Зиль-Нилсен бояуы: қышқылға төзіл бактерияларды анықтау техникасы
Ziehl–Neelsen stain
Зиль-Нильсен бояуы – бактерияларды анықтау тәсілі. Микобактериялар, туберкулез, мәйізқұрт және басқа ауруларды диагностикалауда қолданылады. Микроскопия үшін маңызды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бактериологиялық техника
Bacteriological technique
Зиль-Нилсен бояуы, сондай-ақ қышқылға төзімді бояу деп те аталады, цитопатология және микробиологияда микроскопия арқылы қышқылға төзімді бактерияларды, әсіресе Mycobacterium туысына жататын микроорганизмдерді анықтау үшін қолданылатын бактериологиялық бояу техникасы. Бұл бояу әдісін алғаш рет Пол Эрлих (1854–1915) енгізді, ал кейіннен 19 ғасырдың соңында неміс бактериологтары Франц Зиль (1859–1926) және Фридрих Нильсен (1854–1898) өзгертіп жетілдірді. Қышқылға төзімді бояу әдісі, аурамин фенолымен бірге, стандартты диагностикалық құрал болып табылады және туберкулезді (Mycobacterium tuberculosis) және атипикалық микобактериялар қоздырған басқа ауруларды, мысалы, мәйіс (Mycobacterium leprae) және Mycobacterium avium intracellulare инфекциясын (Mycobacterium avium complex) тез диагностикалау үшін кеңінен қолданылады. Зерттелетін материал ретінде қақырық, асқазан сөлі және бронхоальвеолярлық шаю сұйықтығы қолданылуы мүмкін. Бұл қышқылға төзімді бактериялардың сыртқы қабаты майлы липидтерге бай және жоғары концентрацияда миколь қышқылынан тұрады, бұл оларды Грам бояуы сияқты дәстүрлі бояу әдістеріне төзімді етеді. Карбол фуксині қолданып, Зиль-Нилсен бояу процедурасынан кейін қышқылға төзімді бактериялар, қолданылған қарсы бояуға байланысты, көк немесе жасыл фонға қарсы жарқын қызыл немесе қызғылт түсте көрінеді (мысалы, метилен көгі немесе малахит жасылы). Қышқылға төзімсіз бактериялар мен басқа жасушалық құрылымдар қарсы бояумен боялады, бұл оларды анық ажыратуға мүмкіндік береді.
The Ziehl Neelsen stain, also known as the acid fast stain, is a bacteriological staining technique used in cytopathology and microbiology to identify acid fast bacteria under microscopy, particularly members of the Mycobacterium genus. This staining method was initially introduced by Paul Ehrlich (1854–1915) and subsequently modified by the German bacteriologists Franz Ziehl (1859–1926) and Friedrich Neelsen (1854–1898) during the late 19th century. The acid fast staining method, in conjunction with auramine phenol staining, serves as the standard diagnostic tool and is widely accessible for rapidly diagnosing tuberculosis (caused by Mycobacterium tuberculosis) and other diseases caused by atypical mycobacteria, such as leprosy (caused by Mycobacterium leprae) and Mycobacterium avium intracellulare infection (caused by Mycobacterium avium complex) in samples like sputum, gastric washing fluid, and bronchoalveolar lavage fluid. These acid fast bacteria possess a waxy lipid rich outer layer that contains high concentrations of mycolic acid, rendering them resistant to conventional staining techniques like the Gram stain. After the Ziehl Neelsen staining procedure using carbol fuchsin, acid fast bacteria are observable as vivid red or pink rods set against a blue or green background, depending on the specific counterstain used, such as methylene blue or malachite green, respectively. Non acid fast bacteria and other cellular structures will be colored by the counterstain, allowing for clear differentiation.
Микобактериялар
Анатомиялық патология үлгілерінде иммуногистохимия және Зиль-Нилсен бояуының модификациялары (мысалы, Fite Faraco бояуы) микобактерияларды анықтауда шамалас диагностикалық мүмкіндіктерге ие. Екеуі де дәстүрлі Зиль-Нилсен бояуынан артық. Микобактериялар – баяу өсетін, сәл қисық немесе түзу, таяқша тәрізді бациллалар және грам-оң деп саналады. Кейбір микобактериялар бос тіршілік ететін сапрофиттер, бірақ көпшілігі жануарлар мен адамдарда ауру тудыратын патогендер. *Mycobacterium bovis* ірі қара малдың туберкулезін қоздырады. Туберкулез адамдарға жұғуы мүмкін болғандықтан, сүт бактерияларды өлтіру үшін пастеризацияланады. Адамда туберкулезді (ТБ) тудыратын *Mycobacterium tuberculosis* – ауа арқылы таралатын бактерия, көбінесе адам өкпесіне инфекция жұқтырады. ТБ-ны анықтау үшін қан тестілері, тері сынамалары және кеуде рентгені жасалады. ТБ-ға арналған мазоктарды қарағанда, олар қышқылға төзімді бояумен боялады. Микобактериялар сияқты қышқылға төзімді организмдердің жасуша қабырғаларында миколь қышқылы деп аталатын көп мөлшерде липидтік заттар болады. Бұл қышқылдар Грам бояуы сияқты әдеттегі әдістермен боянуға қарсы тұрады. Ол сондай-ақ *Nocardia* сияқты басқа бактерияларды бояу үшін де қолданылады. Зиль-Нилсен бояуына қолданылатын реагенттер – карбол фуксин, қышқыл спирті және метилен көк. Қышқылға төзімді бациллалар боялғаннан кейін қызыл түсті болады.
