1. 測量微生物生長的方法有哪些
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2微生物生長量的測定微生物特別是單細胞微生物,體積很小,個體生長很難測定,意義也不大。通常測定微生物的生長是測群體的生長,而測定繁殖則都要建立在計數這一基礎上。2.1測生長量測定生長量的方法有許多種,適用於一切微生物。2.1.1直接法2.1.1.1測體積它是一種較為粗放的方法,通常用於初步比較用。例如將待測培養液放在刻度離心管中作自然沉降或進行一定時間的離心,然後觀察沉降物的體積。2.1.1.2稱乾重採用離心法或過濾法測定,一般乾重為濕重的10%~20%。如用離心法,將待測培養液離心,再用清水洗滌離心1~5次後乾燥,可用105℃、100℃或紅外線烘乾,也可在較低的溫度(80℃或40℃)下進行真空乾燥,然後稱乾重。如細菌一個細胞一般重10-12~10-13g。如為絲狀真菌可用濾紙過濾,細菌可用醋酸纖維膜等濾膜進行過濾。過濾後,細胞可用少量水洗滌,再真空乾燥(40℃以下),稱乾重。以乳酸菌為例,在液體培養基中,細胞的濃度大約為2×108個/ml。100ml培養物可得10~70mg乾重的細胞。2.1.2間接法2.1.2.1生理指標法與生長量相平行的生理指標很多,它們均可用作生長測定的相對值。1)測定細胞總含氮量來確定細菌濃度大多數細菌的含氮量為乾重的12.5%,酵母菌為7.5%,黴菌為6.0%。總氮量與細胞粗蛋白的含量(因其中包括了雜環氮和氧化型氮)的關系可用下式計算:粗蛋白總量=含氮量%×6.25含氮量的測定方法有很多,常用凱氏定氮法。此法適用於細胞濃度較高的樣品,同時
2. 測定微生物生長和繁殖的方法有哪些
直接法有粗放的測體積法和精細的測乾重法,間接法有生理指標法。
3. 測定微生物群體生長有哪些方法有何特點
教學目的和要求:通過本章的課堂教學,使學生了解微生物生長繁殖的規律,掌握微生物生長的測定方法,及各種物理、化學因素對微生物生長的影響。
教學重點、難點:重點:各種物理、化學因素對微生物生長的影響
難點:生長曲線、連續培養
微生物在適宜的條件下,不斷地吸收營養物質並按照自己的代謝方式進行代謝活動,如同化作用大於異化作用,則細胞質的量不斷增加,體積得以加大,於是表現為生長。所謂生長就是指生物個體由小到大的增長,即表現為細胞組分與結構在量方面的增加;繁殖是指生物個體數目的增加。但是在單細胞微生物中,生長繁殖的速度很快,而且兩者始終交替進行,個體生長與繁殖的界限難以劃清,因此實際上常以群體生長作為衡量微生物生長的指標。群體生長的實質是包含著個體細胞生長與繁殖交替進行的過程。
第一節 微生物純培養的獲得
微生物在自然界中不僅分布很廣,而且都是混雜地生活在一起。要想研究或利用某一種微生物,必須把它眾混雜的微生物類群分離出來,以得到只含有一種微生物的培養。微生物學中將在實驗條件下,從一個細胞或同種細胞群繁殖得到的後代稱為純培養。純培養的獲得有下列幾種方法。
一、平板劃線分離法
由接種環以菌操作沾取少許待分離的材料,在無菌平板表面進行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續劃線,微生物細胞數量將隨著劃線次數的增加而減少,並逐步分散開來,如果劃線適宜的話,微生物能一一分散,經培養後,可在平板表面得到單菌落。
二、稀釋倒平板法
先將待分離的材料用無菌水作一系列的稀釋(如 1 ∶ 10 、 1 ∶ 100 、 1 ∶ 1000 、 1 ∶ 10000 …),然後分別取不同稀釋液少許,與已溶化並冷卻至 45 ℃左右的瓊脂培養基混合,搖勻後,傾入滅過菌的培養皿中,待瓊脂凝固後,製成可能含菌的瓊脂平板,保溫培養一定時間即可出出菌落。如果稀釋得當,在平板表面或瓊脂培養基中就可出現分散的單個菌落,這個菌落可能就是由一個細菌細胞繁殖形成的。隨後挑取該單個菌落,或重復以上操作數次,便可得到純培養。
三、單孢子或單細胞分離法
採取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個細胞或單個個體進行培養以獲得純培養,稱為單細胞(單孢子)分離法。單細胞他離法的難度與細胞或個體的大小成反比,較大的微生物如藻類、原生動物較容易,個體較小的細菌則較難。在顯微鏡下使用單孢子分離器進行機械操作,挑取單孢子或單細胞進行培養。也可以採用特製的毛細管在載玻片的瓊脂塗層上選取單孢子並切割下來,然後移到合適的培養基進行培養。單細胞分離法對操作技術有比較高的要求,多限於高度專業化的科學研究中採用。
四、利用選擇性培養基分離法
各種微生物對不同的化學試劑、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力,利用這些特性可配製合適某種微生物而限制其它微生物生長的選擇培養基,用它來培養微生物以獲得純培養。
另外,還可以將樣品預處理,消除不希望分離到的微生物。如加溫殺死營養菌體而保留芽孢,過濾去除絲狀菌體而保留單孢子。
4. 測定微生物的生長有哪些方法各有何優缺點
常用測定微生物生長的方法有:
1)稱乾重法.可用離心法或過濾法測定.
優點:可適用於一切微生物,
缺點:無法區別死菌和活菌.
2)比濁法.
原理:由於微生物在液體培養時,原生質的增加導致混濁度的增加,可用分光光度計測定.
優點:比較准確.
3)測含氮量,
大多數微生物的含氮量占乾重的比例較一致,根據含氮量再乘以6.25即可測得其粗蛋白的含量.
4)血球計數板法.
優點:簡便、快速、直觀.
缺點:結果包括死菌和活菌.
5)液體稀釋法.
對未知菌樣作連續的10倍系列稀釋,經培養後,記錄每個稀釋度出現生長的試管數,然後查MPN表,再根據樣品的稀釋倍數就可計算其中的活菌含量.
優點:可計算活菌數,較准確.
缺點:比較繁瑣.
6)平板菌落計數法.
取一定體積的稀釋菌液塗布在合適的固體培養基,經培養後計算原菌液的含菌數.
優點,可以獲得活菌的信息.
缺點:操作繁瑣,需要培養一定時間才能獲得,測定結果受多種因素的影響.
