微生物检测基础知识

发布时间:2019-09-03    浏览次数:191

微生物检测涉及多行业和领域,在实验室检测中有着重要的地位,今天和大家一起对微生物检测中的一些基础操作进行汇总和梳理! 

接种

将微生物接到适于它生长繁殖的人工培养基上或活的生物体内的过程叫做接种。

接种和分离工具

微生物接种分离工具

1. 接种针 2.接种环 3.接种钩 4.5.玻璃涂棒 6.接种圈 7.接种锄 8.小解剖刀

用的接种方法有以下几种:

1、划线接种 

这是最常用的接种方法。即在固体培养基表面作来回直线形的移动,就可达到接种的作用。常用的接种工具有接种环,接种针等。在斜面接种和平板划线中就常用此法。

微生物划线接种

2、三点接种

在研究霉菌形态时常用此法。此法即把少量的微生物接种在平板表面上,成等边三角形的三点,让它各自独立形成菌落后,来观察、研究它们的形态。除三点外,也有一点或多点进行接种的。

3、穿刺接种

在保藏厌氧菌种或研究微生物的动力时常采用此法。做穿刺接种时,用的接种工具是接种针。用的培养基一般是半固体培养基。它的做法是:用接种针蘸取少量的菌种,沿半固体培养基中心向管底作直线穿刺,如某细菌具有鞭毛而能运动,则在穿刺线周围能够生长。

微生物穿刺接种

穿刺接种的两种方法:垂直法和水平法

4、浇混接种

该法是将待接的微生物先放入培养皿中,然后再倒入冷却至45℃左右的固体培养基,迅速轻轻摇匀,这样菌液就达到稀释的目的。待平板凝固之后,置合适温度下培养,就可长出单个的微生物菌落。

5、涂布接种

与浇混接种略有不同,就是先倒好平板,让其凝固,然后再将菌液倒入平板上面,迅速用涂布棒在表面作来回左右的涂布,让菌液均匀分布,就可长出单个的微生物的菌落。

微生物涂布接种

6、液体接种

从固体培养基中将菌洗下,倒入液体培养基中,或者从液体培养物中,用移液管将菌液接至液体培养基中,或从液体培养物中将菌液移至固体培养基中,都可称为液体接种。

微生物液体接种

7、注射接种

该法是用注射的方法将待接的微生物转接至活的生物体内,如人或其它动物中,常见的疫苗预防接种,就是用注射接种,接入人体,来预防某些疾病。

8、活体接种

活体接种是专门用于培养病毒或其它病原微生物的一种方法,因为病毒必须接种于活的生物体内才能生长繁殖。所用的活体可以是整个动物;也可以是某个离体活组织,例如猴肾等;也可以是发育的鸡胚。接种的方式是注射,也可以是拌料喂养。

注:有所接种必须无菌操作 培养基经高压灭菌后,用经过灭菌的工具(如接种针和吸管等)在无菌条件下接种含菌材料(如样品、菌苔或菌悬液等)于培养基上,这个过程叫做无菌接种操作。在实验室检验中的各种接种必须是无菌操作。

(1) 接种灭菌 (2)开启棉塞 (3)管口灭菌 (4)挑起菌苔 (5)接种 (6)塞好棉塞。

分离纯化

含有一种以上的微生物培养物称为混和培养物(mixed culture)。如果在一个菌落中所有细胞均来自于一个亲代细胞,那么这个菌落称为纯培养(pureculture)。在进行菌种鉴定时,所用的微生物一般均要求为纯的培养物。得到纯培养的过程称为分离纯化,方法有许多种。

1、倾注平板法 首先把微生物悬液通过一系列稀释,取一定量的稀释液与熔化好的保持在40-50℃左右的营养琼脂培养基充分混合,然后把这混合液倾注到无菌的培养皿中,待凝固之后,把这平板倒置在恒箱中培养。单一细胞经过多次增殖后形成一个菌落,取单个菌落制成悬液,重复上述步骤数次,便可得到纯培养物。

微生物检测

2、涂布平板法 首先把微生物悬液通过适当的稀释,取一定量的稀释液放在无菌的已经凝固的营养琼脂平板上,然后用无菌的玻璃刮刀把稀释液均匀地涂布在培养基表面上,经恒温培养便可以得到单个菌落。