In anatomic pathology specimens, immunohistochemistry and modifications of Ziehl–Neelsen staining (such as Fite Faraco staining) have comparable diagnostic utility in identifying Mycobacterium. Both of them are superior to traditional Ziehl–Neelsen stain. Mycobacterium are slow growing rod shaped bacilli that are slightly curved or straight, and are considered to be Gram positive. Some mycobacteria are free living saprophytes, but many are pathogens that cause disease in animals and humans. Mycobacterium bovis causes tuberculosis in cattle. Since tuberculosis can be spread to humans, milk is pasteurized to kill any of the bacteria. Mycobacterium tuberculosis that causes tuberculosis (TB) in humans is an airborne bacterium that typically infects the human lungs. Testing for TB includes blood testing, skin tests, and chest X rays. When looking at the smears for TB, it is stained using an acid fast stain. These acid fast organisms like Mycobacterium contain large amounts of lipid substances within their cell walls called mycolic acids. These acids resist staining by ordinary methods such as a Gram stain. It can also be used to stain a few other bacteria, such as Nocardia. The reagents used for Ziehl–Neelsen staining are carbol fuchsin, acid alcohol, and methylene blue. Acid fast bacilli are bright red after staining.
Саңырауқұлақтар
Зиль-Нилсен бояуы – бұл тар спектрлі саңырауқұлақ бояуының бір түрі. Тар спектрлі саңырауқұлақ бояулары таңдамалы болып келеді және саңырауқұлақты ажыратуға және анықтауға көмектеседі. Зиль-Нилсен бояуының нәтижелері әртүрлі болуы мүмкін, себебі көптеген саңырауқұлақ жасуша қабырғалары қышқылға төзімді емес. Зиль-Нилсен бояуымен әдетте боялатын қышқылға төзімді саңырауқұлақтың кең таралған түрінің мысалы – гистоплазма (HP). Гистоплазма топырақта, құстар мен жабырқақтардың нәжісінде табылады. Адамдар саңырауқұлақ спораларын жұту арқылы гистоплазмозбен зарарға ұшырауы мүмкін. Гистоплазма денеге еніп, өкпеге жетеді, онда споралар ашытқыға айналады. Ашытқы қан ағымына түсіп, лимфа түйіндеріне және дененің басқа да бөліктеріне әсер етеді. Әдетте, спораларды жұтудан адамдар ауырмайды, бірақ ауырған жағдайда, көбінесе тұмауға ұқсас симптомдар пайда болады. Бұл бояу әдісінің тағы бір түрі микологиядағы кейбір Russula тұқымдас саңырауқұлақтарының кутикулалық гифаларындағы қышқылға төзімді инкрустацияларды ажырату үшін қолданылады. Кейбір бос эндоспоралар кішкентай ашытқылармен шатастырылуы мүмкін, сондықтан белгісіз саңырауқұлақты анықтау үшін бояу қолданылады. Бұл бояу Cryptosporidium және Isospora сияқты кейбір протозоаларды анықтау үшін де пайдалы. Зиль-Нилсен бояуы парагонимиаз диагнозын қиындатуы мүмкін, өйткені жұмыртқа мен паразиттің (O&P) зертханалық үлгісіндегі жұмыртқалар бояудың әсерінен еріп кетуі мүмкін, және бұл клиникалық жағдайда жиі қолданылады, себебі парагонимиаздың белгілері мен симптомдары осы аурудың белгілеріне ұқсас.