5. 為什麼微生物的生長測量在理論和實踐上有重要意義包括那些反面
微生物的檢測,無論在理論研究還是在生產實踐中都具有重要的意義,本文分生長量測定法,微生物計數法,生理指標法和商業化快速微生物檢測簡要介紹了利用微生物重量,體積,大小,生理代謝物等指標的二十餘種常用的檢測方法,簡要介紹了這些方法的原理,應用范圍和優缺點。
概述:
一個微生物細胞在合適的外界條件下,不斷的吸收營養物質,並按自己的代謝方式進行新陳代謝。如果同化作用的速度超過了異化作用,則其原生質的總量(重量,體積,大小)就不斷增加,於是出現了個體的生長現象。如果這是一種平衡生長,即各細胞組分是按恰當的比例增長時,則達到一定程度後就會發生繁殖,從而引起個體數目的增加,這時,原有的個體已經發展成一個群體。隨著群體中各個個體的進一步生長,就引起了這一群體的生長,這可從其體積、重量、密度或濃度作指標來衡量。微生物的生長不同於其他生物的生長,微生物的個體生長在科研上有一定困難,通常情況下也沒有實際意義。微生物是以量取勝的,因此,微生物的生長通常指群體的擴增。微生物的生長繁殖是其在內外各種環境因素相互作用下的綜合反映。因此生長繁殖情況就可作為研究各種生理生化和遺傳等問題的重要指標,同時,微生物在生產實踐上的各種應用或是對致病,霉腐微生物的防治都和他們的生長抑制緊密相關。所以有必要介紹一下微生物生長情況的檢測方法。既然生長意味著原生質含量的增加,所以測定的方法也都直接或間接的以次為根據,而測定繁殖則都要建立在計數這一基礎上。微生物生長的衡量,可以從其重量,體積,密度,濃度,做指標來進行衡量。
生長量測定法
體積測量法:又稱測菌絲濃度法。
通過測定一定體積培養液中所含菌絲的量來反映微生物的生長狀況。方法是,取一定量的待測培養液(如10毫升)放在有刻度的離心管中,設定一定的離心時間(如5分鍾)和轉速(如5000 rpm),離心後,倒出上清夜,測出上清夜體積為v,則菌絲濃度為(10-v)/10。菌絲濃度測定法是大規模工業發酵生產上微生物生長的一個重要監測指標。這種方法比較粗放,簡便,快速,但需要設定一致的處理條件,否則偏差很大,由於離心沉澱物中夾雜有一些固體營養物,結果會有一定偏差。
稱乾重法:
可用離心或過濾法測定。一般乾重為濕重的10-20%。在離心法中,將一定體積待測培養液倒入離心管中,設定一定的離心時間和轉速,進行離心,並用清水離心洗滌1-5次,進行乾燥。乾燥可用烘箱在105℃或100℃下烘乾,或採用紅外線烘乾,也可在80℃或40℃下真空乾燥,乾燥後稱重。如用過濾法,絲狀真菌可用濾紙過濾,細菌可用醋酸纖維膜等濾膜過濾,過濾後用少量水洗滌,在40℃下進行真空乾燥。稱乾重發法較為煩瑣,通常獲取的微生物產品為菌體時,常採用這種方法,如活性乾酵母(activity dry yeast, ADY),一些以微生物菌體為活性物質的飼料和肥料。
比濁法:
微生物的生長引起培養物混濁度的增高。通過紫外分光光度計測定一定波長下的吸光值,判斷微生物的生長狀況。對某一培養物內的菌體生長作定時跟蹤時,可採用一種特製的有側臂的三角燒瓶。將側臂插入光電比色計的比色座孔中,即可隨時測定其生長情況,而不必取菌液。該法主要用於發酵工業菌體生長監測。如我所使用UNICO公司的紫外-可見分光光度計,在波長600nm 處用比色管定時測定發酵液的吸光光度值OD600,以此監控E.Coli的生長及誘導時間。
菌絲長度測量法:
對於絲狀真菌和一些放線菌,可以在培養基上測定一定時間內菌絲生長的長度,或是利用一隻一端開口並帶有刻度的細玻璃管,到入合適的培養基,卧放,在開口的一端接種微生物,一段時間後記錄其菌絲生長長度,藉此衡量絲狀微生物的生長。
微生物計數法
血球計數板法:
血球計數板是一種有特別結構刻度和厚度的厚玻璃片,玻片上有四條溝和兩條嵴,中央有一短橫溝和兩個平台,兩嵴的表比兩平台的表面高0.1 mm,每個平台上刻有不同規格的格網,中央0.1 mm2面積上刻有400個小方格。通過油鏡觀察,統計一定大格內微生物的數量,即可算出1毫升菌液中所含的菌體數。這種方法簡便,直觀,快捷,但只適宜於單細胞狀態的微生物或絲狀微生物所產生的孢子進行計數,並且所得結果是包括死細胞在內的總菌數。
染色計數法:
為了彌補一些微生物在油鏡下不易觀察計數,而直接用血球計數板法又無法區分死細胞和活細胞的不足,人們發明了染色計數法。藉助不同的染料對菌體進行適當的染色,可以更方便的在顯微鏡下進行活菌計數。如酵母活細胞計數可用美藍染色液,染色後在顯微鏡下觀察,活細胞為無色,而死細胞為藍色。
比例計數法:
將已知顆粒(如黴菌孢子或紅細胞)濃度的液體與一待測細胞濃度的菌液按一定比例均勻混合,在顯微鏡視野中數出各自的數目,即可得未知菌液的細胞濃度。這種計數方法比較粗放。並且需要配製已知顆粒濃度的懸液做標准。
液體稀釋法:
對未知菌樣做連續十倍系列稀釋,根據估計數,從最適宜的三個連續的10倍稀釋液中各取5毫升試樣,接種1毫升到3組共15隻裝培養液的試管中,經培養後記錄每個稀釋度出現生長的試管數,然後查最大或然數表MPN(most probably number)得出菌樣的含菌數,根據樣品稀釋倍數計算出活菌含量。該法常用於食品中微生物的檢測,例如飲用水和牛奶的微生物限量檢查。
平板菌落計數法:
這是一種最常用的活菌計數法。將待測菌液進行梯度稀釋,取一定體積的稀釋菌液與合適的固體培養基在凝固前均勻混合,或將菌液塗布於已凝固的固體培養基平板上。保溫培養後,用平板上出現的菌落數乘以菌液稀釋度,即可算出原菌液的含菌數。一般以直徑9cm的平板上出現50-500個菌落為宜。但方法比較麻煩,操作者需有熟練的技術。平板菌落計數法不僅可以得出菌液中活菌的含菌數,而且同時將菌液中的細菌進行了一次分離培養,獲得了單克隆。
試劑紙法:
在平板計數法的基礎上,發展了小型商品化產品以供快速計數用。形式有小型厚濾紙片,瓊脂片等。在濾紙和瓊脂片中吸有合適的培養基,其中加入活性指示劑2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC,無色)待蘸取測試菌液後置密封包裝袋中培養。短期培養後在濾紙上出現一定密度的玫瑰色微小菌落與標准紙色板上圖譜比較即可估算出樣品的含菌量。試劑紙法計數快捷准確,相比而言避免了平板計數法的人為操作誤差。
膜過濾法:
用特殊的濾膜過濾一定體積的含菌樣品,經丫叮橙染色,在紫外顯微鏡下觀察細胞的熒光,活細胞會發橙色熒光,而死細胞則發綠色熒光。
生理指標法:
