ในจุลชีววิทยาหน่วยสร้างโคโลนี ( CFU, cfu หรือ Cfu ) คือหน่วยที่ใช้ประมาณจำนวนเซลล์จุลินทรีย์ ( แบคทีเรียเชื้อราไวรัสฯลฯ ) ในตัวอย่างที่มีชีวิตและสามารถเพิ่มจำนวนได้โดยการแบ่งตัวแบบไบแนรีฟิชชัน ภายใต้สภาวะควบคุม การหาค่าหน่วยสร้างโคโลนีต้อง อาศัยการเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์และนับเฉพาะเซลล์ที่มีชีวิตเท่านั้น ซึ่งแตกต่างจากการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่นับเซลล์ทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นเซลล์ที่มีชีวิตหรือเซลล์ที่ตายแล้ว การปรากฏของโคโลนีในวัฒนธรรมเซลล์ต้องมีการเจริญเติบโตอย่างมาก และเมื่อนับโคโลนีก็ไม่แน่ใจว่าโคโลนีนั้นเกิดจากเซลล์เดียวหรือกลุ่มเซลล์ การแสดงผลลัพธ์เป็นหน่วยสร้างโคโลนีจึงสะท้อนถึงความไม่แน่นอนนี้

วัตถุประสงค์ของการนับโคโลนีบนจานเพาะเชื้อคือการประมาณจำนวนเซลล์ที่มีอยู่โดยอาศัยความสามารถในการสร้างโคโลนีภายใต้สภาวะเฉพาะของอุณหภูมิ เวลา และสารอาหารในอาหารเลี้ยงเชื้อ ตามทฤษฎีแล้ว เซลล์ที่มีชีวิตหนึ่งเซลล์สามารถสร้างโคโลนีได้หนึ่งโคโลนีผ่านการจำลองแบบ อย่างไรก็ตาม เซลล์เดี่ยวเป็นข้อยกเว้นในธรรมชาติ และในกรณีส่วนใหญ่ ต้นกำเนิดของโคโลนีคือกลุ่มเซลล์ที่รวมตัวกัน^{[ 1 ] [ 2 ]}นอกจากนี้ แบคทีเรียหลายชนิดเจริญเติบโตเป็นสาย (เช่นStreptococcus ) หรือเป็นกลุ่ม (เช่นStaphylococcus ) การประมาณจำนวนจุลินทรีย์โดย CFU ในกรณีส่วนใหญ่จะนับจำนวนเซลล์ที่มีชีวิตในตัวอย่างต่ำกว่าความเป็นจริงด้วยเหตุผลเหล่านี้^{[ 3 ]}

โดยทั่วไป จะมีการเจือจางตัวอย่างแบบอนุกรมสิบเท่าเพื่อนำไปเพาะลงบนจานเพาะเชื้อ เพื่อให้แน่ใจว่าจะได้จำนวนโคโลนีที่นับได้^{[ 4 ] [ 5 ]}ปริมาตรในการเพาะเชื้อโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 100  μL ถึง 1  mL ^{[ 5 ]}นับจำนวนโคโลนีบนจานเพาะเชื้อ จากนั้นคำนวณ CFU/g (หรือ CFU/mL) ของตัวอย่างดั้งเดิมโดยอิงจากปริมาตรที่เพาะและปัจจัยการเจือจาง

ข้อดีของวิธีนี้คือจุลินทรีย์ต่างชนิดกันอาจก่อให้เกิดโคโลนีที่มีลักษณะแตกต่างกันอย่างชัดเจน ทั้งในระดับจุลภาคและมหภาคลักษณะรูปร่างของโคโลนีสามารถเป็นประโยชน์อย่างมากในการระบุจุลินทรีย์ที่มีอยู่^{[ 6 ]}

ความเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับกายวิภาคของจุลินทรีย์ในระดับจุลภาคจะช่วยให้เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่าง CFU/mL ที่สังเกตได้กับจำนวนเซลล์ที่มีชีวิตต่อมิลลิลิตรได้ดียิ่งขึ้น หรืออีกทางหนึ่ง อาจลดจำนวนเซลล์เฉลี่ยต่อ CFU ในบางกรณีได้โดยการเขย่าตัวอย่างก่อนทำการเจือจาง อย่างไรก็ตาม จุลินทรีย์หลายชนิดมีความบอบบางและจะสูญเสียสัดส่วนของเซลล์ที่มีชีวิตเมื่อนำไปเขย่า^{[ 7 ]}

หน่วยการสร้างโคโลนี (Colony-forming units) ถูกนำมาใช้ในการวัดปริมาณผลลัพธ์ในวิธีการเพาะเลี้ยงและนับจุลินทรีย์หลายวิธี รวมถึง:

• วิธีการเพาะเชื้อแบบเทลงในจานเพาะเชื้อ โดยนำตัวอย่างมาแขวนไว้ในจานเพาะเชื้อโดยใช้วุ้นเหลวที่เย็นตัวลงจนถึงอุณหภูมิประมาณ 40–45  °C (เหนือจุดแข็งตัวเล็กน้อยเพื่อลดการตายของเซลล์ที่เกิดจากความร้อน) หลังจากวุ้นอาหารแข็งตัวแล้วจึงนำจานไปบ่ม^{[ 11 ]}
• วิธีการเพาะเชื้อแบบกระจาย โดยที่ตัวอย่าง (ในปริมาณเล็กน้อย) จะถูกกระจายไปทั่วพื้นผิวของจานเพาะเชื้อที่มีสารอาหาร และปล่อยให้แห้งก่อนนำไปบ่มเพื่อทำการนับ^{[ 11 ]}
• วิธีการกรองเมมเบรนซึ่งตัวอย่างจะถูกกรองผ่านเมมเบรน จากนั้นวางตัวกรองลงบนพื้นผิวของจานวุ้นอาหาร ในระหว่างการบ่ม สารอาหารจะซึมผ่านตัวกรองขึ้นไปเพื่อสนับสนุนเซลล์ที่กำลังเติบโต เนื่องจากพื้นที่ผิวของตัวกรองส่วนใหญ่น้อยกว่าจานเพาะเชื้อมาตรฐาน ช่วงเชิงเส้นของการนับจำนวนโคโลนีจึงน้อยลง^{[ 11 ]}
• วิธีการของ Miles และ Misraหรือวิธีการหยดลงบนจานเพาะเชื้อ โดยหยดตัวอย่างปริมาณเล็กน้อย (โดยปกติประมาณ 10 ไมโครลิตร) จากแต่ละการเจือจางตามลำดับลงบนจานเพาะเชื้อ ต้องอ่านจานเพาะเชื้อในขณะที่โคโลนีมีขนาดเล็กมากเพื่อป้องกันการสูญเสีย CFU เนื่องจากโคโลนีเจริญเติบโตรวมกัน^{[ 12 ]}

อย่างไรก็ตาม ด้วยเทคนิคที่ต้องใช้จานวุ้น ไม่สามารถใช้สารละลายเหลวได้ เนื่องจากไม่สามารถระบุความบริสุทธิ์ของตัวอย่างได้ และไม่สามารถนับเซลล์ทีละเซลล์ในของเหลวได้^{[ 13 ]}

การนับโคโลนีแบบดั้งเดิมนั้นทำด้วยมือโดยใช้ปากกาและเครื่องนับแบบคลิก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเป็นงานที่ไม่ซับซ้อน แต่จะกลายเป็นงานที่ต้องใช้แรงงานมากและใช้เวลานานเมื่อต้องนับจานเพาะเชื้อจำนวนมาก ในทางกลับกัน สามารถใช้โซลูชันแบบกึ่งอัตโนมัติ (ซอฟต์แวร์) และอัตโนมัติ (ฮาร์ดแวร์ + ซอฟต์แวร์) ได้^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

ระบบอัตโนมัติ

ระบบอัตโนมัติจำนวนมากถูกนำมาใช้เพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดของมนุษย์เนื่องจากเทคนิคการวิจัยหลายอย่างที่มนุษย์ใช้ในการนับเซลล์แต่ละเซลล์มีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดสูง เนื่องจากนักวิจัยมักจะนับเซลล์ด้วยตนเองโดยใช้แสงที่ส่องผ่าน เทคนิคที่มีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดนี้อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อความเข้มข้นที่คำนวณได้ในตัวกลางของเหลวหลักเมื่อจำนวนเซลล์มีน้อย^{[ 24 ]}

นอกจากนี้ ผู้ผลิตเทคโนโลยีชีวภาพบางรายยังมีระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบอีกด้วย^{[ 25 ] [ 26 ]}โดยทั่วไปแล้วระบบเหล่านี้มีราคาแพงและไม่ยืดหยุ่นเท่าซอฟต์แวร์แบบสแตนด์อโลน เนื่องจากฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ได้รับการออกแบบให้ทำงานร่วมกันสำหรับการตั้งค่าเฉพาะ^{[ 18 ]} หรืออีกทางหนึ่ง ระบบอัตโนมัติบางระบบใช้รูปแบบการวางแผ่นแบบเกลียว^{[ 27 ]}

ระบบอัตโนมัติบางระบบ เช่น ระบบจาก MATLAB ช่วยให้สามารถนับเซลล์ได้โดยไม่ต้องย้อมสี ทำให้สามารถนำโคโลนีไปใช้ในการทดลองอื่นได้โดยไม่เสี่ยงต่อการฆ่าจุลินทรีย์ด้วยสีย้อม อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของระบบอัตโนมัติเหล่านี้คือ การแยกแยะความแตกต่างระหว่างจุลินทรีย์กับฝุ่นหรือรอยขีดข่วนบนจานวุ้นเลือดทำได้ยากมาก เนื่องจากทั้งฝุ่นและรอยขีดข่วนสามารถสร้างรูปร่างและลักษณะที่หลากหลายได้^{[ 28 ]}

• การนับเซลล์
• อาหารเลี้ยงเชื้อ
• วิธีการของไมล์และมิสรา
• ตัวเลขที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุด
• การชุบแบบจำลอง
• คราบไวรัส

• Fishman, William H.; Bernfeld, Peter (1955). [ 31 ]กลูคูโรนิเดสวิธีการทางเอนไซม์วิทยา เล่ม 1 หน้า262 –9 doi : 10.1016/0076-6879(55)01035-5 .