การตรวจโคลิฟอร์มแบคทีเรีย
โดยวิธี Most probable number of coliform organisms (MPN)
หรือ Multiple tubes fermentation technique
1.บทนำ
การตรวจสอบคุณภาพน้ำทางแบคทีเรีย เป็นดัชนีที่จะบ่งชี้ถึงความสกปรกของน้ำ เนื่องจากมีแบคทีเรียหลายชนิดที่ก่อให้เกิดโรคเกี่ยวกับทางเดินอาหาร เช่น ไทฟอยด์ บิด และอหิวาห์ ซึ่งสามารถตรวจพบได้ในอุจจาระ เมื่อถูกขับถ่ายปนเปื้อนลงสู่แหล่งน้ำจะถูกแพร่กระจายไปโดยมีน้ำเป็นสื่อ และจะมีผลกระทบโดยตรงต่อสุขภาพของคนที่ใช้น้ำในแหล่งน้ำนั้น ดังนั้นในการตรวจสอบคุณภาพน้ำทางแบคทีเรีย จึงต้องวิเคราะห์หาชนิดและปริมาณของแบคทีเรียที่เป็นอันตราย (Pathogens) ต่างๆ ในน้ำ
การตรวจสอบชนิดของแบคทีเรียที่เป็นอันตราย (Pathogens) ต่างๆ ในตัวอย่างน้ำโดยตรงอาจต้องใช้เวลานาน ยุ่งยาก และสิ้นเปลืองมาก ซึ่งในปัจจุบันมักนิยมใช้การตรวจหาแบคทีเรียชี้แนะแทน (Bacteriological indicator) โดยเฉพาะแบคทีเรียในกลุ่มโคลิฟอร์ม เพื่อเป็นดัชนีชี้แนะว่าแหล่งน้ำนั้นน่าจะมีการปนเปื้อนของแบคทีเรียที่เป็นอันตรายมากน้อยเพียงใด
2.ขอบเขตและการประยุกต์ใช้
วิธีการนี้สามารถนำไปใช้ในการหาปริมาณเชื้อโคลิฟอร์มแบคทีเรียได้ในน้ำดื่ม น้ำผิวดินและน้ำทะเล รวมถึงน้ำเสียจากชุมชนและโรงงานอุตสาหกรรม โดยวิธีนี้ ปริมาณของเชื้อโคลิฟอร์มแบคทีเรียในน้ำตัวอย่างจะต้องมีค่าไม่เกิน 1,600 MPN/100ml ซึ่งถ้ามีปริมาณของเชื้อโคลิฟอร์มแบคทีเรียสูงมากกว่านี้ จะต้องทำการเจือจางน้ำตัวอย่างก่อนนำไปวิเคราะห์
3.หลักการ
เป็นการวิเคราะห์ปริมาณของเชื้อโคลิฟอร์มแบคทีเรีย โดยอาศัยความสามารถในการย่อยสารอาหารให้เกิดก๊าซในหลอดทดลอง จากจำนวนของหลอดที่ให้ผล positive ของแต่ละการเจือจาง 3 ระดับ แล้วนำไปอ่านหาค่าในตารางดัชนี MPN (MPN index) ซึ่งจะบอกจำนวนของโคลิฟอร์มที่มีอยู่ในน้ำ 100 ml. โดยค่าในตารางดัชนี MPN นี้เป็นค่าการวิเคราะห์ทางสถิติ ซึ่งจะเป็นการประมาณทางสถิติถึงปริมาณของโคลิฟอร์มที่น่าจะตรวจพบได้ในน้ำ (Most Probable Number per 100 ml. of sample) ซึ่งวิธีนี้เหมาะสำหรับตัวอย่างน้ำที่ขุ่น หรือน้ำเสียต่างๆ
4.ข้อควรระวัง
5. ความหมายของแบคทีเรียกลุ่มโคลิฟอร์ม
แบคทีเรียกลุ่มโคลิฟอร์ม มีคุณสมบัติคือ เป็นพวกที่สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพที่มีอากาศ (aerobic) และพวกที่สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพที่มีอากาศและไม่มีอากาศ (facultative anaerobic) เป็นพวกแกรมลบ (gram negative) ไม่สร้างสปอร์ รูปร่างเป็นท่อนสั้น (rod shape)สามารถย่อยสลายน้ำตาลแลคโตสได้ก๊าซที่อุณหภูมิ 35oC ภายในเวลา 48 ชั่วโมง
