微生物的檢測方法其實(shí)有很多種,可能我們熟悉的有計(jì)量法,計(jì)數(shù)法,當(dāng)然還有其他協(xié)議方法我們就不太清楚了,今天上海恩計(jì)為大家總結(jié)了全部的微生物檢測方法
微生物的檢測,無論在理論研究還是在生產(chǎn)實(shí)踐中都具有重要的意義,本文對(duì)生長量測定法、微生物計(jì)數(shù)法、生理指標(biāo)法和商業(yè)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(biāo)的二十余種常用的檢測方法,簡要介紹了這些方法的原理,應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。
1. 微生物計(jì)量法
1.1 體積測量法
又稱測菌絲濃度法,通過測定一定體積培養(yǎng)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(yǎng)液(如10 mL)放在有刻度的離心管中,設(shè)定一定的離心時(shí)間(如5 min)和轉(zhuǎn)速(如5000 rpm),離心后,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(guī)模工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)上微生物生長的一個(gè)重要監(jiān)測指標(biāo)。這種方法比較粗放,簡便,快速,但需要設(shè)定一致的處理?xiàng)l件,否則偏差很大,由于離心沉淀物中夾雜有一些固體營養(yǎng)物,結(jié)果會(huì)有一定偏差。
1.2 稱干重法
可用離心或過濾法測定。一般干重為濕重的10~20%。在離心法中,將一定體積待測培養(yǎng)液倒入離心管中,設(shè)定一定的離心時(shí)間和轉(zhuǎn)速,進(jìn)行離心,并用清水離心洗滌1~5次,進(jìn)行干燥。干燥可用烘箱在105 ℃或100 ℃下烘干,或采用紅外線烘干,也可在80 ℃或40 ℃下真空干燥,干燥后稱重。如用過濾法,絲狀真菌可用濾紙過濾,細(xì)菌可用醋酸纖維膜等濾膜過濾,過濾后用少量水洗滌,在40 ℃下進(jìn)行真空干燥。稱干重發(fā)法較為煩瑣,通常獲取的微生物產(chǎn)品為菌體時(shí),常采用這種方法,如活性干酵母(Activity Dry Yeast, ADY),一些以微生物菌體為活性物質(zhì)的飼料和肥料。
1.3 比濁法
微生物的生長引起培養(yǎng)物混濁度的增高。通過紫外分光光度計(jì)測定一定波長下的吸光值,判斷微生物的生長狀況。對(duì)某一培養(yǎng)物內(nèi)的菌體生長作定時(shí)跟蹤時(shí),可采用一種特制的有側(cè)臂的三角燒瓶。將側(cè)臂插入光電比色計(jì)的比色座孔中,即可隨時(shí)測定其生長情況,而不必取菌液。該法主要用于發(fā)酵工業(yè)菌體生長監(jiān)測。如使用UNICO公司的紫外-可見分光光度計(jì),在波長600 nm處用比色管定時(shí)測定發(fā)酵液的吸光光度值OD600,以此監(jiān)控E.coli的生長及誘導(dǎo)時(shí)間。
1.4 菌絲長度測量法
對(duì)于絲狀真菌和一些放線菌,可以在培養(yǎng)基上測定一定時(shí)間內(nèi)菌絲生長的長度,或是利用一只一端開口并帶有刻度的細(xì)玻璃管,到入合適的培養(yǎng)基,臥放,在開口的一端接種微生物,一段時(shí)間后記錄其菌絲生長長度,借此衡量絲狀微生物的生長。
2. 微生物計(jì)數(shù)法
2.1 血球計(jì)數(shù)板法
血球計(jì)數(shù)板是一種有特別結(jié)構(gòu)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(gè)平臺(tái),兩嵴的表比兩平臺(tái)的表面高0.1 mm,每個(gè)平臺(tái)上刻有不同規(guī)格的格網(wǎng),中央0.1 mm2面積上刻有400個(gè)小方格。通過油鏡觀察,統(tǒng)計(jì)一定大格內(nèi)微生物的數(shù)量,即可算出1 mL菌液中所含的菌體數(shù)。這種方法簡便,直觀,快捷,但只適宜于單細(xì)胞狀態(tài)的微生物或絲狀微生物所產(chǎn)生的孢子進(jìn)行計(jì)數(shù),并且所得結(jié)果是包括死細(xì)胞在內(nèi)的總菌數(shù)。
2.2 染色計(jì)數(shù)法
為了彌補(bǔ)一些微生物在油鏡下不易觀察計(jì)數(shù),而直接用血球計(jì)數(shù)板法又無法區(qū)分死細(xì)胞和活細(xì)胞的不足,人們發(fā)明了染色計(jì)數(shù)法。借助不同的染料對(duì)菌體進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜旧?,可以更方便的在顯微鏡下進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)。如酵母活細(xì)胞計(jì)數(shù)可用美藍(lán)染色液,染色后在顯微鏡下觀察,活細(xì)胞為無色,而死細(xì)胞為藍(lán)色。
