微生物分離培養全攻略
微生物的分離,說白了就是把你想要的那株菌從一大堆"烏合之眾"里單獨挑出來。這是微生物實驗最基礎、也最考驗手感的操作。
常用的微生物分離培養方法主要三種:劃線分離法、涂布平板法和傾注平板法。后兩種還能順手把菌數算出來。今天我們把這三種方法從原理到操作技巧一次講透,爭取幫你從實驗室小白一路進階到分離培養老手。
一、劃線分離法
1. 原理
思路很樸素:用接種環在固體培養基表面把菌"越劃越稀",稀到某些位置只剩下單個細胞,培養出來就能長成一個個獨立的單菌落。你追求的不是"劃得滿不滿",而是單菌落多不多、干不干凈——后續挑單克隆、做保藏、做鑒定全靠它。
2. 操作步驟
(1) 取菌種: 取出菌種,如果是冷凍菌種,使其解凍、復蘇,恢復到可培養狀態。如果是甘油管,外壁用75%酒精擦干凈,等酒精完全揮發后再開蓋。開蓋和操作盡量靠近酒精燈火焰一側,別在臺面中間慢慢擰。
(2) 接種環滅菌: 這一步不要省,直接燒到發紅——要燒紅!要燒紅!要燒紅! 燒不紅殺菌不徹底,污染來的時候你還以為是"菌長得雜"。
(3) 冷卻: 燒完別急著蘸菌。最實用的判斷方法:把接種環在平板內側邊緣或不會用到的區域輕點一下,培養基不融化就說明溫度差不多了;一點就化,繼續在火焰旁晾幾秒。
(4) 蘸取菌種: 甘油管口在酒精燈火焰上略微過一下(別烤糊),用冷卻好的接種環蘸取一環菌種。
(5) 劃線: 平板蓋子只掀開一條縫,開口朝酒精燈。第一段在一側連續劃3–4道,把菌先鋪開;接種環再燒紅、冷卻后,從第一段末端"帶一點點"到第二段,再劃3–4道;同樣方法做第三段。菌濃度高的可以加到第四段,具體幾段看菌液濃度和菌種類型。
(6) 標記: 在平板底部邊緣寫清菌名、日期和操作者信息。
(7) 培養: 倒置放入恒溫培養箱。
(8) 保存: 培養完成后轉存4℃冰箱備用。
3. 操作技巧
甘油管別反復凍融。 取一次盡量用完或分裝,來回凍會讓活性掉得明顯,后面怎么劃都像"沒長"。
提前判斷菌濃度。 如果你發現第一段就糊成一片,別硬劃到底。回頭先評估濃度:翻翻實驗記錄、顯微鏡看個大概,或者測一下吸光度,心里有數再決定劃幾段。有三種方法可以參考——查記錄、鏡檢粗估、測OD值,根據條件選一個就行。
學會"掃尾"。 想讓末端更容易出單菌落,可以在最后一段順手拉幾條長線,別在一個小區域里來回蹭。尾巴越干凈,單菌落越漂亮。
不過說實話,實際操作中很少有人嚴格掃尾——有時候根本看不清尾部在哪,直接在附近空白區域劃線,效果也不差。
一定寫清標記。 這話聽著像廢話,但實驗室里"忘了標""標錯了"的慘案比你想象的多。
4. 注意事項
除樣品外,所有操作必須在無菌環境下進行,打掃衛生和消毒時做好個人防護。 正確使用酒精燈,避免著火。全程在酒精燈旁操作。 實驗結束把無關物品從超凈工作臺取出,該滅菌的滅菌后再處理,防止交叉污染。 操作過程中盡量減少人員流動,避免手部接觸平板邊緣。 真遇到酒精燈引燃的小意外,濕抹布覆蓋悶滅就行,別端著火跑。
二、涂布平板法
涂布平板法好用的地方在于:它既能把混在一起的微生物"拆開"長成單菌落,也能順手把數量算出來。前提是你得先把樣品稀釋到"能數得清"的程度。
1. 原理
樣品經過一系列10倍梯度稀釋后,取一定量涂布到固體培養基表面,經適宜條件培養后形成單菌落。既能獲得純培養物,也能進行平板計數。
2. 操作步驟
梯度稀釋:
(1) 稱量: 準確稱取待測樣品1 g或量取1 mL。
(2) 稀釋: 放入裝有99 mL無菌生理鹽水(加小玻璃珠)的250 mL三角瓶中,記錄。
(3) 搖勻: 上搖床振蕩30 min,讓微生物細胞充分分散,靜置20–30 s,得到10?2稀釋液。
(4) 繼續稀釋: 用1 mL無菌移液器吸取上述稀釋液1 mL,移入裝有9 mL無菌水的試管中,吹吸3次混勻,得到10?3稀釋液。換一支槍頭,同樣操作得到10??……以此類推,做到10??、10??、10??等。
很多人翻車不在涂布,而在稀釋——每一次取樣前都要把管子或瓶子搖勻、吹吸混勻,別嫌麻煩。沒混勻的話,你以為自己在做10倍稀釋,實際是在做"隨緣稀釋",后面平板長成什么樣完全看運氣。粉末、顆粒樣品更要舍得用玻璃珠,振蕩或充分搖動,讓附著在顆粒表面的菌被"洗"下來,不然局部一坨,計數也不準。
涂布平板:
(1) 標記: 事先在無菌平板上標好10??、10??、10??,每個梯度設三個重復。