微生物的生長伴隨著一系列生理指標發生變化,例如酸鹼度,發酵液中的含氮量,含糖量,產氣量等,與生長量相平行的生理指標很多,它們可作為生長測定的相對值。
測定含氮量:
大多數細菌的含氮量為乾重的12.5%,酵母為7.5%,黴菌為6.0%。根據含氮量×6.25,即可測定粗蛋白的含量。含氮量的測定方法有很多,如用硫酸,過氯酸,碘酸,磷酸等消化法和Dumas測N2氣法。Dumas測N2氣法是將樣品與CuO混合,在CO2氣流中加熱後產生氮氣,收集在呼吸計中,用KOH吸去CO2後即可測出N2的量。
測定含碳量:
將少量(乾重0.2-2.0 mg)生物材料混入1毫升水或無機緩沖液中,用2毫升2%的K2Cr2O7溶液在100 0C下加熱30分鍾後冷卻。加水稀釋至5毫升,在580nm的波長下讀取吸光光度值,即可推算出生長量。需用試劑做空白對照,用標准樣品做標准曲線。
還原糖測定法:
還原糖通常是指單糖或寡糖,可以被微生物直接利用,通過還原糖的測定可間接反映微生物的生長狀況,常用於大規模工業發酵生產上微生物生長的常規監測。方法是,離心發酵液,取上清液,加入斐林試劑,沸水浴煮沸3分鍾,取出加少許鹽酸酸化,加入Na2S2O3臨近終點時加入澱粉溶液,繼續加Na2S2O3至終點,查表讀出還原糖的含量。
氨基氮的測定:
方法是,離心發酵液,取上清液,加入甲基紅和鹽酸作指示劑,加入0.02N的NaOH調色至顏色剛剛褪去,加入底物18%的中性甲醛,反應數刻,加入0.02N的使之變色,根據NaOH的用量折算出氨基氮的含量。根據培養液中氨基氮的含量,可間接反映微生物的生長狀況。
其他生理物質的測定:
P,DNA,RNA,ATP,NAM(乙醯胞壁酸)等含量以及產酸,產氣,產CO2(用標記葡萄糖做基質),耗氧,黏度,產熱等指標, 都可用於生長量的測定。也可以根據反應前後的基質濃度變化,最終產氣量,微生物活性三方面的測定反映微生物的生長。如我所在BMP-2的發酵生產上,隨時監測溶氧量的變化和酸鹼度的變化,判斷細菌的長勢。
商業化快速微生物檢測法:
微生物的檢測,其發展方向是快速,准確,簡便,自動化,當前很多生物製品公司利用傳統微生物檢測原理,結合不同的檢測方法,設計了形式各異的微生物檢測儀器設備,正逐步廣泛應用於醫學微生物檢測和科學研究領域。例如:
1、抗干擾培養基和微生物數量快速檢測技術結合解決了傳統微生物檢測手段不能解決的難題,為建立一套完整的抗干擾微生物檢測系統奠定了堅實的基礎。中科院廣州分院合作產業處提供的抗干擾微生物培養基,新型生化鑒定管,微生物計數卡,環境質量檢測試劑盒等,可方便的用於多項檢測。
2、BACTOMETER 全自動各類總菌數及快速細菌檢測系統可以數小時內獲得監測結果,樣本顏色及光學特徵都不影響讀數,對酵母和黴菌檢測同樣高度敏感原理是利用電阻抗法(IMPEDANCE TECHNOLOGY)將待測樣本與培養基置於反應試劑盒內,底部有一對不銹鋼電極,測定因微生物生長而產生阻抗改變。如微生物生長時可將培養基中的大分子營養物經代謝轉變為活躍小分子,電阻抗法可測試這種微弱變化,從而比傳統平板法更快速監測微生物的存在及數量。測定項目包括總生菌數,酵母菌,大腸桿菌群,黴菌,乳酸菌,嗜熱菌,革蘭氏陰性菌,金黃色葡萄球菌等。
6. 計算微生物的繁殖數時有哪些常用方法
測定微生物繁殖,一定要計算各個體的數目。
單細胞狀態的細菌和酵母菌--計算各個體的數目
放線菌和黴菌等絲狀生長的微生物--計算其孢子數
1.繁殖數直接計數法
(1)
計數板直接計數法
指採用計數板(細菌計數板或血球計數板),在光學顯微鏡下直接觀察微生
物細胞並進行計數的方法。(計算一定容積里樣品中微生物的數量)
缺點:
不能區分死菌與活菌;
不適於對運動細菌的計數;
需要相對高的細菌濃度;
個體小的細菌在顯微鏡下難以觀察;
(2)染色後活菌計數法
採用特定的染色技術進行活菌染色,然後用光學顯微鏡計數的方法。可分別對活菌和死菌進行計數。
例:美藍染色酵母
活細胞→無色
死細胞→藍色
Eg.
細菌經丫啶橙染色後,在紫外光顯微鏡下可觀察
活細胞→橙色熒光
死細胞→綠色熒光
(3)比例計數法死細胞→藍
將已知顆粒濃度的樣品(例如血液)與待測細胞細胞濃度的樣品混勻後在顯微鏡下根據二者之間的比例直接推算待測微生物細胞濃度。
(4)過濾計數法
當樣品中菌數很低時,可以將一定體積的樣品通過膜過濾器。然後將濾膜乾燥、染色,並經處理使膜透明,再在顯微鏡下計算膜上(或一定面積中)的細菌數。
(5)Coulter
電子計數器
菌體與液體導電性不同,
一個細胞通過小孔,電阻增加,形成一個脈沖。
(6)菌絲長度
平板
U行管
2.繁殖數間接計數法
是一種活菌計數法,這是一種依據活菌在液體培養基中會使其變混或在固體培養基上(內)形成菌落的原理而設計。
最常用的是菌落計數法(colony-counting
methods)。
(1)平板菌落計數法
可用澆注平板(pour
plate)或塗布平板(spread
plate)等方法進行。此法適用於各種好氧菌或厭氧菌。
採用培養平板計數法要求操作熟練、准確,否則難以得到正確的結果。
樣品充分混勻;每支移液管及塗布棒只能接觸一個稀釋度的菌液;
同一稀
釋度三個以上重復,取平均值;
每個平板上的菌落數目合適(30-300),便於准確計
數;
一個菌落可能是多個細胞一起形成,所以在科研中一般用菌落形成單位
(colony
forming
units,
CFU)來表示,而不是直接表示為細胞數。
根據每皿上形成的CFU數乘上稀釋度可推算出菌樣的含菌數。此方法最為常用,
但操作較繁瑣且要求操作者技術熟練--缺點。
國外出現了微型、快速、商品化的用於菌落計數的小型紙片或密封瓊脂板。原
理是利用加在培養基中的活菌指示劑TTC(2,3,5-氯化三苯基四氮唑),它可使
菌落在很微小時就染成易於辨認的玫瑰色。
(2)膜過濾培養菌落計數法
當樣品中菌數很低時,可以將一定體積的湖水、海水或飲用水等樣品通過膜過濾器,然後將將膜轉到相應的培養基上進行培養,對形成的菌落進行統計。
(3)厭氧菌的菌落計數法
一般可用亨蓋特滾管培養法進行。此法設備較復雜,技術難度很高。
簡便快速的半固體深層瓊脂法,可測定雙歧桿菌(bifidobacteria)和乳酸菌
(lactic
acid
bacteria)等厭氧菌活菌數。
原理:
試管中的深層半固體瓊脂有良好的厭氧性能,並利用其凝固前
可作稀釋用,凝固後又可代替瓊脂平板作菌落計數用的良好性能。
兼有省工、省料、省設備和菌落易辯認等優點!
