微生物的實驗室培養(yǎng)方法
2021-09-09 13:03:23
天緯化學(xué)小編
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實驗室中培養(yǎng)微生物，是在培養(yǎng)基中進行的，一般來說不同微生物對培養(yǎng)基組分需求也不同。培養(yǎng)基在使用之前必須滅菌，而這個環(huán)節(jié)一般在高壓蒸汽滅菌鍋中來完成。微生物學(xué)中使用兩大類培養(yǎng)基：組合培養(yǎng)基和復(fù)雜培養(yǎng)基。組合培養(yǎng)基是指通過向蒸餾水中加入精確量的純無機或有機化學(xué)物質(zhì)來制備特定的培養(yǎng)基，因此各個成分是已知的。培養(yǎng)基中最重要的組分是碳源，所有細胞都需要大量的碳來制造新細胞。下表列出了四種不同的培養(yǎng)基配方。通常來說，組合培養(yǎng)基比較簡單，很多組合培養(yǎng)基中只含有一個唯一的碳源。
如果想要培養(yǎng)很多微生物，一般會用到復(fù)雜培養(yǎng)基（也稱之為天然培養(yǎng)基）。復(fù)雜培養(yǎng)基由微生物、動物或植物的消化產(chǎn)物制成，如牛奶蛋白(酪蛋白)、牛肉(牛肉提取物)、大豆(胰蛋白酶大豆肉湯)，酵母細胞(酵母提取物)，或其他一些高營養(yǎng)物質(zhì)。這些脫水的酶解物只需要用蒸餾水即可配置培養(yǎng)基。復(fù)雜培養(yǎng)基雖然復(fù)雜，但一般容易配置，而組合培養(yǎng)基由于要單獨添加的物質(zhì)多，培養(yǎng)更為繁瑣。復(fù)雜培養(yǎng)基的缺點是它的確切營養(yǎng)成分未知，對于特定研究不太適宜，優(yōu)點是營養(yǎng)豐富，微生物可以長得賊多。
有時需要制備選擇性或鑒別培養(yǎng)基，選擇性培養(yǎng)基含有抑制某些微生物生長而不抑制其他微生物生長的化合物；鑒別培養(yǎng)基中含有指示物(通常是染料)，它通過顏色的變化來顯示在生長過程中是否發(fā)生了特定的代謝反應(yīng)。培養(yǎng)基首先需要滅菌處理，然后才能接種微生物。在實驗室中，微生物既可以在液體亦可以在固體培養(yǎng)基中生長。什么是固體培養(yǎng)基？很簡單，在液體培養(yǎng)基中加入瓊脂（一般1.5~2%）即可，冷卻后培養(yǎng)基會自動凝固。固體培養(yǎng)基上長出來的微生物可以形成肉眼可見的、孤立的團塊，稱為菌落。微生物菌落的形狀和大小取決于微生物本身、培養(yǎng)條件、營養(yǎng)和其他生理參數(shù)。一些微生物會產(chǎn)生色素，因此菌落呈現(xiàn)顏色。固體培養(yǎng)的一個重要作用在于我們可以通過觀察培養(yǎng)基上菌落的形態(tài)，判斷菌株是純種的，還是被污染了抑或是混菌，這一點液體培養(yǎng)無法做到。微生物接種過程中，最重要的是防止染菌，因此需要無菌技術(shù)。一般來說，微生物的接種操作都是超凈工作臺里進行的。下圖展示的是液體和固體培養(yǎng)的常規(guī)操作流程，在轉(zhuǎn)移過程中，需要在火焰旁邊進行，試管以及培養(yǎng)皿不要受氣流影響，所有操作不要接觸未消毒的表面。
微生物的無菌技術(shù)是微生物純培養(yǎng)的關(guān)鍵，從混合液體或平板中篩選獲取純培養(yǎng)物的方法是微生物學(xué)最為基礎(chǔ)也是最重要的內(nèi)容，該方法最早可追溯到科赫的相關(guān)工作，這種方法奠定了微生物生理生化研究的基礎(chǔ)。近年來一些其他技術(shù)（流式細胞、微流控等）也逐漸應(yīng)用到微生物的篩選之中。多年以來，人們普遍認為非培養(yǎng)微生物占所有微生物的90%以上。也許，并不是這些微生物不可培養(yǎng)，而是我們沒用到合適的篩選和培養(yǎng)方法罷了。
參考資料：
Brock Biology of Microorganisms, 15th Edition
5.5 Growth Media and laboratory Culture
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