Ziehl–Neelsen staining is a type of narrow spectrum fungal stain. Narrow spectrum fungal stains are selective, and they can help differentiate and identify fungi. The results of Ziehl–Neelsen staining is variable because many fungal cell walls are not acid fast. An example of a common type of acid fast fungus that is usually stained with Ziehl–Neelsen staining is called Histoplasma (HP). Histoplasma is found in soil and the feces of birds and bats. Humans can contract histoplasmosis by inhalation of the fungal spores. Histoplasma enters the body and goes to the lungs where the spores turn into yeast. The yeast gets into the blood stream and affects lymph nodes and other parts of the body. Usually people do not get sick from inhaling the spores, but if they do they usually have flu like symptoms. Another variation on this staining method is used in mycology to differentially stain acid fast incrustations in the cuticular hyphae of certain species of fungi in the genus Russula. Some free endospores can be confused with small yeasts, so staining is used to identify the unknown fungi. It is also useful in the identification of some protozoa, namely Cryptosporidium and Isospora. The Ziehl–Neelsen stain can also hinder diagnosis in the case of paragonimiasis because the eggs in sputum sample for ovum and parasite (O&P) can be dissolved by the stain, and is often used in this clinical setting because signs and symptoms of paragonimiasis closely resemble those of
Тарих
1882 жылы Роберт Кох туберкулездің этиологиясын ашты. Кохтың ашылуынан кейін көп ұзамай Пол Эрлих микобактерия туберкулезіне арналған бояу жасады, оны алюм гематоксилин бояуы деп атады. Франц Зиль кейін Эрлихтің бояу әдісін өзгертіп, карбола қышқылын мортент ретінде пайдаланды. Фридрих Нильсен Зиль таңдаған мортентті сақтап, негізгі бояуды карбол фуксинге ауыстырды. Зиль мен Нильсеннің бұл өзгерістері Зиль-Нильсен бояуын қалыптастырды. Джозеф Киньон Зиль-Нильсен бояу техникасын қолданып, процедурадан қыздыру кезегін алып тастау арқылы тағы бір қышқылға төзімді бояу жасады. Бұл жаңа бояу Киньон бояуы деп аталды.
In 1882 Robert Koch discovered the etiology of tuberculosis. Soon after Koch's discovery, Paul Ehrlich developed a stain for mycobacterium tuberculosis, called the alum hematoxylin stain. Franz Ziehl then altered Ehrlich's staining technique by using carbolic acid as the mordant. Friedrich Neelsen kept Ziehl's choice of mordant but changed the primary stain to carbol fuchsin. Ziehl and Neelsen's modifications together have developed the Ziehl–Neelsen stain. Another acid fast stain was developed by Joseph Kinyoun by using the Ziehl–Neelsen staining technique but removing the heating step from the procedure. This new stain from Kinyoun was named the Kinyoun stain.
Механизмді түсіндіру
Зиль-Нельсен бояуының әсер ету механизмі толыққанды түсініксіз, бірақ ол қышқыл бояулар мен бактериялардың жасуша қабырғалары арасындағы химиялық реакцияға байланысты деп саналады. Бояулардың қышқылдығы оларды басқа жасушалар мен тіндерге қарағанда бактериялардың жасуша қабырғаларына күштірек байланысуына себеп болады. Осының нәтижесінде, қышқылға төзімді бактериялар сияқты жасуша қабырғасының материалдарының жоғары тығыздығына ие жасушалар ғана таңдап боялады. Зиль-Нельсен бояуы – екі кезеңді бояу процесі. Бірінші кезеңде тінді барлық жасушаларды қызғылт түске бояйтын фуксин ерітіндісімен бояйды. Екінші кезеңде тінді қышқыл спирті ерітіндісінде инкубациялайды, ол қышқылға төзімді жасушалардан басқа барлық жасушаларды түссіздендіреді, ал олар түсін сақтап, қызыл түспен көрінеді. Бұл түстің пайда болу механизмдері толыққанды түсініксіз, бірақ негізгі фуксиннің бактериялардың жасуша қабырғасының құрауымен өзара әрекеттесуі түске жауапты жаңа молекула құрайды деп есептеледі.
The mechanism of action of the Ziehl Neelsen stain is not completely understood, but it is thought to involve a chemical reaction between the acidic dyes and the cell walls of the bacteria. The acidity of the dyes causes them to bind more strongly to the cell walls of the bacteria than to other cells or tissues. This results in the selective staining of only those cells that have a high density of cell wall material, such as acid fast bacteria. The Ziehl Neelsen stain is a two step staining process. In the first step, the tissue is stained with a basic fuchsin solution, which stains all cells pink. In the second step, the tissue is incubated in an acid alcohol solution, which decolorizes all cells except for acid fast cells, which retain the color and appeared as red. The mechanisms by which this color is produced are not well understood, but it is thought that the interaction of the basic fuchsin with the cell wall components of bacteria creates a new molecule that is responsible for the color.
Өзгерістер
1% күкірт қышқылы спирті актиномицеттер мен нокардияға арналған. 0,5–1% күкірт қышқылы спирті изоспора мен циклоспора ооцистері үшін. 0,25–0,5% күкірт қышқылы спирті бактериялық эндоспоралар үшін. Дифференциалдық бояу – мұздық сірке қышқылы қолданылады, қыздыру қолданылмайды, екіншілік бояу – Лоффлер метилен көгі. Кинион модификациясы (немесе суық Зиль-Нилсен әдісі) де қолжетімді. Фуксинмен бояу ерітіндісіндегі жоғары уытты фенолдың орнына жуу құралын қолданатын протокол.
1% sulfuric acid alcohol for actinomycetes, nocardia. 0.5–1% sulfuric acid alcohol for oocysts of isospora, cyclospora. 0.25–0.5% sulfuric acid alcohol for bacterial endospores. Differential staining – glacial acetic acid used, no heat applied, secondary stain is Loeffler's methylene blue. Kinyoun modification (or cold Ziehl–Neelsen technique) is also available. A protocol in which a detergent is substituted for the highly toxic phenol in the fuchsin staining solution.