7. 用來測定細菌生長量的直接計數法和間接計數法包含哪些具體的方法
顯微鏡直接計數法和稀釋平板計數法是測定微生物數量的常用方 法。 直接計數法中常用的是顯微鏡直接計數法,這種方法是先將待 測樣品製成懸液,然後取一定量的懸液放在顯微鏡下進行計數(圖1- 3-1)。根據在顯微鏡下觀察到的微生物數目來計算出單位體積內的微 生物總數。直接計數法所需設備簡單,可迅速得到結果,而且在計數 的同時能觀察到所研究微生物的形態特徵,其缺點是難以計數微小的 細菌。這種方法一般適用於純培養懸浮液中各種單細胞菌體的計數。 間接計數法最常用的是稀釋平板計 數法,它是根據微生物的培養特徵而設計 的計數方法。這種方法在樣品中含菌數較 少的情形下,也可以完成計數。 應用稀釋平板計數法計數時,需要 將待測樣品配製成均勻的系列稀釋液,盡 量使樣品中的微生物細胞分散開。再取一 定稀釋度、一定量的稀釋液接種到平板 中,使其均勻分布於平板中的培養基內; 或是將一定量的稀釋液,與溶化後冷卻至 45℃左右的瓊脂培養基混合,傾入無菌培 養皿中,搖勻、靜置待凝。經過培養後, 就由單個微生物生長繁殖形成菌落,這樣 的一個菌落就代表著一個微生物個體。統 計培養基中出現的菌落數,即可推算出檢 測樣品中的活菌數。 FOR EXAMPLE:] 土壤中好氣性細菌的計數 土壤中生活的微生物種類和數量是極其豐富的,這些數量眾多的 微生物對提高土壤肥力有重要作用。因此,測定土壤中的含菌量可以 作為判定土壤肥力的一個重要指標。 材料器具 土壤樣品;牛肉膏蛋白腖瓊脂培養基(附錄二)、無菌水;培養皿、 移液管、天平、錐形瓶、試管、酒精燈、恆溫培養箱、搖床等。 活動程序 1.制備土壤稀釋液 取土壤表層5~10 cm 處的土樣。准確稱取1 g 土樣,放入盛有 99 mL 無菌水的錐形瓶(250 mL,放有小玻璃珠)中,用手或搖床振盪 20 min,即製成102 倍的稀釋液。 用1 mL無菌移液管,吸取10 2倍稀釋液0.5 mL,移入裝有4.5 mL 無菌水的試管中,配製成103 倍稀釋液。 用同樣的方法可製成稀釋倍數為104、105、106 的系列稀釋菌液 (圖1-3-2)。 圖 移液時,要將移液管插入液面,吹吸3 次,每次吸上的液面要高 於前一次,讓菌液混合均勻並減少稀釋中的誤差。每配一個稀釋度要 換用一支移液管。 2.取樣及倒平板 將無菌培養皿編號,依次為104、105、106,每一號碼設置三個 重復。 用無菌移液管三支,分別吸取稀釋倍數為104、105、106的土壤稀釋 液各0.2 mL,注入到相應編號的培養皿中(每個稀釋倍數各三個培養皿)。 將已滅菌牛肉膏蛋白腖瓊脂培養基溶化,待冷卻至45~50 ℃左 右,傾入到無菌培養皿中,每皿約15 mL,輕輕轉動培養皿,使土壤 稀釋液與培養基混合均勻。 3.培養 將上述接種好的平板培養基冷卻後,倒置放入28~30 ℃的恆溫 培養箱中培養24~36 h,直至長出菌落為止。 4. 觀察記錄 將實驗中得到的菌落數填入表1-3-1。 結果分析 1.選取具有合適菌落數的稀釋倍數並計數。 在計算結果時,從接種的3 個稀釋度中選擇一個合適稀釋倍數, 統計出菌落數(圖1-3-3)。選擇的原則是: 過 (1) 細菌、放線菌、酵母菌以每個培養皿內有30~300 個菌落為 宜。黴菌以每個培養皿內有10~100 個菌落為宜。 (2) 同一稀釋倍數各個重復的菌落數相差不太懸殊。 2.將統計出的菌落數按下列公式計算,得出每克樣品菌數。 每克土壤樣品菌數= 某稀釋倍數的菌落平均數×稀釋倍數
8. 高中測定微生物數量的方法
1、計數器測定法:
即用血細胞計數器進行計數。取一定體積的樣品細胞懸液置於血細胞計數器的計數室內,用顯微鏡觀察計數。由於計數室的容積是一定的(O.1mm3),因而根據計數器刻度內的細菌數,可計算樣品中的含菌數。本法簡便易行,可立即得出結果。
本法不僅適於細菌計數,也適用於酵母菌及黴菌孢子計數。
2、電子計數器計數法:
電子計數器的工作原理是測定小孔中液體的電阻變化,小孔僅能通過一個細胞,當一個細胞通過這個小孔時,電阻明顯增加,形成一個脈沖,自動記錄在電子記錄裝置上。
該法測定結果較准確,但它只識別顆粒大小,而不能區分是否為細菌。因此,要求菌懸液中不含任何碎片。
3、活細胞計數法
常用的有平板菌落計數法,是根據每個活的細菌能長出一個菌落的原理設計的。取一定容量的菌懸液,作一系列的倍比稀釋,然後將定量的稀釋液進行平板培養,根據培養出的菌落數,可算出培養物中的活菌數。此法靈敏度高,是一種檢測污染活菌數的方法,也是目前國際上許多國家所採用的方法。使用該法應注意:①一般選取菌落數在30~300之間的平板進行計數,過多或過少均不準確;②為了防止菌落蔓延,影響計數,可在培養基中加入O.001%2,3,5一氯化三苯基四氮唑(TTC);③本法限用於形成菌落的微生物。
廣泛應用於水、牛奶、食物、葯品等各種材料的細菌檢驗,是最常用的活菌計數法。
4、比濁法
比濁法是根據菌懸液的透光量間接地測定細菌的數量。細菌懸浮液的濃度在一定范圍內與透光度成反比,與光密度成正比,所以,可用光電比色計測定菌液,用光密度(OD值)表示樣品菌液濃度。
此法簡便快捷,但只能檢測含有大量細菌的懸浮液,得出相對的細菌數目,對顏色太深的樣品,不能用此法測定。
5、測定細胞重量法
此法分為濕重法和乾重法。濕重法系單位體積培養物經離心後將濕菌體進行稱重;乾重法系單位體積培養物經離心後,以清水洗凈放人乾燥器加熱烘乾,使之失去水分然後稱重。
此法適於菌體濃度較高的樣品,是測定絲狀真菌生長量的一種常用方法。
6、測定細胞總氮量或總碳量
氮、碳是細胞的主要成分,含量較穩定,測定氮、碳的含量可以推知細胞的質量。此法適於細胞濃度較高的樣品。
7、顏色改變單位法(colour change unit,簡稱CCU)
這種方法通常用於很小,用一般的比濁法無法計數的微生物,比如支原體等,因為支原體的液體培養物是完全透明的,呈現為清亮透明紅色,因此無法用比濁法來計數,由於支原體固體培養很困難,用cfu法也不容易計數,因此需要用特殊的計數方法,即CCU法。它是以微生物在培養基中的代謝活力為指標,來計數微生物的相對含量的,下面以解脲脲原體為例,簡單介紹其操作:
(1).取12隻無菌試管,每一管裝1.8ml解脲脲原體培養基。
(2).在第一管加入0.2ml待測解脲脲原體菌液,充分混勻,從中吸取0.2ml加入第二管,依次類推,10倍梯度稀釋,一直到最末一管
(3).於37度培養,以培養基顏色改變的最末一管作為待測菌液的CCU,也就是支原體的最大代謝活力,比如第六管出現顏色改變,他的相對濃度就是10的6次方CCU/ml.
