0030-2018. ISBN 9781555819798. PMID 30003864. S2CID 51616821.
  29. ^ Waddingham, Anne (28 August 2014). New Hart's Rules: The Oxford Style Guide. Oxford University Press. p. 105. ISBN 978-0199570027.
  30. ^ "Preferred Usage". Emerging Infectious Diseases Journal Style Guide. Centers for Disease Control and Prevention.
  31. ^ "Dorland's Illustrated Medical Dictionary" (32nd ed.). Elsevier. Retrieved 5 June 2020. 등의 검색어를 사용합니다.
  32. ^ "gram–positive", Merriam-Webster.com, Encyclopædia Britannica, Inc.
  33. ^ "Gram-positive". CollinsDictionary.com. HarperCollins.
  34. ^ "Gram stain". Lexico.com. Oxford University Press.
  35. ^ "Gram-positive". MedicineNet.
  36. ^ "Gram negative/positive". BusinessDictionary.com. Archived from the original on 2016-10-20. Retrieved 2016-10-20.
  37. ^ "gram-pos·i·tive or Gram-pos·i·tive". The American Heritage Dictionary. Houghton Mifflin.
  38. ^ a b "Gram-positive". Dictionary.com.
  39. ^ Brown, Lisa; Wolf, Julie M.; Prados-Rosales, Rafael; Casadevall, Arturo (2015). "Through the wall: Extracellular vesicles in Gram-positive bacteria, mycobacteria and fungi". Nature Reviews Microbiology. 13 (10): 620–630. doi:10.1038/nrmicro3480. PMC 4860279. PMID 26324094.
  40. ^ Mueller, Kristen L. (12 June 2015). "Detecting Gram-negative bacteria". Science. 348 (6240): 1218. doi:10.1126/science.348.6240.1218-o.

외부 링크

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