Comment mesurer la croissance bactérienne

Coécrit par Bess Ruff, MA

Il existe plusieurs manières de mesurer la croissance bactérienne, et certaines sont plus difficiles que d'autres à mettre en œuvre. Les plus simples sont communément employées et donnent des résultats relativement précis, à condition de faire preuve de rigueur lors des mesures. Les techniques les plus courantes sont l'observation et le décompte des bactéries, la mesure de la biomasse et de la biomasse sèche et la turbidimétrie. Le laboratoire de votre école devrait posséder le matériel nécessaire pour l'une de ces méthodes au moins ^{[1]
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Méthode 1

Méthode 1 sur 3:
Observer les bactéries directement

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Préparez le matériel. En plus de ce que l'on trouve généralement dans tous les laboratoires de biologie, vous aurez besoin de quelques éléments spécifiques. Prenez soin d'avoir à portée de main tous les instruments et tous les récipients utiles à votre travail, cela vous évitera de devoir faire des allers et retours incessants dans le placard où est rangé le matériel. Réfléchissez en amont à ce que vous allez faire pour savoir ce dont vous allez vous servir à chaque étape. Vous devrez aussi connaitre quelques termes clés.
- Procurez-vous un hématimètre. Il s'agit d'une lame dotée de chambres de numérations qui est associée à un microscope. C'est un instrument très facile à régler et à utiliser. Vous pourrez en trouver auprès de fournisseurs spécialisés dans les équipements destinés aux écoles et aux laboratoires de recherche. Un manuel d'utilisation est généralement fourni.
- Prenez une boite de Pétri. Il s'agit d'un petit récipient rond et peu profond dans lequel vous pourrez observer les bactéries.
- Le terme « culture » désigne un microorganisme que l'on fait se multiplier de façon artificielle dans le cadre d'une expérience scientifique.
- Le « bouillon de culture » est le milieu dans lequel la culture va se développer.
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Utilisez la boite de Pétri. Déposez la bactérie dans la boite et observez-la au microscope. Vous pouvez aussi la mettre directement sur une lame. Comptez ensuite le nombre de cellules bactériennes présentes ^{[2]
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Assurez-vous d'avoir la concentration adéquate. S'il y a une trop grande quantité de bactéries, elles vont se chevaucher et vous ne pourrez pas les compter correctement. Si c'est le cas, diluez la culture en la mélangeant avec un peu de bouillon. S'il y en a trop peu, le résultat ne sera pas significatif. Vous devez alors filtrer le bouillon pour en augmenter la concentration.
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Dénombrez les bactéries. La dernière étape consiste simplement à compter. Regardez les chambres de numérations au microscope et notez le nombre de cellules que vous voyez. Comparez le résultat obtenu avec d'autres expériences similaires.