2.3 比例計(jì)數(shù)法
將已知顆粒(如霉菌孢子或紅細(xì)胞)濃度的液體與一待測細(xì)胞濃度的菌液按一定比例均勻混合,在顯微鏡視野中數(shù)出各自的數(shù)目,即可得未知菌液的細(xì)胞濃度。這種計(jì)數(shù)方法比較粗放。并且需要配制已知顆粒濃度的懸液做標(biāo)準(zhǔn)。
2.4 液體稀釋法
對(duì)未知菌樣做連續(xù)十倍系列稀釋,根據(jù)估計(jì)數(shù),從最適宜的三個(gè)連續(xù)的10倍稀釋液中各取5 mL試樣,接種1 mL到3組共15只裝培養(yǎng)液的試管中,經(jīng)培養(yǎng)后記錄每個(gè)稀釋度出現(xiàn)生長的試管數(shù),然后查最大或然數(shù)表MPN(Most Probable Number)得出菌樣的含菌數(shù),根據(jù)樣品稀釋倍數(shù)計(jì)算出活菌含量。該法常用于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。
2.5 平板菌落計(jì)數(shù)法
這是一種最常用的活菌計(jì)數(shù)法。將待測菌液進(jìn)行梯度稀釋,取一定體積的稀釋菌液與合適的固體培養(yǎng)基在凝固前均勻混合,或?qū)⒕和坎加谝涯痰墓腆w培養(yǎng)基平板上。保溫培養(yǎng)后,用平板上出現(xiàn)的菌落數(shù)乘以菌液稀釋度,即可算出原菌液的含菌數(shù)。一般以直徑9 cm的平板上出現(xiàn)50~500個(gè)菌落為宜。但方法比較麻煩,操作者需有熟練的技術(shù)。平板菌落計(jì)數(shù)法不僅可以得出菌液中活菌的含菌數(shù),而且同時(shí)將菌液中的細(xì)菌進(jìn)行了一次分離培養(yǎng),獲得了單克隆。
2.6 試劑紙
在平板計(jì)數(shù)法的基礎(chǔ)上,發(fā)展了小型商品化產(chǎn)品以供快速計(jì)數(shù)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(yǎng)基,其中加入活性指示劑2, 3, 5-氯化三苯基四氮唑(TTC,無色)待蘸取測試菌液后置密封包裝袋中培養(yǎng)。短期培養(yǎng)后在濾紙上出現(xiàn)一定密度的玫瑰色微小菌落與標(biāo)準(zhǔn)紙色板上圖譜比較即可估算出樣品的含菌量。試劑紙法計(jì)數(shù)快捷準(zhǔn)確,相比而言避免了平板計(jì)數(shù)法的人為操作誤差。
2.7 膜過濾法
用特殊的濾膜過濾一定體積的含菌樣品,經(jīng)丫叮橙染色,在紫外顯微鏡下觀察細(xì)胞的熒光,活細(xì)胞會(huì)發(fā)橙色熒光,而死細(xì)胞則發(fā)綠色熒光。
3. 間接測定法
微生物的生長伴隨著一系列生理指標(biāo)發(fā)生變化,例如酸堿度,發(fā)酵液中的含氮量,含糖量,產(chǎn)氣量等,與生長量相平行的生理指標(biāo)很多,它們可作為生長測定的相對(duì)值。因此可利用生理指標(biāo)等間接參數(shù)來測定生物量。
3.1 測定含氮量
大多數(shù)細(xì)菌的含氮量為干重的12.5%,酵母為7.5%,霉菌為6.0%。根據(jù)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氣流中加熱后產(chǎn)生氮?dú)猓占诤粑?jì)中,用KOH吸去CO2后即可測出N2的量。
3.2 測定含碳量
將少量(干重0.2~2.0 mg)生物材料混入1 mL水或無機(jī)緩沖液中,用2 mL 2%的K2Cr2O7溶液在100 ℃下加熱30分鐘后冷卻。加水稀釋至5 mL,在580 nm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(duì)照,用標(biāo)準(zhǔn)樣品做標(biāo)準(zhǔn)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,常用于大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)上微生物生長的常規(guī)監(jiān)測。方法是,離心發(fā)酵液,取上清液,加入斐林試劑,沸水浴煮沸3分鐘,取出加少許鹽酸酸化,加入Na2S2O3臨近終點(diǎn)時(shí)加入淀粉溶液,繼續(xù)加Na2S2O3至終點(diǎn),查表讀出還原糖的含量。
3.4 氨基氮的測定
離心發(fā)酵液,取上清液,加入甲基紅和鹽酸作指示劑,加入0.02 mol/L的NaOH調(diào)色至顏色剛剛褪去,加入底物18%的中性甲醛,反應(yīng)數(shù)刻,加入0.02 mol/L的使之變色,根據(jù)NaOH的用量折算出氨基氮的含量。根據(jù)培養(yǎng)液中氨基氮的含量,可間接反映微生物的生長狀況。
3.5 其他生理物質(zhì)的測定