ส่วนพวกฟีคัลโคลิฟอร์ม (Fecal Coliform) จะถูกจำแนกออกจากกลุ่มโคลิฟอร์มแบคทีเรียโดยพวกฟีคัลโคลิฟอร์ม จะสามารถสลายสารอาหาร EC ได้ก๊าซในเวลา 24 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 45oC
6. การเก็บและการรักษาตัวอย่าง
การเก็บตัวอย่างน้ำ
Na2S2O3 จะถูกเติมลงในขวดสำหรับเก็บตัวอย่างที่สะอาดก่อนนำไป sterile โดยให้มีความเข้มข้นของ Na2S2O3 ประมาณ 100 ml/l โดยปกติมักจะเติม 0.1 ml ของ 10% Na2S2O3 ลงในขวดตัวอย่างขนาด 120 ml
EDTA จะถูกเติมลงไปในขวดสำหรับเก็บตัวอย่างที่สะอาดก่อนนำไป sterile โดยให้มีความเข้มข้นของ EDTA ประมาณ 372 mg/l โดยปกติมักจะเติม 0.3 ml ของ 15% EDTA ลงในขวดตัวอย่างขนาด 120 ml ซึ่งอาจรวมกับสารละลาย Na2S2O3 ก่อนเติม
การรักษาตัวอย่างน้ำ
การวิเคราะห์ทางแบคทีเรีย ควรกระทำทันทีภายหลังการเก็บตัวอย่าง เพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงที่อาจจะเกิดขึ้น ถ้าไม่สามารถทำการวิเคราะห์ได้ภายในเวลา 1 ชั่วโมง หลังการเก็บควรแช่ตัวอย่างน้ำในน้ำแข็งที่อุณหภูมิ 4oC ในระหว่างการขนส่ง ซึ่งควรใช้เวลาในการขนส่งไม่เกิน 6 ชั่วโมง เพื่อถึงห้องปฏิบัติการให้แช่ในตู้เย็นทันที และควรทำการวิเคราะห์ภายในเวลา 2 ชั่วโมง เมื่อถึงห้องปฏิบัติการให้แช่ในตู้เย็นทันที และควรทำการวิเคราะห์ภายในเวลา 2 ชั่วโมง
7. การเจือจางตัวอย่างน้ำ
ตัวอย่างน้ำจากแหล่งต่างๆ อาจจะต้องทำการเจือจาง เพื่อให้ความหนาแน่นของโคลิฟอร์มแบคทีเรียอยู่ในระดับที่เหมาะสม คือไม่เกิน 1,600 MPN/100 ml เพื่อให้ได้ช่วงของค่าความเจือจางที่จะไปอ่านเทียบกับตารางดัชนี MPN ได้ ซึ่งจะใช้ชุดอนุกรมของการเจือจางเท่าไรนั้น ขึ้นอยู่กับความสกปรกของน้ำตัวอย่าง เช่น
น้ำดื่ม อาจใช้ชุดการเจือจาง 10 ml, 1 ml, 0.1 ml
น้ำจากแม่น้ำ อาจใช้ชุดการเจือจาง 1 ml, 0.1 ml, 0.01 ml
น้ำจากระบบบำบัด อาจใช้ชุดการเจือจาง 0.1 ml, 0.01 ml, 0.001 ml
หมายเหตุ
ถ้าเลือกอนุกรมการเจือจางตามชุดแรก จะอ่านค่าได้โดยตรงจากตารางดัชนี MPN
ถ้าเลือกอนุกรมการเจือจางตามชุดสอง ค่าที่อ่านได้จากตารางดัชนี MPN จะต้องคูณด้วย 10
ถ้าเลือกอนุกรมการเจือจางตามชุดสาม ค่าที่อ่านได้จากตารางดัชนี MPN จะต้องคูณด้วย 100
สำหรับการเจือจางตัวอย่างน้ำสามารถทำได้ดังนี้
จะได้ชุดอนุกรมของการเจือจางตัวอย่างน้ำเป็น 0.1, 0.01, 0.001 นำน้ำตัวอย่างในแต่ละระดับการเจือจางมาวิเคราะห์หาปริมาณโคลิฟอร์มต่อไป
การเลือกระบบหลอดเลี้ยงเชื้อเพื่อวิเคราะห์โคลิฟอร์มตามวิธี MPN โดยทั่วไปนิยมใช้อยู่ 2 ระบบ คือ ระบบ 3 และระบบ 5 หลอดซึ่งเป็นการบอกให้ทราบจำนวนหลอดที่จะใช้หมักต่อหนึ่งระดับการเจือจางของตัวอย่างน้ำ