(2) 涂布: 用無菌移液器分別吸取對應稀釋液0.1 mL加到平板表面,用無菌涂布棒輕壓貼著培養基表面推開,可以畫"8"字或轉盤式,目標只有一個:薄、勻、別劃破瓊脂。每個稀釋度換一根涂布棒,用完灼燒滅菌。槍頭也勤換,避免把10??的菌帶到10??里,白稀釋了。
(3) 靜置: 涂完別急著倒置。先把平板平放靜置10分鐘,讓液滴滲進培養基;直接倒置的話,液體容易流到一側,菌落分布會很難看。
(4) 培養: 倒置放入恒溫培養箱。
(5) 計數: 長出菌落后即可計數。
(6) 保存: 單菌落平板4℃保存備用。
3. 計數原則
挑菌落數在30–300的平板,既不至于太少誤差大,也不會太多擠在一起數不清。
只有一個稀釋度落在這個范圍,就用"平均菌落數 ÷ 0.1 mL × 稀釋倍數"換算成原樣品濃度。 如果有兩個相鄰稀釋度都合格,比較兩者菌落總數之比:比值小于2,取兩者平均值;比值大于2,取較小的菌落總數。
4. 操作技巧
前幾個稀釋梯度適當放大倍數, 尤其是第一個梯度。這樣不容易丟失目標菌,也能更好地溶解樣品。
利用顯微鏡粗略估測。 并不是每個樣品都需要稀釋到10??,根據樣品中微生物的數量來定。
平板表面水分很影響手感。 太濕容易推成"水膜"甚至長菌苔,建議提前一兩天倒平板或適當晾干到"表面無明水、摸起來還有點潤"的狀態。耗材本身穩定——移液器刻度準、涂布棒成型好——也能明顯降低人為誤差和污染率。
5. 注意事項
涂布力度大小適宜,不要劃破培養基表面。 發現平板上水太多,處理后再使用。 寫清標記,老生常談但永遠有人栽。 實驗完畢灼燒涂布器,避免交叉污染。
三、傾注平板法
1. 原理
稀釋好的菌液不再涂在表面,而是直接和"還沒凝固的瓊脂培養基"混在一起再倒進培養皿里。菌體被封在培養基的不同深度,培養后上下都會長菌落,所以它更像一個計數工具,用來估算樣品里微生物的數量很順手。但也正因為菌落有一部分埋在膠里,后續想把每個單菌落都挑出來做純化,會比涂布法麻煩。
2. 操作步驟
梯度稀釋:
同涂布平板法。
傾注平板:
(1) 制備培養基: 固體培養基高壓滅菌后放在恒溫水浴鍋中保溫備用。別丟在臺面上等它"自然冷卻",很容易出現瓶口先結一圈、里面還很燙的尷尬,倒出來全是小凝塊。
(2) 標記: 在無菌培養皿上標好10??、10??、10??,每個梯度三個重復。
(3) 傾注: 培養基冷卻至合適溫度后,用無菌移液器吸取對應稀釋液0.1 mL加入培養皿中,再倒入融化的培養基,輕輕混勻。也可以先把稀釋液加入培養基中混勻再倒入培養皿,根據你的習慣來。
(4) 凝固與培養: 平放于超凈臺上靜置至凝固,然后倒置放入恒溫培養箱培養。
(5) 計數: 長出單菌落后計數,計數原則同涂布平板法。
3. 操作技巧
溫度把控是傾注法最容易翻車的點。 太熱會把菌"燙沒了",太冷又混不勻、倒不平。實驗室里有個很實用的土辦法:用手背貼一下瓶身,手心不燙、手背覺得燙,基本就是50℃上下,這個區間通常比較安全。不同菌種耐受不一樣,但一般40℃左右培養基就會開始凝固,別拖太久。
混勻別用力搖。 沿著培養皿壁畫圈晃動幾下就夠,讓菌液和瓊脂融合就停。氣泡一多,菌落被泡泡"切碎",后面數到懷疑人生。
離心管代替長試管。 想讓稀釋更省事,可以用離心管來做梯度稀釋,上下顛倒更容易混勻。但不管用什么容器,全程無菌別松懈。
水浴鍋里的培養基要隔一會兒輕輕搖一搖, 防止局部先凝固。
無菌水用生理鹽水, 保護細胞完整性。
為了涂布均勻平整, 有時候需要事先在培養皿底部倒一薄層培養基打底,也就是"雙層平板"的做法。
4. 注意事項
全程無菌環境操作。 發現平板上水太多,處理后再使用。 寫清標記。 實驗完畢灼燒涂布器,避免交叉污染。
四、涂布平板法和傾注平板法怎么選?
兩種方法前半段幾乎一樣——都得先把樣品做梯度稀釋,把"擠在一起"的細胞盡量拆開。拉開差距的是后半程。
涂布法: 平板先凝固好,你再把稀釋液點到表面用涂布棒推開。菌落基本都長在表面,挑起來干凈利落,后續做純化、保藏、復篩都很方便,而且不需要糾結培養基溫度。代價是手上功夫要穩——涂不勻就容易一邊密一邊稀,甚至被涂出"菌苔",計數跟著翻車。
傾注法: 稀釋液和還沒凝固的培養基混勻后一起倒進培養皿。少了涂布這一步,均勻性往往更好,新手也不容易因為手抖把平板劃傷。但它對溫度更挑剔,而且菌落有一部分長在培養基內部——計數沒問題,想完整挑出來就不太友好。
簡單選法:要挑單菌落選涂布,要計數省心選傾注。
分離培養技術看似簡單,實則暗藏玄機。每一次劃線的力度、每一個溫度的感知,都需要在反復實踐中打磨。


