雙歧桿菌的分離培養(yǎng)及鑒定
發(fā)布時(shí)間：
2022-12-27
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雙歧桿菌的分離、培養(yǎng)及鑒定
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
掌握厭氧菌的分離、培養(yǎng)及活菌計(jì)數(shù)的一般方法.觀察雙歧桿菌的形態(tài)特征并了解雙歧桿菌的生長(zhǎng)特性.了解雙歧桿菌鑒定的一般方法.
基本原理
厭氧微生物在自然界分布廣泛,種類繁多,其生理作用日益受到人們的重視.雙歧桿菌是專性厭氧菌,對(duì)氧氣非常敏感,因此,雙歧桿菌的分離、培養(yǎng)及活菌計(jì)數(shù)的關(guān)鍵是提供無氧和低氧化還原電勢(shì)的培養(yǎng)環(huán)境.
雙歧桿菌的最適生長(zhǎng)溫度37至41,最低生長(zhǎng)溫度25至28,最高43至45.初始最適pH 6.5至7.0,在pH4.5至5.0或pH 8.0至8.5不生長(zhǎng).其細(xì)胞呈現(xiàn)多樣形態(tài),有短桿較規(guī)則形、纖細(xì)桿狀具有尖細(xì)末端形、球形、長(zhǎng)桿彎曲形、分枝或分叉形、棍棒狀或匙形.單個(gè)或鏈狀、V形、柵欄狀排列,或聚集成星狀.革蘭氏陽(yáng)性,不抗酸,不形成芽孢,不運(yùn)動(dòng).雙歧桿菌的菌落光滑、凸圓、邊緣完整、乳脂至白色、閃光并具有柔軟的質(zhì)地.雙歧桿菌是人體內(nèi)的正常生理性細(xì)菌,定殖于腸道內(nèi),是腸道的優(yōu)勢(shì)菌群,占嬰兒消化道菌叢的92%.該菌與人體終生相伴,其數(shù)量的多少與人體健康密切相關(guān),是目前公認(rèn)的一類對(duì)機(jī)體健康有促進(jìn)作用的代表性有益菌.該菌可以在腸粘膜表面形成一個(gè)生理性屏障,從而抵御傷寒沙門氏菌、致瀉性大腸桿菌,痢疾志賀氏菌等病原菌的侵襲,保持機(jī)體腸道內(nèi)正常的微生態(tài)平衡;能激活巨噬細(xì)胞的活性,增強(qiáng)機(jī)體細(xì)胞的免疫力;能合成B族維生素、煙酸和葉酸等多種維生素;能控制內(nèi)毒素血癥和防治便秘,預(yù)防貧血和佝僂病;可降低亞硝胺等致癌物前體的形成,有防癌和抗癌作用;能拮抗自由基、羥自由基及脂質(zhì)過氧化,具有抗衰老功能.
雙歧桿菌的培養(yǎng)方法很多,如厭氧箱法、厭氧袋法、厭氧罐法.這些方法都需要特定的除氧措施,操作步驟多,較繁瑣.本實(shí)驗(yàn)介紹的是一種簡(jiǎn)便的試管培養(yǎng)法:亨蓋特厭氧滾管技術(shù),亨蓋特厭氧滾管技術(shù)是美國(guó)微生物學(xué)家亨蓋特于1950年首次提出并應(yīng)用于瘤胃厭氧微生物研究的一種厭氧培養(yǎng)技術(shù) .以后這項(xiàng)技術(shù)又經(jīng)歷了幾十年的不斷改進(jìn),從而使亨蓋特厭氧技術(shù)日趨完善,并逐漸發(fā)展成為研究厭氧微生物的一套完整技術(shù),而且多年來的實(shí)踐已經(jīng)證明它是研究嚴(yán)格、專性厭氧菌的一種極為有效的技術(shù).該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：預(yù)還原培養(yǎng)基制好后,可隨時(shí)取用進(jìn)行試驗(yàn);任何時(shí)間觀察或檢查試管內(nèi)的菌都不會(huì)干擾厭氧條件.