一般來說,比濁法和菌落計數法就可以滿足絕大多數細菌的計數,但是對支原體這樣比較特殊的微生物,用CCU法比較合適。
測定微生物生長的方法很多,各種方法均有其優缺點,也不是在任何情況下都適用。在微生物學工作中一般常用的是平皿菌落計數法、計數器法和比濁法。至於哪種方法比較適合你,得根據你的具體條件而定。
9. 微生物復習-微生物的生長繁殖及其控制
第五章 微生物的生長繁殖及其控制
重點:細菌生長曲線的定義、各時期的特點、應用及生產指導意義。控制微生物生長繁殖及控制微生物生長的條件及原理。
微生物在適宜的環境條件下,不斷地吸收營養物質,並按照自己的代謝方式進行代謝活動,如果同化作用大於異化作用,則細胞質的量不斷增加,體積得以加大,於是表現為生長。簡單地說,生長就是有機體的細胞組分(constituent)與結構在量方面的增加。單細胞微生物如細菌,生長往往伴隨著細胞數目的增加。當細胞增長到一定程度時,就以二分裂方式,形式兩個基本相的子細胞,子細胞又重復以上過程。在單細胞微生物中,由於細胞分裂而引起的個體數目的增加,稱為繁殖。在多細胞微生物中,如某些黴菌,細胞數目的增加如不伴隨著個體數目的增加,只能叫生長,不能叫繁殖。例如菌絲細胞的不斷延長或分裂產生同類細胞均屬生長,只有通過形成無性孢子或有性孢子使得個體數目增加的過程才叫做繁殖。
在一般情況下,當環境條件適合,生長與繁殖始終是交替進行的。從生長到繁殖是一個由量變到質變的過程,這個過程就是發育。
微生物處於一定的物理、化學條件下,生長、發育正常,繁殖速率也高;如果某一或某些環境條件發生改變,並超出了生物可以適應的范圍時,就會對機體產生抑制乃至殺滅作用。
第一節細菌純培養的群體生長規律
大多數細菌的繁殖速度都很快。大腸桿菌的適宜條件下,每20分鍾左右便可分裂一次,如果始終保持這樣的繁殖速度,一個細菌48個小時內,其子代總重量可達2.2×10 31克,這是一個巨大的數字。然而,實際情況是不可能的。那麼,細菌的群體生長規律到底怎樣呢?
一、細菌純培養的群體生長規律(詳細講解,讓學生理解並掌握)
將少量單細胞純培養接種到一恆定容積的新鮮液體培養基中,在適宜的條件下培養,定時取樣測定細菌含量,可以看到以下現象:開始有一短暫時間,細菌數量並不增加,隨之細菌數目增加很快,繼而細菌數又趨穩定,最後逐漸下降。如果以培養時間為橫坐標,以細菌數目的對數或生長速度為縱坐標作圖,可以得到如圖6-6的曲線,稱為繁殖曲線,對單細胞微生物而言,雖然生長和繁殖是兩個不同的概念,但由於在測定方法上,多以細菌數增加(即繁殖)作為生長指標,它們的繁殖也可視為群體的生長,所以,繁新的適宜的環境中生長繁殖直至衰老死亡全過程的動態變化。根據細菌生長繁殖速率的不同,可將生長曲線大致分為延遲期、對數期、調整期或滯留適應期。
(一)延遲期 處於延遲期細菌細胞的特點可概括為8個字:分裂遲緩、代謝活躍。細胞體積增長較快,尤其是長軸,例如巨大芽孢桿菌,在延遲期末,細胞平均長度比剛接種時大6倍以上;細胞中RNA含量增高,原生質嗜鹼性加強;對不良環境條件較敏感,對氧的吸收、二氧化碳的釋放以及脫氨作用也很強,同時容易產生各種誘導酶等。這些都說明細胞處於活躍生長中,只是細胞分裂延遲。在此階段後期,少數細胞開始分裂,曲線略有上升。
延遲期出現的原因,可能是為了調整代謝。當細胞接種到新的環境(如從固體培養接種至液體培養基)後,需要重新合成必需量的酶、輔酶或某些中間代謝產物,以適應新的環境。
延遲期的長短與菌種的遺傳性、菌齡以及移種前後所處的環境條件等因素有關,短的只需幾分鍾,長的可達幾小時。因此,深入了解延遲期產生的原因,採取縮短延遲期的措施,在發酵工業上具有十分重要的意義。在生產實踐中,通常採取的措施有增加接種量,在種子培養中加入發酵培養基的某些營養成分,採用最適種齡(即處於對數期的菌種)的健壯菌種接種以及選用繁殖快的菌種等措施,以縮短延遲期,加速發酵周期,提高設備利用率。
在延遲期末,每個細胞已開始分裂,但並非所有的機體都同時結束這一時期,所以細菌數逐漸增加,曲線稍有上升,直至這一階段結束,進入下一階段。
(二) 對數期(log phase) 對數期又稱指數期(exponential phase)。在此期中,細胞代謝活性最強,組成新細胞物質最快,所有分裂形成的新細胞都生活旺盛。這一階段的突出特點是細菌數以幾何級數增加,代時穩定,細菌數目的增加與原生質總量的增加,與菌液混濁度的增加均呈正相關性。這時,細菌純培養的生長速率也就是群體生長的速率,可用代時(generation time)表示。所謂代時,即單個細胞完成一次分裂所需的時間,亦即增加一代所需的時間(也叫增代時間或世代時間)。在此階段,由於代時穩定,因此,只要知道了對數期中任何兩個時間的菌數,就可求出細菌的代時。
不同的細菌,其對數期的代時不同,同一種細菌,由於培養基組成和物理條件的影響,如培養溫度、培養基pH、營養物的性質等,代時也不相同。但是,在一定條件下,各種菌的代時又是相對穩定的,多數種為20-30分鍾,有的長達33小時,而有的繁殖極快,增代時間只9.8分左右。表6-4示不同細菌的代時。
處於對數期的微生物,其個體形態、化學組成和生理特性等均較一致,代謝旺盛,生長迅速,代時穩定,所以是研究基本代謝的良好材料,也是發酵生產的良好種子,如果用作菌種,往往延遲期很短以至檢查不出,這樣可在短時間內得到大量微生物,以縮短發酵周期。
(三) 穩定期(stationary phase) 又稱恆定期或最高生長期。處於穩定期的微生物,新增殖的細胞數與老細胞的死亡數幾乎相等,整個培養物中二者處於動態平衡,此時生長速度,又逐漸趨向零。