微生物检测

3、平板划线法 最简单的分离微生物的方法是平板划线法。用无菌的接种环取培养物少许在平板上进行划线。划线的方法很多,常见的比较容易出现单个菌落的划线方法有斜线法、曲线法、方格法、放射法、四格法等。当接种环在培养基表面上往后移动时,接种环上的菌液逐渐稀释,最后在所划的线上分散着单个细胞,经培养,每一个细胞长成一个菌落。

微生物检测

4、富集培养法 富集培养法的方法和原理非常简单。我们可以创造一些条件只让所需的微生物生长,在这些条件下,所需要的微生物能有效地与其他微生物进行竞争,在生长能力方面远远超过其他微生物。如果要分离一些专性寄生菌,就必须把样品接种到相应敏感宿主细胞群体中,使其大量生长。通过多次重复移种便可以得到纯的寄生菌。

5、厌氧法 在实验室中,为了分离某些厌氧菌,可以利用装有原培养基的试管作为培养容器,把这支试管放在沸水0浴中加热数分钟,以便逐出培养基中的溶解氧。然后快速冷却,并进行接种。接种后,加入无菌的石蜡于培养基表面,使培养基与空气隔绝。另一种方法是,在接种后,利用n2或co2取代培养基中的气体,然后在火焰上把试管口密封。有时为了更有效地分离某些厌氧菌,可以把所分离的样品接种于培养基上,然后再把培养皿放在完全密封的厌氧培养装置中。

6、单细胞(或单孢子)分离法 是采取显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养。较大的微生物,可采用毛细管提取单个个体。个体相对较小的微生物,需采用显微操作仪,在显微镜下用毛细管或显微针、钩、环等挑取单个微生物细胞或孢子以获得纯培养。单细胞分离法对操作技术有比较高的要求。

培养

1、根据培养时是否需要氧气,可分为好氧培养和厌氧培养两大类。 好氧培养:也称“好气培养”。就是说这种微生物在培养时,需要有氧气加入,否则就不能生长良好。在实验室中,斜面培养是通过棉花塞从外界获得无菌的空气。三角烧瓶液体培养多数是通过摇床振荡,使外界的空气源源不断地进入瓶中。 厌氧培养:也称“厌气培养”。这类微生物在培养时,不需要氧气参加。在厌氧微生物的培养过程中,最重要的一点就是要除去培养基中的氧气。

2、根据培养基的物理状态,可分为固体培养和液体培养两大类。 固质培养:是将菌种接至疏松而富有营养的固体培养基中,在合适的条件下进行微生物培养的方法。 液体培养:在实验中,通过液体培养可以使微生物迅速繁殖,获得大量的培养物,在一定条件下,还是微生物选择增菌的有效方法。

常规鉴定技术

微生物鉴定

(一)形态结构和培养特性观察 

1、微生物的形态结构观察主要是通过染色,在显微镜下对其形状、大小、排列方式、细胞结构(包括细胞壁、细胞膜、细胞核、鞭毛、芽孢等)及染色特性进行观察,直观地了解细菌在形态结构上特性,根据不同微生物在形态结构上的不同达到区别、鉴定微生物的目的。 

2、细菌细胞在固体培养基表面形成的细胞群体叫菌落(colony)。不同微生物在某种培养基中生长繁殖,所形成的菌落特征有很大差异,而同一种的细菌在一定条件下,培养特征却有一定稳定性。以此可以对不同微生物加以区别鉴定。因此,微生物培养特性的观察也是微生物检验鉴别中的一项重要内容。

(二)生理生化试验 

微生物生化反应:指用化学反应来测定微生物的代谢产物,生化反应常用来鉴别一些在形态和其它方面不易区别的微生物。因此微生物生化反应是微生物分类鉴定中的重要依据之一。 

微生物检验中常用的生化反应有: 

1、糖酵解试验 不同微生物分解利用糖类的能力有很大差异,或能利用或不能利用,能利用者,或产气或不产气。可用指示剂及发酵管检验。 2、淀粉水解试验 某些细菌可以产生分解淀粉的酶,把淀粉水解为麦芽糖或葡萄糖。淀粉水解后,遇碘不再变蓝色。 

3、v-p试验 某些细菌在葡萄糖蛋白胨水培养基中能分解葡萄糖产生丙酮酸,丙酮酸缩合,脱羧成乙酰甲基甲醇,后者在强碱环境下,被空气中氧氧化为二乙酰,二乙酰与蛋白胨中的胍基生成红色化合物,称v-p(+)反应。 

