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La microbiologie repose sur la coloration pour différencier les formes de vie microscopiques. Les teintures donnent de la couleur, mais elles ont besoin d’un agent « fixateur » pour rester attachées. Cet agent est le mordant.
Un mordant est une substance (souvent un ion ou une molécule complexe) qui lie un colorant et le fixe à l'organisme cible. Alors que la définition classique se concentre sur les ions métalliques ou halogénures, tout produit chimique capable de retenir un colorant sur une cellule est considéré comme un mordant. Par exemple, le phénol, un composé non ionique, fonctionne comme un mordant dans les colorations acido-résistantes.
Lorsqu'un mordant s'associe à un colorant, il forme un gros complexe insoluble qui précipite hors de la solution. La molécule résultante est ensuite piégée sur ou dans la cellule microbienne. Cette « fixation » empêche le colorant de s'échapper lors des étapes de lavage ultérieures, garantissant ainsi que seules les structures prévues conservent la couleur.
La coloration de Gram distingue les bactéries aux parois épaisses de peptidoglycane (Gram-positives) de celles aux parois plus fines (Gram-négatives). Le protocole utilise un colorant cristal violet en combinaison avec le mordant iodé. L'iode lie le colorant pour créer un complexe précipité qui se bloque dans l'épaisse paroi cellulaire lorsque l'alcool déshydrate les bactéries. Le complexe piégé donne aux cellules Gram-positives une teinte violette caractéristique.
L'hématoxyline est un colorant histologique qui lie les acides nucléiques, colorant l'ADN et l'ARN. En microbiologie, le fer est ajouté comme mordant, en particulier le sulfate d'ammonium ferreux (Fe²⁺) et le sulfate d'ammonium ferrique (Fe³⁺), pour ancrer l'hématoxyline aux structures microbiennes. Les ions fer forment un complexe stable avec le colorant, permettant la visualisation des parasites dans les échantillons de selles humaines.
La coloration acido-résistante cible les mycobactéries, dont les parois cellulaires cireuses résistent à de nombreux colorants. La fuchsine est le colorant principal, mais elle ne reste dans la paroi cellulaire que lorsqu'elle est dissoute dans le phénol (acide carbolique). Le phénol agit comme un mordant non ionique :il solubilise la fuchsine et facilite son transport dans la paroi mycobactérienne hydrophobe. Une fois à l'intérieur, le colorant se lie de manière irréversible, rendant les organismes acido-résistants rouges sur un fond contrasté.
Que ce soit par le biais d'ions métalliques ou de composés organiques, les mordants sont indispensables à la coloration microbiologique. En verrouillant les colorants sur les cellules microbiennes, ils améliorent le contraste, préservent la fidélité de la coloration et permettent aux chercheurs de distinguer de subtiles différences structurelles.