在一定容積的培養基中,細菌為什麼不能按對數期的高速率無限生長呢?這是由於對數期細菌活躍生長引起周圍環境條件條件發生了一系列變化,某些營養物質消耗,有害代謝產物的積累,以及諸如pH、氧化還原電位、溫度等的改變,限制了菌體細胞繼續以高速度進行生長和分裂。
此階段初期,細菌分裂的間隔時間開始延長,曲線上升逐漸緩慢。隨後,部分細胞停止分裂,少數細胞開始死亡,致使細胞的新生與死亡速率處於動態平衡。這時培養物中細胞總數達到最高水平,接著死亡細胞數大大超過新增殖細胞數,曲線出現下降趨勢。
穩定期的細胞內開始積累貯藏物,如肝糖、異染顆粒、脂肪粒等,大多數芽孢細菌也在此階段形成芽孢。如果為了獲得大量菌體,就應在此階段收獲,因這時細胞總數量最高;這一時期也是發酵過程積累代謝產物的重要階段,某些放線菌抗生素的大量形成也在此時期。
從上可以看出,穩定期的微生物,在數量上的達到了最高水平,產物的積累也達到了高峰,此時,菌體的總產量與所消耗的營養物質之間存在著一定關系,這種關系,生產上稱為產量常數,可用下式表示:
γ=菌體總生長量/消耗營養物質總量
式中γ值的大小可說明該種細菌同化效率的高低。根據這一原理,可用適當的微生物作為指示,對維生素、氨基酸或核苷酸等進行定量的生物測定。穩定期的長短與菌種和外界環境條件有關。生產上常常通過補料、調節pH、調整溫度等措施,延長穩定期,以積累更多的代謝產物。
(四) 衰亡期(decline hpase) 穩定期後如再繼續培養,細菌死亡率逐漸增加,以致死亡數大大超過新生數,群體中活菌數目急劇下降,出現了"負生長",此階段叫衰亡期。其中有一段時間,活菌數換幾何級數下降,故有人稱之為"對數死亡階段"。這一階段的細胞,有的開始自溶,產生或釋放出一些產物,如氨基酸、轉化酶、外肽酶或抗生素等。菌體細胞也呈現多種形態,有時產生畸形,細胞大小懸殊,有的細胞內多液泡,革蘭氏染色反應的陽性菌變成陰性反應等。在學習細菌生長曲線的有關知識時,應注意各生長期之間的過渡階段。從圖6-6可以看到培養物是逐步地從一個生長期進入到下了個生長期的。也就是說,並不是所有細胞在接近某一生長期的末尾時均處於完全相同的生理狀態,因此,在細菌生長的整個周期,細菌數和培養時間,若以線性關系表示,往往是一條緩慢上升以後又逐漸下降的曲線,而不是一個階段分明的直線。
認識和掌握細菌生長曲線,不僅對指導發酵生產具有很大作用,而且對科學研究也是十分必要的。例如,為了得到研究材料,往往少不了要預計一細胞群體生長到一定數量水平需要多長時間,這就必須計算生長速率和代時。另外,正確認識正常生長曲線的完整意思也很重要,在某個生長時期細胞年幼而代謝活躍,哪個時期細胞老化並瀕於死亡,因不同生長期的細胞在結構和生理上可能有很大差別,了解了這些,就能根據需要進取樣和收獲。同時,在不同的生長期里理化因子對微生物的影響了可能不同。一般來說,對數生長期的細胞較為一致,因此常用於研究細胞的新陳代謝。
二、微生物生長的測定(詳細講解,讓學生理解)
微生物特別是單細胞微生物,體積很小,個體的生長很難測定,而且也沒有什麼實際應用價值。因此,測定它們的生長不是依據細胞個體的大小,而是測定群體的增加量,即群體的生長。例如用直接或間接的方法測定群體的增加量;或測定群體的原生質量;或測定細胞中某些生理活性的變化等。就一般單細胞微生物而言,尤其在對數生長期,像細菌的生長量與細菌的數目之間完成是一種正比例關系。因此,某些情況下,細菌的數目就表示了它的生長量。測定生長量的方法很多,概括起來有以下幾種。
(一) 直接計數法(又稱全數法)
1. 塗片染色法 將已知體積的待測材料,均勻地塗布在載玻片的已知面積上,經固定染色後,在顯微鏡下計算染色塗片上的細菌數。一般在載玻片一平方厘米的面積上,均勻塗布0.01毫升樣品。很顯然,在顯微鏡下要觀察整個塗布區域是較困難的,因此,人們常常任意選擇幾個乃至十幾個視野來計算細胞的數量。如果藉助鏡台測微尺測得視野的直徑,就可計算了。視野的面積(面積=πr2,r為視野的半徑),然後用一平方厘米內的視野數乘以每個視野中的細胞平均數,再乘以100(因只用了0.01毫升樣品塗布),就等於每毫升菌液的細胞數。其計算公式如下:
每毫升原菌液含菌數=視野中的平均菌數×1cm 2/視野面積×100×稀釋倍數
2.計數器測定法 用特製的細菌計數器或血球計數器進行計數。取一定容積稀釋的單細胞微生物懸液置於計數器載玻片與蓋玻片之間的計數室內。由於計數室的容積是己知的(總面積為1平方毫米,高0.1毫米),並有一定刻度。因此,可根據計數器刻度內的細菌數,計算出樣品中的含菌數。
根據計數器小格數目的不同,可概括成兩個換算公式:
(1) 16個中格×25個小格的計數器:每毫升原菌液含菌數=100小格內菌數100×400×10,000×稀釋倍數
(2) 25個中格×16個小格的計數器:每毫升原菌液含菌數=小格內菌數80×400×10:000×稀釋倍數
上述兩種計數器有一個共同特點,即每一個大方格均由16×25=400個小方格組成,故可將上面兩個公式歸納成一個通式:
每毫升原菌液含菌數=每小格平均菌數×4,000,000×稀釋倍數
3.比例計數法 將待測的細菌懸液與等體積血液混合後塗片,在顯微鏡下可以測得細菌數與紅細胞數的比例。由於每毫升血液中紅細胞數是已知的,如正常的男性每立方毫米血液中約含400-500萬個,女性約為350-450萬個。這樣,通過細菌數與紅細胞數的比例,就可計算出每毫升樣品中的細菌數。如果測定空氣和水中的微生物時,由於含菌數低,需將一定體積的樣品通過特製的濾器進行濃縮。
上述三種方法都屬於顯微鏡直接計數法。這些方法雖然較麻煩,但在許多有關微生物生長的研究工作中卻很重要。然而也有一定的局限性,主要表現在:死、活細胞不易區分;小的細胞很難在顯微鏡下觀察,有一些細胞可能被遺漏;濃度太低的細胞懸液也不能使用此法,可以計數的最低的群體細胞數與細胞大小有關,就大多靈敏細菌而言,群體數必須每毫升懸液中含菌10 6個以上;精確性也較差。