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Méthode 2

Méthode 2 sur 3:
Mesurer la biomasse

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Vérifiez que vous avez les instruments nécessaires. Cette méthode est longue à mettre en œuvre et implique l'utilisation de matériel onéreux. Si vous ne l'avez pas à votre disposition, employez une autre technique. En revanche, si le laboratoire dans lequel vous vous trouvez possède les outils adéquats, la mesure de la biomasse et de la masse sèche est idéale, car elle donne des résultats précis. Il vous faut ^{[3]
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Source de recherche} :
- une étuve hydraulique à convection forcée,
- un plateau de pesée en aluminium,
- plusieurs erlenmeyers,
- une centrifugeuse ou un système de filtration de laboratoire.
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Vérifiez que la culture est dans un erlenmeyer. Si ce n'est pas le cas, versez-la dedans. À ce stade de l'expérience, les bactéries se trouvent encore dans le bouillon de culture. Elles en seront séparées ultérieurement.
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Séchez le plateau de pesée. Pour cela, placez-le dans l'étuve. Vous pouvez également vous servir d'un filtre à membrane en acétate de cellulose de 47 mm de diamètre doté de pores de 0,45 µm ^{[4]
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Source de recherche}. Quel que soit l'outil employé, mesurez sa masse avec précision pour pouvoir par la suite la soustraire des résultats que vous obtiendrez lorsque la culture sera déposée dessus.
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Mélangez. Agitez l'erlenmeyer de façon à ce que la culture soit homogène. En effet, en raison de la gravité, les cellules ont naturellement tendance à tomber au fond du récipient. Il vous faut donc secouer un peu le tout pour qu'elles se répartissent de manière uniforme et que votre échantillon soit plus représentatif.
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Centrifugez. À l'aide de la centrifugeuse, séparez les bactéries du bouillon de culture. Cet appareil sert à faire tourner à très grande vitesse le récipient et un contrepoids. Le bouillon s'écoule, ce qui permet de conserver uniquement la matière vivante. Pour de plus amples informations, vous trouverez sur internet des indications sur la façon dont on doit se servir d'une centrifugeuse.
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Récupérez la pâte. Déposez-la sur le plateau de pesée. Vous pouvez jeter le bouillon de culture, vous n'en aurez plus besoin, mais gardez en revanche l'erlenmeyer à portée de main.
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Rincez la centrifugeuse. Versez l'eau de rinçage sur le plateau de pesée en plus des cellules bactériennes. Le résultat obtenu pour le tout vous donne la biomasse.
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Trouvez la masse sèche. Pour connaitre la biomasse sèche de votre échantillon, placez le plateau de pesée dans l'étuve réglée à 100 °C pour une durée de 6 à 24 heures, en fonction des instructions fournies avec votre appareil. Veillez à ne surtout pas dépasser cette température pour ne pas faire bruler les bactéries. Pesez ensuite le tout, puis soustrayez la masse du plateau ^{[5]
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Méthode 3

Méthode 3 sur 3:
Procéder par turbidimétrie

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Préparez votre matériel. Vous aurez besoin d'une source de lumière et d'un spectrophotomètre, appareil que l'on trouve dans la plupart des laboratoires de sciences. Reportez-vous au mode d'emploi fourni, car chaque modèle a un fonctionnement propre. Cette méthode est l'une des plus fréquemment employées pour mesurer la croissance bactérienne, car elle ne nécessite que des outils peu onéreux et simples à utiliser ^{[6]
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Faites passer la lumière dans la culture. La turbidité sert à évaluer la teneur d'un liquide en particules, cela revient à déterminer s'il est plus ou moins trouble. Le résultat que vous obtiendrez lors de cette mesure sera donné en NTU (ou Nephelometric Turbidity Units). Il faut parfois réaliser un étalonnage de l'appareil afin de pouvoir mesurer avec précision la turbidité de l'échantillon.
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Prenez des notes. La turbidité correspond à la quantité de bactéries présentes dans l'échantillon. Le spectrophotomètre vous permettra aussi de connaitre la transmittance de la solution (%T), dont la valeur est inversement proportionnelle à celle de la turbidité. Comparez ensuite les résultats obtenus sur différents échantillons pour mesurer la croissance bactérienne ^{[7]
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Avertissements

Comme vous allez travailler avec des bactéries, prenez les précautions d'usage : portez des gants et des lunettes de protection. Si vous ne connaissez pas avec certitude le type de bactéries qui se trouve dans votre culture, mettez aussi un masque.
Quel que soit le type de bactéries et même si vous pensez qu'elles sont inoffensives, soyez prudent. Avant de commencer, vérifiez que toutes les plaies, coupures ou égratignures que vous pouvez avoir sont bien couvertes.

Éléments nécessaires

Du bouillon de culture, de l'eau du robinet, de l'eau déminéralisée ou de l'eau distillée
Un milieu stérile, de la gélose par exemple
Des boites de Pétri
Des pipettes stériles
Un microscope (facultatif)
Une chambre de numération
Des gants en latex
Des lunettes de protection
Une étuve hydraulique