目前,雙歧桿菌鑒定的方法有很多種.近年來興起的一種新的RAPD等分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)雙歧桿菌進(jìn)行基因指紋圖譜的構(gòu)建,分析不同雙歧桿菌種間存在的同源性和多態(tài)性;RAPD技術(shù)也可用于雙歧桿菌菌種鑒定及分型.一般來講,我們都應(yīng)用適合鑒定所有厭氧菌的方法,主要包括雙歧桿菌特定酶的檢測(cè)、乙酸、乳酸等有機(jī)酸的測(cè)定、糖發(fā)酵試驗(yàn)和其他相關(guān)指標(biāo)等.
實(shí)驗(yàn)用具
高純氮?dú)鈪捬豕?注射器 培養(yǎng)箱冰塊 水浴鍋鑷子 記號(hào)筆 MRS培養(yǎng)基細(xì)菌生化微量鑒定管 酒精棉球 瓷盤振蕩器 銅柱除氧系統(tǒng) 定量加樣器 恒溫水浴 載玻片 顯微鏡 恒溫培養(yǎng)箱 超聲波破碎儀 濾紙 層析缸 酒精燈 封口膜 厭氧罐 等.
實(shí)驗(yàn)方法與步驟
銅柱系統(tǒng)除氧
銅柱是一個(gè)內(nèi)部裝有銅絲或銅屑的硬質(zhì)玻璃管.此管的大小為40至400mm,兩端被加工成漏斗狀,外壁繞有加熱帶,并與變壓器相連來控制電壓和穩(wěn)定銅柱的溫度.銅柱兩端連接膠管,一端連接氣鋼瓶,另一端連接出氣管口.由于從氣鋼瓶出來的氣體如N2、CO2 和H2等都含有微量O2,故當(dāng)這些氣體通過溫度約360的銅柱時(shí),銅和氣體中的微量O2化合生成CuO,銅柱則由明亮的黃色變?yōu)楹谏?當(dāng)向氧化狀的銅柱通入H2時(shí),H2與CuO中的氧就結(jié)合形成H2O,而CuO又被還原成了銅,銅柱則又呈現(xiàn)明亮的黃色.此銅柱可以反復(fù)的使用,并不斷起到除氧的目的.當(dāng)然H2源也可以由氫氣發(fā)生器產(chǎn)生.
預(yù)還原培養(yǎng)基及稀釋液的制備
制作預(yù)還原培養(yǎng)基及稀釋液時(shí),先將配置好的培養(yǎng)基和稀釋液煮沸驅(qū)氧,而后用半定量加樣器趁熱分裝到螺口厭氧試管中,一般瓊脂培養(yǎng)基裝4.5至5.0毫升,稀釋液裝9毫升,并插入通N2氣的長(zhǎng)針頭以排除O2.此時(shí)可以清楚的看到培養(yǎng)基內(nèi)加入的氧化還原指示劑—刃天青由藍(lán)到紅最后變成無色,說明試管內(nèi)已成為無氧狀態(tài),然后蓋上螺口的丁烯膠塞及螺蓋,滅菌備用.
分離
編號(hào)，取五支無菌水試管,分別用記號(hào)筆標(biāo)明10-1、10-2……10-5.
稀釋
在無菌條件下,用無菌注射器吸取1毫升混合均勻的液體樣品,加入裝有預(yù)還原生理鹽水的厭氧試管中,用震蕩器將其混合均勻,制成10-1稀釋液.用無菌注射器吸取1毫升10-1稀釋液至另一裝有9毫升生理鹽水的厭氧試管中,制成10-2稀釋液.依此進(jìn)行10倍系列稀釋,至10-7,制成不同樣品稀釋液.通常選10-5、10-6、10-7三個(gè)稀釋度進(jìn)行滾管計(jì)數(shù).
滾管分離
滾管
將無氧無菌的瓊脂培養(yǎng)基在沸水浴中溶化,置46-50恒溫的水浴中,待用,用無菌注射器吸取10-4、10-5、10-6三個(gè)稀釋度各0 .1毫升,分別注入待用的試管中,然后將其平放于盛有冰水的瓷盤中迅速滾動(dòng),帶菌的溶化瓊脂在試管內(nèi)壁會(huì)即刻形成凝固層.