P,DNA,RNA,ATP,NAM(乙酰胞壁酸)等含量以及產(chǎn)酸,產(chǎn)氣,產(chǎn)CO2(用標(biāo)記葡萄糖做基質(zhì)),耗氧,黏度,產(chǎn)熱等指標(biāo),都可用于生長量的測定。也可以根據(jù)反應(yīng)前后的基質(zhì)濃度變化,最終產(chǎn)氣量,微生物活性三方面的測定反映微生物的生長。如在BMP-2的發(fā)酵生產(chǎn)上,隨時(shí)監(jiān)測溶氧量的變化和酸堿度的變化,判斷細(xì)菌的長勢。
4. 商業(yè)化快速微生物檢測法
微生物的檢測,其發(fā)展方向是快速,準(zhǔn)確,簡便,自動(dòng)化,當(dāng)前很多生物制品公司利用傳統(tǒng)微生物檢測原理,結(jié)合不同的檢測方法,設(shè)計(jì)了形式各異的微生物檢測儀器設(shè)備,正逐步廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)微生物檢測和科學(xué)研究領(lǐng)域。例如:
4.1 試劑盒,培養(yǎng)基等手段
抗干擾培養(yǎng)基和微生物數(shù)量快速檢測技術(shù)結(jié)合解決了傳統(tǒng)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(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如:抗干擾微生物培養(yǎng)基,新型生化鑒定管,微生物計(jì)數(shù)卡,環(huán)境質(zhì)量檢測試劑盒等,可方便的用于多項(xiàng)檢測。
4.2 借助新型先進(jìn)儀器
BACTOMETER全自動(dòng)各類總菌數(shù)及快速細(xì)菌檢測系統(tǒng)可以數(shù)小時(shí)內(nèi)獲得監(jiān)測結(jié)果,樣本顏色及光學(xué)特征都不影響讀數(shù),對(duì)酵母和霉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(yǎng)基置于反應(yīng)試劑盒內(nèi),底部有一對(duì)不銹鋼電極,測定因微生物生長而產(chǎn)生阻抗改變。如微生物生長時(shí)可將培養(yǎng)基中的大分子營養(yǎng)物經(jīng)代謝轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S小分子,電阻抗法可測試這種微弱變化,從而比傳統(tǒng)平板法更快速監(jiān)測微生物的存在及數(shù)量。測定項(xiàng)目包括總生菌數(shù),酵母菌,大腸桿菌群,霉菌,乳酸菌,嗜熱菌,革蘭氏陰性菌,金黃色葡萄球菌等。
微生物OD值是反映菌體生長狀態(tài)的一個(gè)指標(biāo),OD是Optical Density(光密度)的縮寫,表示被檢測物吸收掉的光密度。通常400~700 nm 都是微生物測定的范圍,需要紫外分光光度計(jì)測最大吸收波長。用得最多的是:505 nm測菌絲菌體、560 nm測酵母、600 nm測細(xì)菌。用測OD方法畫微生物生長曲線時(shí),同一株菌的起始培養(yǎng)濃度可以準(zhǔn)備多管(根據(jù)檢測點(diǎn)的需要,如需檢測10個(gè)點(diǎn),就準(zhǔn)備10管),然后每個(gè)點(diǎn)取一管出來測OD值就行了。
一般測菌體密度的OD的波長范圍是580 nm-660 nm,如枯草芽孢桿菌用600 nm,已經(jīng)屬于可見光區(qū)(200 nm~400 nm為紫外光區(qū),400 nm~800 nm為可見光區(qū))??瞻兹缬盟?,需要離心洗滌菌體;空白如用不接種的培養(yǎng)基做就不需要洗滌,但是不接種的培養(yǎng)基要和接種的同時(shí)培養(yǎng)以求條件一致,最后注意一般OD值在控制在0.1~0.4最好,在這個(gè)區(qū)內(nèi)的值就可靠,如果OD大于1.0,一般要稀釋后再測,因?yàn)镺D太大,分光光度計(jì)的靈敏度就會(huì)顯著降低。
一般都測吸光值,而且最好是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,保持發(fā)酵液或菌體的稀釋倍數(shù)一致,吸光值與稀釋倍數(shù)不一定成正比,可保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)有可比性。且取值的時(shí)候要連續(xù)讀數(shù),重復(fù)3次的數(shù)最好。
另,用分光光度計(jì)測微生物的OD值為什么要把波長設(shè)為600 nm
這個(gè)波長其實(shí)只是針對(duì)濁度,而分光光度計(jì)在600 nm處對(duì)濁度的反應(yīng)比較靈敏。測吸收峰的實(shí)際意義并不大,比如LB搖瓶培養(yǎng)過夜的大腸桿菌,其實(shí)在400多納米處的吸收最大,但那很可能是培養(yǎng)液的吸收峰。
以上就是我們?yōu)榇蠹铱偨Y(jié)的所以的微生物檢測方法,非常詳細(xì),希望對(duì)大家有用。