En kolonidannende enhed (forkortet CFU ) er en enhed, der evaluerer antallet af mikrobielle celler ( bakterier , svampe , vira osv.) i en prøve, som er levedygtige og i stand til at formere sig ved deling under kontrollerede forhold. Kolonidannende enhedstælling kræver dyrkning af mikroorganismer og kun optælling af levedygtige celler, i modsætning til mikroskopisk undersøgelse, som tæller alle celler, levende som døde. Visuel optælling af kolonier i en cellekultur efter podning er kun mulig efter dannelsen af store kolonier, og ved optælling af dem er det muligvis ikke klart, om det stammer fra en enkelt celle eller en gruppe af celler. At udtrykke resultaterne som kolonidannende enheder kan fjerne denne usikkerhed.
Formålet med pladetællingen er at estimere antallet af tilstedeværende celler baseret på deres evne til at danne kolonier under bestemte medieforhold, temperatur og tid. Teoretisk set kan en levedygtig celle give anledning til en koloni ved replikation. Enkelte celler er dog en undtagelse, og oftest er stamfaderen til en koloni en gruppe celler, der eksisterer sammen. Derudover vokser mange bakterier i kæder (f.eks . Streptococcus ) eller klynger (f.eks . Staphylococcus ). Af disse grunde er estimatet af antallet af mikrober, der bruger CFU, i de fleste tilfælde mindre end det faktiske antal individuelle levende celler, der er til stede i prøven. CFU-tællingen antager, at hver koloni er separat og er baseret på en enkelt levedygtig mikrobiel celle [1] .
For eksempel er CFU-tællingen for E. coli ved plademetoden lineær i intervallet 30 til 300 enheder på en petriskål i standardstørrelse [2] . For at sikre, at en prøve vil producere CFU'er i dette område, kræves seriefortyndinger af flere kulturer. Som regel anvendes der ti gange fortyndinger, og en række fortyndinger sås i to eller tre gentagelser i det valgte fortyndingsområde. Ofte inokuleres 100 µl af blandingen, men der anvendes også større mængder (op til 1 ml ) . Større belægningsvolumener øger tørretiden, men resulterer ofte ikke i højere nøjagtighed, da yderligere fortyndingstrin kan være nødvendige [3] . Dernæst tælles kolonier i et lineært område, og derefter udledes CFU/ g (eller CFU/ml)-forhold i den oprindelige blanding matematisk under hensyntagen til den anvendte mængde og dens fortyndingsfaktor.
En blanding med en kendt ukendt koncentration af mikroorganismer er ofte seriefortyndet for at opnå mindst én plade med et tælleligt antal kolonier. Fordelen ved denne metode er, at forskellige typer mikroorganismer kan producere kolonier, der er klart forskellige fra hinanden både mikroskopisk og makroskopisk. Kolonimorfologi kan være meget nyttig til at identificere de tilstedeværende mikroorganismer.
En foreløbig undersøgelse af mikroorganismens kolonimorfologi kan give en bedre forståelse af, hvordan den observerede CFU/mL er relateret til antallet af levedygtige celler pr. milliliter. Alternativt kan det gennemsnitlige antal celler pr. CFU i nogle tilfælde reduceres ved at ryste prøven før fortynding. Men mange mikroorganismer er for følsomme over for rystelser, og andelen af levedygtige celler kan falde, når de placeres i en petriskål.
Kolonidannende enhedskoncentrationer kan udtrykkes både i absolutte termer og i logaritmiske termer, hvor værdien er basis 10- logaritmen af koncentrationen .
Kolonitælling sker traditionelt manuelt med en pen og en kliktæller. Dette er normalt en simpel opgave, men det kan blive meget arbejdskrævende og tidskrævende, hvis der er mange prøver, der skal beregnes. Alternativt kan der anvendes semi-automatiske (software) og automatiske (hardware og software) løsninger.
Kolonier kan nummereres fra fotografier af prøveplader ved hjælp af softwareværktøjer. For at gøre dette bliver hver petriskål normalt fotograferet, og derefter analyseres alle billeder. Dette kan gøres med et simpelt digitalkamera eller endda et webcam. Da det normalt tager mindre end 10 sekunder at erhverve et enkelt billede, i modsætning til flere minutter for manuel CFU-tælling, sparer denne fremgangsmåde normalt en masse tid. Det er også mere objektivt og giver dig mulighed for at udtrække andre variabler såsom kolonistørrelse og farve.
Ud over pc-softwaren er applikationer tilgængelige til Android- og iOS-enheder til semi-automatisk og automatisk kolonitælling. Det indbyggede kamera bruges til at fotografere agarpladen, og en intern eller ekstern algoritme behandler billeddataene og estimerer antallet af kolonier [9] [10] [11] .
Automatiserede systemer bruges til at modvirke menneskelige fejl, da mange af de menneskelige celleoptællingsmetoder har stor sandsynlighed for fejl. Fordi forskere rutinemæssigt manuelt tæller celler ved hjælp af transmitteret lys, kan denne fejltilbøjelige metode have en betydelig indvirkning på den beregnede koncentration i det oprindelige flydende medium, især når cellerne i begyndelsen er i en lav koncentration i blandingen.
Fuldt automatiserede systemer er også tilgængelige fra nogle bioteknologiske producenter [12] . De har tendens til at være dyre og ikke så fleksible som selvstændig software, da hardwaren og softwaren er designet til at arbejde sammen i en bestemt konfiguration.
Nogle automatiserede systemer, såsom MATLAB-systemer, gør det muligt at tælle celler uden behov for farvning. Dette gør det muligt at genbruge kolonierne til andre eksperimenter uden risiko for at ødelægge mikroorganismekolonierne. Ulempen ved disse automatiserede systemer er dog, at det er ekstremt vanskeligt at skelne kolonier fra støvansamlinger eller ridser på blodagarplader, fordi både støv og ridser kan skabe en lang række kombinationer af former og udseende [13] .
I stedet for kolonidannende enheder kan du bruge parametrene "Most probable number" (eng. Most probable number ), MPN), samt Modified Fishman Units (MFU). Den mest sandsynlige talmetode tæller levedygtige celler, hvilket er nyttigt, når man tæller lave cellekoncentrationer eller tæller mikroorganismer indeholdt i produkter, hvor fremmede partikler gør tælling på petriskåle upraktisk. Modificerede Fishman-enheder tager også højde for mikroorganismer, der er levedygtige, men som ikke dyrkes af en eller anden grund.