4.電子自動計數器計數法 電子計數器的工作原理,就是測定一個小孔中液體的電阻變化。
電子自動計數器具有一個特製的有孔玻璃薄膜,當定量的細胞懸液中的菌體高速地通過小孔時,由於懸液與菌體的導電性不同,使得小孔的電導下降,電阻強率明顯增加,並形成一個脈沖,自動記錄在電子記錄尺標裝置上。這樣,一份已知體知的含有待測細胞的菌懸液,讓其通過這一小孔,每當一個細胞通過時就就產一個脈沖被記錄下來。此設備可以高速測定菌數,而且結果也較精確。但是電子計數器不能區別其他顆粒,因此,菌懸液中應無其他碎片。
5.比濁法 這是測定懸液中細胞數的快速方法。其原理是懸液中細胞濃度與混濁度成正比,與透光度成反比。菌體是不透光的,光速通過菌懸液時則會引起光的散射或吸收,從而降低透光量。細菌越多,透光量越低。因此,測定菌懸液的光密度或透光度可以反映細胞的濃度。而光密度或透光度又可借光電池精確地測得。然後將未知細胞數的懸液與已知細胞數的懸
液相比,可以從已知懸液的稀釋倍數,求出未知懸液所含的細胞數。此法比較簡便。但使用時必須注意:樣品顏色不宜太深;樣品中不要混雜其他物質,否則不能使用;同時菌懸液濃度必須在10 7/毫升以上才能顯示可信的混濁度。
(二) 間接計數法(又叫活菌計數法)
直接計數法測定的是死、活細胞總數。在多數情況下,人們所關心的是計算活菌數。間接計數法是基於每個分散的有機體在適宜的培養基中具有生長繁殖的能力,並且一個活細胞能形成一個菌藩。因此,菌落數就是待測樣品的含的活菌數。此法所得的數值往往比直接法測定的數字小。
1.平皿菌落計數法 像稀釋平皿分離法一樣,先將待測菌液作一系列10倍稀釋,使平皿上長出的菌落數在30-300個之間。然後將最後三個稀釋度的稀釋液各取一定量(一般為0.2毫升)與融化並冷至45℃左右的瓊脂培養基一起,傾入無菌平皿中搖勻,靜置,待凝固後進行保溫培養,通過平皿上出現的菌落數,便可推算出原菌液含菌數。計算公式:
總活菌數/毫升=同一稀釋度三次重復的菌落平均數×稀釋倍數×5
此法由於個人掌握程度的不同,結果常不穩定。其成敗關鍵在於應使樣品充分均勻,而且每個稀釋度的菌液應各用一支無菌吸管,以減少吸管壁因存在油脂等物粘上細菌而影響計數的精確度(否則,有時誤差高達15%左右)。為克服這一弱點,近年來有人對此法作了改進。他們認為,對原菌液濃度為10-9/毫升的微生物來說,如果第一次稀釋採用10-4�級(即用毛細吸管吸菌液10微升至100毫升的無菌水中),第二次稀釋則採用10-2�級(即吸1毫升上述稀釋菌液於100毫升無菌水中),然後再吸0.2毫升此菌液進行平皿菌落計數(採用表面塗布法),其結果較為精確可靠(圖6-4)。
平皿菌落計數法是教學、生產、科研中最常見的一種活菌計數法。它不僅適用於多種材料,而且,即使樣品中含菌數量極少也可以測出。常用於測定水、土壤、牛奶、食品及其他材料中的活菌數。必須注意的是:並非所有生活有機體都要在實驗條件下或實驗期間內生長並形成菌落,如果在待測樣品中含有不同生理類型的有機體時更是如此。此外,意外的損傷也可導致菌數減少,例如有些細菌,可能在稀釋和傾倒平皿等過程中遭到損傷,造成人為的誤差。處於融化狀態的瓊脂培養基溫度較高,某些易受熱力影響的微生物往往不能存活;加之人們無法看出產生菌落細胞,因而不能絕對肯定一個菌落僅來源於一個細胞,以致造成實驗誤差。
2.稀釋法 獎待測樣品作一系列稀釋,一直稀釋到該稀釋液的少量(如1毫升)接種到新鮮培養基中沒有或極少出現生長繁殖。根據沒有生長的最低稀釋度與出現生長的最高稀釋度(即臨界級數),再用"或然率"理論,可以計算出樣品單位體積中細菌數的近似值。具體的說,菌液經多次稀釋後,一定量菌液中可以極少甚至無菌,然後將待測液於液體培養基中,按十倍稀釋度作一系列稀釋,每個稀釋度取3-5次重復,培養後,將有細胞生長的最的三個稀釋度中的出現細菌生長的管數作為數量指示,由統計分配表(表6-2)上查出近似值,再乘以數量指標第一位數的稀釋倍數,即為原菌液中的含菌數。例如:某一細菌在稀釋法中的生長情況如下:
根據上述結果,其數量指標為"541",查統計分配表得近似值為17。然後乘以第一位數的稀釋倍數(10-5的稀釋倍數為100,000)。那麼,原菌液中的活菌數=17×100,000=10 5。即每毫升原菌液中含活菌數為1,700,000個。統計分配表根據重復次數不同分為三次重復測數統計表,四次重復測數統計表和五次重復測數統計表(又稱五管最或然數表)。
在實踐中,通常以五管重復為一個組,故這里僅列出了五次重復測數統計表。只要知道了數量指標,就可查知近似值。
例1 經巴斯德消毒的牛奶樣品作10 0、10-1、10-2稀釋,每個稀釋度作五管重復,每個重復管中加入1ml小份樣品接種,培養後,100五管均出現生長10-1有三管生長,而10-2�沒有生長,其數量指標為530,從表6-2查出近似值是7.9,則每毫升牛奶含活菌為:7.9×10個。
例2 牛奶樣品作10-3、10-4、10-5稀釋,同上法各取五個1毫升小份稀釋的樣口接種,經培養,10-3有四管生長,10-4有兩管生長,而10-5沒有生長。其數量指標為420。從表6-2查出近似值是2.2,由於數量指標的第一位數的稀釋倍數是1,000,故每毫升牛奶中含活菌為:2.2×10 3個。此方法只有因某種原因不能使用瓊脂平皿菌落計數時才採用。
從前面可看出,活菌計數法盡管有一定的局限性,但它卻能提供其他方法不能獲得的資料,所以在食品、奶品、醫學及衛生微生物學中經常採用。為了消除上述方法的復雜性,現在不論是培養基、培養條件或是稀釋方法、計算方法,以及結果分析和解釋等方面,通過多年的實踐,都制訂了嚴格的標准。