分離
生成的菌落需挑取出來,鏡檢其形態(tài)及純度.如尚未獲得純培養(yǎng)物,需再次稀釋滾管,并再次挑取菌落,直至獲得純培養(yǎng)物為止.待挑取的單菌落預(yù)先在放大鏡下觀察確定,做好標(biāo)記.然后將培養(yǎng)基試管固定于適當(dāng)?shù)闹Ъ苌?打開試管膠塞,同時(shí)迅速將氣流適當(dāng)、火焰滅過菌的氮?dú)忾L(zhǎng)針頭插入管內(nèi).同時(shí),另一液體厭氧管去掉膠塞插入另一滅過菌的通氣針頭.將準(zhǔn)備好的彎頭毛細(xì)管小心插入固體培養(yǎng)基內(nèi),找準(zhǔn)待挑菌落,輕輕吸取,轉(zhuǎn)移至液體試管內(nèi),加塞.37培養(yǎng).培養(yǎng)24h或待培養(yǎng)液混濁后檢查已分離培養(yǎng)物的純度.
計(jì)數(shù)并鏡檢
計(jì)數(shù)
液體純培養(yǎng)物經(jīng)系列稀釋后,按上述滾管法培養(yǎng).然后對(duì)固體滾管計(jì)數(shù),計(jì)算每克或每毫升樣品中含有的雙歧桿菌數(shù)量.公式如下：
雙歧桿菌數(shù)量cfu/g(毫升)樣品=0.1毫升滾管計(jì)數(shù)的實(shí)際平均值×10×稀釋倍數(shù)
鏡檢
挑取特征性菌落制片,革蘭氏染色后鏡檢,觀察菌體形態(tài).
菌種鑒定
雙歧桿菌特定酶的檢測(cè)
利用果糖-6-磷酸鹽對(duì)分離得到的菌種進(jìn)行果糖-6-磷酸鹽磷酸酮酶(F6PPK)的測(cè)定,初步確定菌種是否為雙歧桿菌屬.F6PPK測(cè)定的操作如下：
將從樣品中分離出的雙歧桿菌培養(yǎng)于厭氧液體改良MRS培養(yǎng)基中37生長(zhǎng)24h.
將菌液4400rpm離心10分鐘,收集菌體,緩沖液洗滌2次,最后溶于約4 毫升緩沖液中,制成細(xì)菌懸液.
緩沖液
現(xiàn)用現(xiàn)配.取0.05M Na2HPO4 31.5 毫升和0.05M NaH2PO4 68.5毫升,再加500毫克/L半胱氨酸-鹽酸鹽.
用超聲波粉碎儀,400 W條件下;每處理5 s、間隔5s,超聲粉碎8分鐘,至菌體溶液呈半透明.
破碎后,取0.5毫升于離心管中,加試劑和各125μL,37保溫30分鐘.
6毫克/毫升氟化鈉加10毫克/毫升 碘乙酸鈉.
果糖-6-磷酸鹽80毫克/毫升水溶液.
加試劑 0.750毫升, 室溫10分鐘.
現(xiàn)用現(xiàn)配.鹽酸羥胺139 毫克/毫升.酸性極強(qiáng),用氫氧化鈉中和至pH6.5.
加試劑和各500μL, 室溫5分鐘.
三氯乙酸(TCA)水溶液15g/100 毫升.
4 M HCl.
加試劑500μL, 顯色.紅褐色或紅紫色為陽(yáng)性,黃色為陰性.
0.5 g/100毫升 FeCl3·6H2O溶于0.1 M HCl.
乙酸、乳酸等有機(jī)酸的測(cè)定:紙層析法
層析濾紙的制備:將層析濾紙剪成1.5cm*11cm的長(zhǎng)條狀,在距層析紙一端約4cm處用鉛筆劃線確定點(diǎn)陽(yáng)線,使用前充分干燥.
