細(xì)菌培養(yǎng)是一種用人工方法使細(xì)菌生長繁殖的技術(shù)。細(xì)菌在自然界中分布極廣,數(shù)量大,種類多,它可以造福人類,也可以成為致病的原因。大多數(shù)細(xì)菌可用人工方法培養(yǎng),即將其接種于培養(yǎng)基上,使其生長繁殖。培養(yǎng)出來的細(xì)菌用于研究、鑒定和應(yīng)用。細(xì)菌培養(yǎng)是一個復(fù)雜的技術(shù)。
一、培養(yǎng)條件編輯培養(yǎng)時應(yīng)根據(jù)細(xì)菌種類和目的等選擇培養(yǎng)方法、培養(yǎng)基,制定培養(yǎng)條件(溫度、pH值、時間,對氧的需求與否等)。一般操作步驟為先將標(biāo)本接種于固體培養(yǎng)基上,做分離培養(yǎng)。再進(jìn)一步對所得單個菌落進(jìn)行形態(tài)、生化及血清學(xué)反應(yīng)鑒定。培養(yǎng)基常用牛肉湯、蛋白胨、氯化鈉、葡萄糖、血液等和某些細(xì)菌所需的特殊物質(zhì)配制成液體、半固體、固體等。一般細(xì)菌可在有氧條件下,37℃中放18~24小時生長。厭氧菌則需在無氧環(huán)境中放2~3天后生長。個別細(xì)菌如結(jié)核菌要培養(yǎng)1個月之久。
二、注意點
由于細(xì)菌無處不在,因此從制備培養(yǎng)基時開始,整個培養(yǎng)過程必須按無菌操作要求進(jìn)行,否則外界細(xì)菌污染標(biāo)本,會導(dǎo)致錯誤結(jié)果;而培養(yǎng)的致病菌一旦污染環(huán)境,就會引起交叉感染。
以疾病診斷為目的進(jìn)行的培養(yǎng),要選擇合適的標(biāo)本(血、尿、便、膿液、分泌物等),并應(yīng)結(jié)合臨床情況解釋所得結(jié)果。
三、具體培養(yǎng)步驟
以光合細(xì)菌培養(yǎng)方法為例。光合細(xì)菌培養(yǎng)的方法,按次序分為容器、工具的消毒,培養(yǎng)基的制備,接種和培養(yǎng)管理四個步驟。
(一)容器、工具的消毒。
(二)培養(yǎng)基的制備
1.培養(yǎng)用水
如果培養(yǎng)的光合細(xì)菌是淡水種,菌種培養(yǎng)可用蒸餾水,生產(chǎn)培養(yǎng)可用消毒的自來水(或井水)配制。如果培養(yǎng)的光合細(xì)菌是海水種,則用天然海水配制培養(yǎng)基,注意在海水中加入磷元素時,不能用磷酸氫二鉀,應(yīng)用磷酸二氫鉀,不然會產(chǎn)生大量沉淀。
2.滅菌和消毒菌種培養(yǎng)用的培養(yǎng)基應(yīng)連同培養(yǎng)容器用高壓蒸氣滅菌鍋滅菌。小型生產(chǎn)性培養(yǎng)可把配好的培養(yǎng)液用普通鋁鍋或大型三角燒瓶煮沸消毒。大型生產(chǎn)性培養(yǎng)則把經(jīng)沉淀砂濾后的水用漂白粉(或漂白液)消毒后使用。
3.培養(yǎng)基配制根據(jù)所培養(yǎng)種類的營養(yǎng)需要選擇合適的培養(yǎng)基配方。按培養(yǎng)基配方把所需物質(zhì)稱量,逐一溶解,混合,配成培養(yǎng)基。也可先配成母液,使用時按比例加入一定的量即可。
(三)接種培養(yǎng)基配好后,應(yīng)立即進(jìn)行接種。光合細(xì)菌生產(chǎn)性培養(yǎng)的按種量比較高,一般為20%~50%,即菌種母液量和新配培養(yǎng)液雖之比為1∶4~1∶1,不應(yīng)低于20%,尤其是微氣培養(yǎng),接種量更應(yīng)高些,否則光合細(xì)菌在培養(yǎng)液中很難占絕對優(yōu)勢,影響培養(yǎng)的最終產(chǎn)量和質(zhì)量。
(四)培養(yǎng)管理光合細(xì)菌的培養(yǎng)過程中,管理工作包括日常管理操作和測試,生長情況的觀察、檢查以及出現(xiàn)問題的分析處理等三個方面。
4、日常管理和測試
(1)攪拌和充氣:光合細(xì)菌培養(yǎng)過程中必須充氣或攪拌,作用是幫助沉淀的光合細(xì)菌上浮獲得光照,保持菌細(xì)胞的良好生長。小型厭氣培養(yǎng)常用人工搖動培養(yǎng)容器的方法使菌細(xì)胞上浮,每天至少搖動三次,定時進(jìn)行。大型厭氣培養(yǎng)則用機械攪拌器或使用小水泵使水緩慢循環(huán)運轉(zhuǎn),保持菌體懸浮。微氣培養(yǎng)是通過充氣幫助菌體上浮,因為培養(yǎng)液中溶解氧含量增加,光合細(xì)菌繁殖受到抑制,產(chǎn)量下降,所以必須嚴(yán)格控制充氣量。一般采用定時斷續(xù)充氣,充氣量控制在1~1.5升/(升·h)之間,溶解氧量保持在1×10-6以下。