如果測定量大而且含菌濃度很低樣品(如空氣、水等)中的活菌數時,則應將待測樣品通過微孔薄膜(如硝化纖維素薄)過濾濃庥,再與膜一起放到培養基或浸透了培養液的支持物表面培養,然後根據菌藩數推知樣品含菌數。
(三) 測定細胞物質量
1.測定細胞總含氮量來確定細菌濃度 蛋白質是細胞的主要物質,含量比較穩定,而氮又是蛋白質的重要組成。其方法要點:從一定量培養物中分離出細菌,洗滌,以除去培養基帶入的含氮物質。再用凱氏定氮法法測定總含氮量,以表示原生質含量的多少。一般細菌的含氮量約為原生質乾重的14%。而總氮量與細胞蛋白質總含量的關系可用下式計算:
蛋白質總量=含氮量%×6.25
此法只適用於細胞濃度較高的樣品,同時操作過程也較麻煩,故主要用於科學研究。
2.DNA含量測定法 利用DNA與DABA-2HCl(即新配製的20%W/W,3,5-二氨基苯甲酸-鹽酸溶液)能顯示特殊熒光反應的原理而設計的。將一定容積培養物的菌懸液,通過熒光反應強度,求得DNA的含量,可以直接反映所含細胞物質的量。同時還可根據DNA含量計算出細菌的數量。因為每個細菌平均含DNA8.4×10-5納克。
3.測定細胞乾重法 單位體積培養物中,細胞的乾重可用來表示菌體的生長量。將單位體積培養液中的菌體,以清水洗凈,然後放入乾燥器內加熱或減壓乾燥。其菌體乾重可直接用精密儀器測定。一般來說,細菌的乾重約為濕重的20-25%,即1毫克干菌體=4-5毫克濕菌體=4-5×10 9個菌體。此法較為直接而又可靠,主要用於調查研究。但只適用於菌體濃度較高的樣品,而且要求樣品中不含非菌體的干物質。
4.基他生理指標測定法 微生物新陳代謝的結果,必然要消耗或產生一定量的物質,以表示微生物的生長量。一般生長旺盛時消耗的物質就多,或者積累的某種代謝產物也多。例如通過測定微生物對氧的吸收、發酵糖產酸量、或測定谷氨酸在氨基脫羧酶作用下產生CO2的多少來推知細菌生長情況。這是一種間接方法。使用時必須注意:作為生長指標的那些生理活動項目,應不受外界其他因素的影響或干擾。
可以看出,每種方法都各有優點和局限性。只有在考慮了這些因素同要著手解決的問題之間的關系以後,才能對具體的方法進行選擇。正如前面說過的,平皿菌落計數法是微生物學中應用最多的常規方法,掌握這一方法的原理和實際操作,很有必要。但此法在理論上僅能反映活細胞數。另外,當用兩種不同的方法測量細菌的生長量時,其結果不一致是完全可能的,例如對靜止期培養物進行顯微鏡計數時比平皿菌落計數法所得的數字高得多,因前者包括所有的活細胞與死細胞。而後者只能反映出活細胞數。
測定微生物生長量,在理論研究和實際應用中都十分重要。當我們要對細菌在不同培養基中或不同條件下的生長情況進行評價或解釋時,就必須用量的術語來表示生長。例如,可以通過細菌生長的快慢來判斷某一條件是否適合。生長快的條件,最終的細胞總收獲量可能沒有另一些條件下的收獲量大。在另一些條件下,生長速率雖然較低,但它卻可在一段較長的時間內不斷增加。這種情況可用釁6-5表示。這是同一種菌在兩種不同的培養基上生長情況的比較。這種菌在兩種培養里都能生長。假如在A時測量生長,可以斷定在培養基Ⅱ里生長快;若在B時測量,則在兩種培養基上都生長得很好;可是在C時測量,卻在培養基Ⅰ里生長好些。據此,我們就可以根據需要進行選擇了。如果培養目的是要機體生長得早而快,就選用培養基Ⅱ;如果是要得到大量的細胞,就應選用培養基Ⅰ。因此,只有具備了有關生長的定量方面的知識,才能在實際應用中作用正確的選擇,以利科研和生產。
三、連續培養(詳細講解,讓學生理解並掌握)
將微生物置於一定容積的培養基中,經過培養生長,最後一次收獲,此稱分批培養(batch culture)。通過對細菌純培養的生長曲線的分析可知,在分批培養中,培養基一次加入,不予補充,不再更換。隨著微生物的活躍生長,培養基中營養物質逐漸消耗,有害代謝產物不斷積累,細菌的對數生長期不可長時間維持。如果在培養器中不斷補充新鮮營養物質,並及時不斷地以同樣速度排出培養物(包括菌體及代謝產物),理論上講,對數生長期就可無限延長。只要培養液的流支量能使分裂繁殖增加的新菌數相當於流出的老菌數,就可保證培養器中總菌量基本不變。50年代出現的連續培養(continuous cultivation)技術就是據此原理而設計的,這種方法就叫連續培養法。連續培養方法的出現,不僅可隨時為微生物的研究工作提供一定生理狀態的實驗材料,而且可提高發酵工業的生產效益和自動化水平。此法已成為當前發酵工業的發展方向。
最簡單的連續發酵裝置包括:培養室、無菌培養基容器以及可自動調節流速(培養基流入,培養物流出)的控制系統,必要時還裝有通氣、攪拌設備。連續培養裝置的一個主要參數是稀釋率(D),它的定義為:D=FV=流動速率容積。控制連續培養的方法主要有兩種:
10. 微生物的傳統檢測方法有哪些
傳統檢測有三種方法
1、直接顯微鏡觀察,正常情況,在一定的培養條件下(相同的培養基、溫度以及培養時間),同種微生物表現出穩定的菌落特徵。可以通過顯微鏡觀察菌落特徵對微生物種類進行判斷。
2、選擇培養基培養微生物或人為提供有利於目的菌株生長的條件,選擇培養基,其作用是允許特定種類的微生物生長,同時抑制或阻止其他微生物生長。選擇培養一般是通過觀察微生物的同化作用類型或某一特徵進行間接判斷,得到的微生物往往並不只有一種,但是能夠大致確定這些微生物存在的共有特徵從而對其分類。
3、鑒別培養基,根據微生物的代謝特點,在培養基中加入某種指示劑或化學葯品。與選擇培養相比,鑒別培養基的鑒別所得結果的范圍比較小,一般可直接測定某微生物的種類。