配制展開劑:正丁醇:甲酸:水=80:15:5
配制標(biāo)準(zhǔn)液:配制1.5%的乳酸、1.5%的乙酸溶液
制備待測(cè)樣品:將菌種37培養(yǎng)24h后離心,收集上清液
點(diǎn)樣:用毛細(xì)管分別吸取發(fā)酵液,多次點(diǎn)樣于濾紙條上,樣點(diǎn)直徑不宜超過2mm,平衡2h
層析:將點(diǎn)好樣的層析紙放入,使點(diǎn)有樣品的一端浸在展開劑中,但不可浸及樣點(diǎn).觀察展開情況,待展開劑前沿到達(dá)離層析紙另一端約1.5cm處,取出層析紙.
顯色:以3%溴甲酚藍(lán)酒精溶液為顯色劑,待層析液揮發(fā)之后,向?qū)游鰹V紙噴灑并計(jì)算Rf值.
注釋：物質(zhì)被分離后在紙層析圖譜上的位置是用Rf值 (比移值 Rf value 又稱Rf值) 來表示：
Rf = 原點(diǎn)到層析中心的距離 / 原點(diǎn)到溶劑前沿的距離
在一定的條件下某種物質(zhì)的Rf值是常數(shù).Rf值的大小與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、溶劑系統(tǒng)、層析濾紙的質(zhì)量和層析溫度等因素有關(guān),是一個(gè)定性分析的重要參數(shù).
糖發(fā)酵試驗(yàn)
糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)是最常用的生化反應(yīng),在腸道細(xì)菌鑒定上尤為重要.絕大多數(shù)細(xì)菌都能利用糖類作為碳源和能源,但是它們?cè)诜纸馓堑哪芰ι嫌泻艽蟛町?有些細(xì)菌能分解糖并產(chǎn)酸(如乳酸、醋酸、丙酸等)和氣體(如氫、甲烷、二氧化碳等);有些細(xì)菌只產(chǎn)酸不產(chǎn)氣.例如大腸桿菌能分解乳糖和葡萄糖產(chǎn)酸并產(chǎn)氣;傷寒桿菌能分解葡萄糖產(chǎn)酸不產(chǎn)氣,不能分解乳糖;普通變形桿菌分解葡萄糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣,不能分解乳糖.酸的產(chǎn)生可以利用指示劑來斷定.在配制培養(yǎng)基時(shí)預(yù)先加入溴甲酚紫[pH5.2(黃色)—6.8(紫色)],當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)酸時(shí),可使培養(yǎng)基由紫色變?yōu)辄S色.氣體的產(chǎn)生可由發(fā)酵管中倒置的德漢氏小管中有無氣泡來證明.
本實(shí)采用現(xiàn)成的細(xì)菌生化微量鑒定管 ,鑒定管的種類如下：
乳糖麥芽糖 甘露糖甘露醇蔗糖阿拉伯糖 D-核糖木糖(木膠糖) 半乳糖松三糖 山梨糖淀粉水楊素葡萄糖酸鹽草糖(海藻糖) 血清菊糖棉子糖果糖蜜二糖纖維二糖
具體實(shí)驗(yàn)步驟：
將菌液進(jìn)行適當(dāng)稀釋,之后在無菌環(huán)境下,取一定量的稀釋液注入生化鑒定管中,用無菌封口膜封口.將接種后的鑒定管放入?yún)捬豕拗?充足氮?dú)夂蠓湃?7恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng).24h后觀察各管中液體變顏色情況,若變色則為陽(yáng)性,反之陰性,對(duì)照凌代文編著的《乳酸細(xì)菌分類鑒定及試驗(yàn)方法》“鑒別雙歧桿菌屬內(nèi)種的特征”表即可初步確定其種別.
注意事項(xiàng)
注射器在使用前必須經(jīng)過121、20分鐘滅菌.
注意無菌操作,保持手和培養(yǎng)管的清潔.每次接種前需用酒精棉球?qū)捬豕苌w子擦一遍.
用注射器吸取菌懸液注入固體培養(yǎng)基后,如需再次吸取,應(yīng)快速將注射器插入?yún)捬豕苤?以防止針頭污染.