(2)調(diào)節(jié)光照度:培養(yǎng)光合細(xì)菌需要連續(xù)進(jìn)行照明。在日常管理工作中,應(yīng)根據(jù)需要經(jīng)常調(diào)整光照度。白天可利用太陽光培養(yǎng),晚上則需要人工光源照明,或完全利用人工光源培養(yǎng)。人工光源一般使用碘鎢燈或白熾燈泡。不同的培養(yǎng)方式所要求的光照強度有所不同。一般培養(yǎng)光照強度應(yīng)控制在2000~5000lx之間。如果光合細(xì)菌生長繁殖快,細(xì)胞密度高,則光照強度應(yīng)提高到5000~10000lx。光照強度可通過調(diào)整培養(yǎng)容器與光源的距離或使用可控電源箱調(diào)節(jié)。
(3)調(diào)節(jié)溫度:光合細(xì)菌對溫度的適應(yīng)范圍很廣,一船在23~39℃的范圍內(nèi)均能正常生長繁殖,可不必調(diào)整溫度。在常溫下培養(yǎng)也可通過調(diào)整,將溫度控制在光合細(xì)菌生長繁殖最適宜的范圍內(nèi),使光合細(xì)菌更好地生長。
(4)酸堿度的測定和調(diào)整:在培養(yǎng)光合細(xì)菌的過程中,必須注意酸堿度的變化。由于光合細(xì)菌的大量繁殖,菌液的pH值上升,這意味著光合細(xì)菌正處于指數(shù)生長期。但當(dāng)pH值超過最適范圍甚至生長的適應(yīng)范圍時,光合細(xì)菌的生長達(dá)到頂點,隨后生長下降。如果能及時調(diào)整菌液的酸堿度,使pH值保持在最適范圍,則光合細(xì)菌能繼續(xù)生長繁殖。為了延長光合細(xì)菌的指數(shù)生長期,提高培養(yǎng)基的利用率和單位水體的產(chǎn)量,測定和調(diào)整PH值是非常重要的。一船采用加酸的辦法來降低菌液的酸堿度,醋酸、乳酸和鹽酸部可使用,最常用的是醋酸。在日常的管理工作中,必須每天或隔天測定菌液的pH值,當(dāng)pH值上升超出最適范圍,即加酸調(diào)整。如果在培養(yǎng)過程中不測定、調(diào)整酸堿度,當(dāng)光合細(xì)菌的生長達(dá)到一定密度后pH值也上升到9以上,細(xì)菌生長受阻,此時應(yīng)采收或再擴大培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中不調(diào)整PH值,獲得的最終產(chǎn)量低。
5、培養(yǎng)成敗的標(biāo)準(zhǔn)編輯生長情況的觀察和檢查光合細(xì)菌生長情況的好壞是培養(yǎng)成敗的標(biāo)準(zhǔn)。在培養(yǎng)過程中,可以通過觀察菌液的顏色及其變化來了解光合細(xì)菌生長繁殖的大體情況,菌液的顏色是否正常,接種后顏色是否由淺變深,均反映光合細(xì)菌是否正常生長繁殖以及繁殖速度的快慢。必要時可通過顯微鏡檢查,了解情況。
6、問題的分析和處理編輯通過日常管理、檢測、檢查,了解光合細(xì)菌的生長情況,就可以結(jié)合當(dāng)時環(huán)境條件的變化進(jìn)行分析,找出影響光合細(xì)菌生長繁殖的原因,采取相應(yīng)的措施。影響光合細(xì)菌生長的原因很多,內(nèi)因是菌種是否優(yōu)良,外因是光照、溫度、營養(yǎng)、敵害和厭氣程度等。溫度、光照和pH值都能影響著光合細(xì)菌的生長,而且溫度、光照和pH值之間是互相制約的,溫度與光照的強弱是對立統(tǒng)一的,所以光合細(xì)菌生長的最適條件應(yīng)是互應(yīng)的,即溫度高,光照應(yīng)弱;溫度低,光照應(yīng)強。如果是溫度高,光照強,pH值就會迅速升高,培養(yǎng)基產(chǎn)生沉淀,抑制光臺細(xì)菌的生長;如果溫度低,光照弱,光合細(xì)菌得不到最佳能源,生長速度也慢。
經(jīng)試驗得出光合細(xì)菌生長的最適條件是:
①溫度15~20℃時,光照30000~50000lx,培養(yǎng)基pH值為7.0;
②溫度25~30℃時,光照為3000~5000lx,培養(yǎng)基的pH值為7.0。