4、甲基红(methyl red)试验 肠杆菌科各菌属都能发酵葡萄糖,在分解葡萄糖过程中产生丙酮酸,进一步分解中,由于糖代谢的途径不同,可产生乳酸,琥珀酸、醋酸和甲酸等大量酸性产物,可使培养基ph值下降至ph4.5以下,使甲基红指示剂变红。 

5、靛基质(imdole)试验 某些细菌能分解蛋白胨中的色氨酸,生成吲哚。吲哚的存在可用显色反应表现出来。吲哚与对二甲基氨基苯醛结合,形成玫瑰吲哚,为红色化合物。 

6、硝酸盐(nitrate)还原试验 有些细菌具有还原硝酸盐的能力,可将硝酸盐还原为亚硝酸盐、氨或氮气等。亚硝酸盐的存在可用硝酸试剂检验。 

7、明胶(gelatin)液化试验 有些细菌具有明胶酶(亦称类蛋白水解酶),能将明胶先水解为多肽,又进一步水解为氨基酸,失去凝胶性质而液化。 

8、尿素酶(urease)试验 有些细菌能产生尿素酶,将尿素分解、产生2个分子的氨,使培养基变为碱性,酚红呈粉红色。尿素酶不是诱导酶,因为不论底物尿素是否存在,细菌均能合成此酶。其活性最适ph为7.0。 

9、氧化酶(oxidase)试验 氧化酶亦即细胞色素氧化酶,为细胞色素呼吸酶系统的终末呼吸酶,氧化酶先使细胞色素c氧化,然后此氧化型细胞色素c再使对苯二胺氧化,产生颜色反应。 

10、硫化氢(H2S)试验 有些细菌可分解培养基中含硫氨基酸或含硫化合物,而产生硫化氢气体,硫化氢遇铅盐或低铁盐可生成黑色沉淀物。

11、三糖铁(TSI)琼脂试验 本试验可同时观察乳糖和蔗糖发酵产酸或产酸产气(变黄);产生硫化氢(变黑)。葡萄糖被分解产酸可使斜面先变黄,但因量少,生成的少量酸,因接触空气而氧化,加之细菌利用培养基中含氮物质,生成碱性产物,故使斜面后来又变红,底部由于是在厌氧状态下,酸类不被氧化,所以仍保持黄色。 

12、硫化氢-靛基质-动力(sim)琼脂试验 以接种针挑取菌落或纯养物穿刺接种约1/2深度,置36±1℃培养18~24h,观察结果。培养物呈现黑色为硫化氢阳性,混浊或沿穿刺线向外生长为有动力,然后加Kovacs氏试剂数滴于培养表面,静置10min,若试剂呈红色为靛基质阳性。培养基未接种的下部,可作为对照。本试验用于肠杆菌科细菌初步生化筛选,与三糖铁琼脂等联合使用可显著提高筛选功效。

(三)化学成分分析

微生物鉴定

微生物保存

基本原理是在挑选优良纯培养物并使其处于休眠状态基础上,人为地创造一个有利于休眠的环境,使其长期保存后仍能保持菌种原有的优良特性。基本措施是低温、真空、干燥。 

保藏方法: 

1、定期移植法 亦称传代培养保藏法,指将菌种接种于适宜的斜面培养基上,最适条件下培养,完成培养于4∼6℃进行保存并间隔一定时间(3-6个月)进行移植培养的一种短期菌种保藏方法。 

2、液体石蜡法 指将菌种接种在适宜的斜面培养基上,最适条件下培养好后注入灭菌的液体石蜡,使其覆盖整个斜面,再直立放置于低温(4∼6℃)干燥处进行保存的一种菌种保藏方法。 

3、真空冷冻干燥法 指将保藏的菌种细胞或孢子悬浮于保护剂中,经预冻后在真空条件下使水分升华,再经真空封存后保存的一种长期菌种保存方法。

4、-80℃低温冻结法 将菌种悬浮于保护剂中,在-80℃冰箱中冻结保存的一种长期菌种保藏方法。

微生物保存

5、液氮超低温冻结法 指悬浮于保护剂中的菌种经程控降温后,移置于-196℃的液氮或-150℃左右的液氮气相中保存的一种长期菌种保藏方法。

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