ระบบ 3 หลอด ใช้อาหารเหลวน้อย ประหยัดเวลา โอกาสผิดพลาดมาก
ระบบ 5 หลอด ใช้อาหารเหลวมาก เปลืองเวลา โอกาสผิดพลาดน้อยกว่า
นำเชื้อจากหลอดที่เกิดฟองอากาศในขั้นยืนยันมา streak ลงบนอาหารแข็ง EMB (Eosin Methylene Blue Plate) แล้วนำไปเข้าตู้เพาะเชื้อที่ 35± 0.5oC นาน 24± 2 ชั่วโมง ซึ่งเชื้อแบคทีเรียในกลุ่มโคลิฟอร์มเท่านั้น ที่เจริญเติบโตได้เห็นเป็นโคโลนี ซึ่งโคโลนีจะมีลักษณะมีสีเข้มตรงกลาง และมีสีโลหะตัด (metallic sheen)
จากนั้นให้ใช้ไม้จิ้มฟันที่ sterile แล้ว จิ้มเอาโคโลนีที่แยกเดี่ยวๆ เห็นชัดในแต่ละ plate ประมาณ 2-3 โคโลนี ใส่ลงในหลอดที่มีอาหาร
นำเชื้อจากหลอดที่เกิดฟองอากาศในขั้นยืนยันมา streak ลงบนอาหารแข็ง EMB (Eosin Methylene Blue Plate) แล้วนำไปเข้าตู้เพาะเชื้อที่ 35± 0.5oC นาน 24± 2 ชั่วโมง ซึ่งเชื้อแบคทีเรียในกลุ่มโคลิฟอร์มเท่านั้น ที่เจริญเติบโตได้เห็นเป็นโคโลนี ซึ่งโคโลนีจะมีลักษณะมีสีเข้มตรงกลาง และมีสีโลหะตัด (metallic sheen)
จากนั้นให้ใช้ไม้จิ้มฟันที่ sterile แล้ว จิ้มเอาโคโลนีที่แยกเดี่ยวๆ เห็นชัดในแต่ละ plate ประมาณ 2-3 โคโลนี ใส่ลงในหลอดที่มีอาหาร
การคำนวณหาค่าดัชนี MPN
นำจำนวนของหลอดที่ให้ผล positive ของแต่ละระดับการเจือจางจำนวน 3 ระดับ ในการตรวจสอบขั้นยืนยัน มาหาค่าปริมาณของเชื้อโคลิฟอร์มแบคทีเรียหรือฟิคอลโคลิฟอร์มแบคทีเรีย ในตัวอย่างน้ำเทียบกับตารางดัชนี MPN เช่น ถ้าในอนุกรมการเจือจางตัวอย่างน้ำ 10, 1, 0.1 พบว่า
10 ml มีหลอดที่ให้ผลบวก 4 หลอดจาก 5 หลอด (ระดับการเจือจางแรกควรเข้าใกล้ 5)
1 ml มีหลอดที่ให้ผลบวก 3 หลอดจาก 5 หลอด
0.1 ml มีหลอดที่ให้ผลบวก 1 หลอดจาก 5 หลอด (ระดับการเจือจางสุดท้ายควรเข้าใกล้ 0 ไม่ควรเกิน 2)
ดังนั้นให้ไปเปิดดูตารางดัชนี MPN จากเลขรวมของหลอดที่ให้ผลบวก คือ 4-3-1 ซึ่งจะให้ค่าดัชนี MPN ของตัวอย่างเป็น 33 MPN/100 ml ของตัวอย่าง
แต่ถ้าอนุกรมการเจือจางตัวอย่างน้ำที่อ่านผลได้เป็น 1,0.1,0.01 ml ค่าที่อ่านได้จากดัชนี MPN จะต้องคูณด้วย 10
แต่ถ้าอนุกรมการเจือจางตัวอย่างน้ำที่อ่านผลได้เป็น 0.1, 0.01, 0.001 ml ค่าที่อ่านได้จากดัชนี MPN จะต้องคูณด้วย 100
บางครั้งผลที่ได้อาจจะอ่านไม่ได้จากตารางดัชนี MPN ให้ทำการคำนวณหาค่า MPN/100 ml
รายงานปริมาณของแบคทีเรียกลุ่มโคลิฟอร์มทั้งหมดและแบคทีเรีย กลุ่มฟีคัลโคลิฟอร์ม หน่วยเป็น MPN/100 m
ใช้น้ำกลั่นที่ผ่านการฆ่าเชื้อในหม้อนึ่งอัดไอ (autoclave) ที่อุณหภูมิ 121oC นาน 15 นาที แทนการใช้ตัวอย่าง
