细菌培养

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细菌培养是一种用人工方法使细菌生长繁殖的技术。细菌在自然界中分布极广,数量大,种类多,它可以造福人类,也可以成为致病的原因。大多数细菌可用人工方法培养,即将其接种培养基上,使其生长繁殖。培养出来的细菌用于研究、鉴定和应用。细菌培养是一个复杂的技术。  

方法

培养时应根据细菌种类和目的等选择培养方法、培养基,制定培养条件(温度、pH值、时间,对氧的需求与否等)。一般操作步骤为先将标本接种于固体培养基上,做分离培养。再进一步对所得单个菌落进行形态、生化血清学反应鉴定。培养基常用牛肉汤、蛋白胨氯化钠葡萄糖血液等和某些细菌所需的特殊物质配制成液体、半固体、固体等。一般细菌可在有氧条件下,37℃中放18~24小时生长。厌氧菌则需在无氧环境中放2~3天后生长。个别细菌如结核菌要培养1个月久。由于细菌无处不在,因此从制备培养基时开始,整个培养过程必须按无菌操作要求进行,否则外界细菌污染标本,会导致错误结果;而培养的致病菌一旦污染环境,就会引起交叉感染。以疾病诊断为目的进行的培养,要选择合适的标本(血、尿、便、浓、分泌物等),并应结合临床情况解释所得结果。  

培养方法

以光合细菌培养方法为例。光合细菌培养的方法,按次序分为容器、工具的消毒,培养基的制备,接种和培养管理四个步骤。

(一)容器、工具的消毒参考、此处从略。

(二)培养基的制备

1.培养用水

如果培养的光合细菌是淡水种,菌种培养可用蒸馏水,生产培养可用消毒的自来水(或井水)配制。如果培养的光合细菌是海水种,则用天然海水配制培养基,注意在海水中加入磷元素时,不能用磷酸氢二钾,应用磷酸二氢钾,不然会产生大量沉淀。

2.灭菌和消毒菌种培养用的培养基应连同培养容器用高压蒸气灭菌锅灭菌。小型生产性培养可把配好的培养液用普通铝锅或大型三角烧瓶煮沸消毒。大型生产性培养则把经沉淀砂滤后的水用漂白粉(或漂白液)消毒后使用。

3.培养基配制根据所培养种类的营养需要选择合适的培养基配方。按培养基配方把所需物质称量,逐一溶解,混合,配成培养基。也可先配成母液,使用时按比例加入一定的量即可。

(三)接种培养基配好后,应立即进行接种。光合细菌生产性培养的按种量比较高,一般为20%~50%,即菌种母液量和新配培养液虽之比为1∶4~1∶1,不应低于20%,尤其是微气培养,接种量更应高些,否则光合细菌在培养液中很难占绝对优势,影响培养的最终产量和质量。

(四)培养管理光合细菌的培养过程中,管理工作包括日常管理操作和测试,生长情况的观察、检查以及出现问题的分析处理等三个面。

1.日常管理和测试

(1)搅拌和充气:光合细菌培养过程中必须充气或搅拌,作用是帮助沉淀的光合细菌上浮获得光照,保持菌细胞的良好生长。小型厌气培养常用人工摇动培养容器的方法使菌细胞上浮,每天至少摇动三次,定时进行。大型厌气培养则用机械搅拌器或使用小水泵使水缓慢循环运转,保持菌体悬浮。微气培养是通过充气帮助菌体上浮,因为培养液中溶解氧含量增加,光合细菌繁殖受到抑制,产量下降,所以必须严格控制充气量。一般采用定时断续充气,充气量控制在1~1.5升/(升•h)之间,溶解氧量保持在1×10-6以下。

(2)调节光照度:培养光合细菌需要连续进行照明。在日常管理工作中,应根据需要经常调整光照度。白天可利用太阳光培养,晚上则需要人工光源照明,或完全利用人工光源培养。人工光源一般使用碘钨灯或白炽灯泡。不同的培养方式所要求的光照强度有所不同。一般培养光照强度应控制在2000~5000lx之间。如果光合细菌生长繁殖快,细胞密度高,则光照强度应提高到5000~10000lx。光照强度可通过调整培养容器与光源的距离或使用可控电源箱调节。

(3)调节温度:光合细菌对温度的适应范围很广,一船在23~39℃的范围内均能正常生长繁殖,可不必调整温度。在常温下培养也可通过调整,将温度控制在光合细菌生长繁殖最适宜的范围内,使光合细菌更好地生长。

(4)酸碱度的测定和调整:在培养光合细菌的过程中,必须注意酸碱度的变化。由于光合细菌的大量繁殖,菌液的pH值上升,这意味着光合细菌正处于指数生长期。但当pH值超过最适范围甚至生长的适应范围时,光合细菌的生长达到顶点,随后生长下降。如果能及时调整菌液的酸碱度,使pH值保持在最适范围,则光合细菌能继续生长繁殖。为了延长光合细菌的指数生长期,提高培养基的利用率和单位水体的产量,测定和调整PH值是非常重要的。一船采用加酸的办法来降低菌液的酸碱度,醋酸乳酸盐酸部可使用,最常用的是醋酸。在日常的管理工作中,必须每天或隔天测定菌液的pH值,当pH值上升超出最适范围,即加酸调整。如果在培养过程中不测定、调整酸碱度,当光合细菌的生长达到一定密度后pH值也上升到9以上,细菌生长受阻,此时应采收或再扩大培养。在培养过程中不调整PH值,获得的最终产量低。

2.生长情况的观察和检查光合细菌生长情况的好坏是培养成败的标准。在培养过程中,可以通过观察菌液的颜色及其变化来了解光合细菌生长繁殖的大体情况,菌液的颜色是否正常,接种后颜色是否由浅变深,均反映光合细菌是否正常生长繁殖以及繁殖速度的快慢。必要时可通过显微镜检查,了解情况。

3.问题的分析和处理通过日常管理、检测、检查,了解光合细菌的生长情况,就可以结合当时环境条件的变化进行分析,找出影响光合细菌生长繁殖的原因,采取相应的措施。影响光合细菌生长的原因很多,内因是菌种是否优良,外因是光照、温度、营养、敌害和厌气程度等。温度、光照和pH值都能影响着光合细菌的生长,而且温度、光照和pH值之间是互相制约的,温度与光照的强弱是对立统一的,所以光合细菌生长的最适条件应是互应的,即温度高,光照应弱;温度低,光照应强。如果是温度高,光照强,pH值就会迅速升高,培养基产生沉淀,抑制光台细菌的生长;如果温度低,光照弱,光合细菌得不到最佳能源,生长速度也慢。经试验得出光合细菌生长的最适条件是:①温度15~20℃时,光照30000~50000lx,培养基pH值为7.0;②温度25~30℃时,光照为3000~5000lx,培养基的pH值为7.0。

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