14. ภาคผนวก (annexes) เอกสารที่เกี่ยวข้อง/เอกสารประกอบ
ตารางที่ MPN Index and 95% Confidence Limits For Various Combinations of Positive Results When Various Numbers of Tubes Are Used Per Dilution (10 ml, 1.0 ml, 0.1 ml)
Tubes per Dilution |
||||||
Combination |
3 |
5 |
||||
Of Positives |
MPN Index |
95% Confidence Limits |
MPN Index |
95% Confidence Limits |
||
/100 ml |
Lower |
Upper |
/100 ml |
Lower |
Upper |
|
0-0-0 0-0-1 0-1-0 0-2-0 1-0-0 1-0-1 1-1-0 1-1-1 1-2-0 2-0-0 2-0-1 2-1-0 2-1-1 2-2-0 2-2-1 2-3-0 3-0-0 3-0-1 3-0-2 3-1-0 3-1-1 3-1-2 3-2-0 3-2-1 3-2-2 |
<3 3 3 - 4 7 7 11 11 9 14 15 20 21 28 - 23 39 64 43 75 120 93 150 210 |
<0.5 <0.5 <0.5 1 1 3 3 1 3 3 7 4 10 4 7 15 7 14 30 15 30 35 |
9 13 20 21 23 36 36 36 37 44 89 47 150 120 130 380 210 230 380 380 440 470 |
<2 2 2 4 2 4 4 6 6 5 7 7 9 9 - 12 8 11 - 11 14 - 14 17 - |
<0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 1 1 2 2 3 1 2 2 4 4 5 |
7 7 11 7 11 11 15 15 13 7 17 21 21 28 19 25 25 34 34 46 |
Tubes per Dilution |
||||||
Combination |
3 |
5 |
||||
Of Positives |
MPN Index |
95% Confidence Limits |
MPN Index |
95% Confidence Limits |
||
/100 ml |
Lower |
Upper |
/100 ml |
Lower |
Upper |
|
3-3-0 3-3-1 3-3-2 3-3-3 4-0-0 4-0-1 4-1-0 4-1-1 4-1-2 4-2-0 4-2-1 4-3-0 4-3-1 4-4-0 5-0-0 5-0-1 5-0-2 5-1-0 5-1-1 5-1-2 5-2-0 5-2-1 5-2-2 5-3-0 5-3-1 5-3-2 5-3-3 |
240 460 1,000 ³ 2,400 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - |
36 71 150 |
1,300 2,400 4,800
|
- - - - 13 17 17 21 26 22 26 27 33 34 23 31 43 33 46 63 49 70 94 79 110 140 180 |
3 5 5 7 9 7 9 9 11 12 7 11 15 11 16 21 17 23 28 25 31 37 44 |
31 46 46 63 78 67 78 80 93 93 70 89 110 93 120 150 130 170 220 190 250 340 500 |
Tubes per Dilution |
||||||
Combination |
3 |
5 |
||||
Of Positives |
MPN Index |
95% Confidence Limits |
MPN Index |
95% Confidence Limits |
||
/100 ml |
Lower |
Upper |
/100 ml |
Lower |
Upper |
|
5-4-0 5-4-1 5-4-2 5-4-3 5-4-4 5-5-0 5-5-1 5-5-2 5-5-3 5-5-4 5-5-5 |
- - - - - - - - - - - |
130 170 220 280 350 240 350 540 920 1,600 ³ 2,400 |
35 43 57 90 120 68 120 180 300 640 |
300 490 700 850 1,000 750 1,000 1,400 3,200 5,800 |
15. เอกสารอ้างอิง
Edit By Mr.muen PH18kku 15/08/2002