厭氧菌需有較低的氧化—還原勢能才能生長(例如破傷風梭狀芽孢桿菌需氧化—還原電勢降低至0.11V時才開始生長),在有氧的環(huán)境下,培養(yǎng)基的氧化—還原電勢較高,不適于厭氧菌的生長。為使培養(yǎng)基降低勢,降低培養(yǎng)環(huán)境的氧壓是十分必要的。現(xiàn)有的厭氧培養(yǎng)法甚多,主要有生物學,化學和物理學3種方法,可根據(jù)各實驗室的具體情況而選用。
1.生物學方法
培養(yǎng)基中含有植物組織(如馬鈴薯、燕麥、發(fā)芽谷物等)或動物組織(新鮮無菌的小片組織或加熱殺菌的肌肉、心、腦等),由于組織的呼吸作用或組織中的可氧化物質(zhì)氧化而消耗氧氣(如肌肉或腦組織中不飽和脂肪酸的氧化能消耗氧氣,碎肉培養(yǎng)基的應(yīng)用,就是根據(jù)這個原理),組織中所含的還原性化合物如谷胱甘肽也可以使氧化—還原電勢下降。
另外,將厭氧菌與需氧菌共同培養(yǎng)在一個平皿內(nèi),利用需氧菌的生長將氧消耗后,使厭氧菌能生長。其方法是將培養(yǎng)皿的一半接種吸收氧氣能力強的需氧菌(如枯草桿菌),另一半接種厭氧菌,接種后將平皿倒扣在一塊玻璃板上,并用石蠟密封,置37恒溫箱中培養(yǎng)2~3d后,即可觀察到需氧菌和厭氧菌均先后生長。
2.化學方法
利用還原作用強的化學物質(zhì),將環(huán)境或培養(yǎng)基內(nèi)的氧氣吸收,或用還原氧化型物質(zhì),降低氧化—還原電勢。
李伏夫(B.M.JIbbob)法
此法系用連二亞硫酸納(Sodium hydrosulphite)和碳酸鈉以吸收空氣中的氧氣,其反應(yīng)式如下:
Na2S204十Na2C03十O2一→Na2SO4十Na2SO3十C02
取一有蓋的玻璃罐,罐底墊一薄層棉花,將接種好的平皿重疊正放于罐內(nèi)(如系液體培養(yǎng)基,則直立于罐內(nèi)),*上端保留可容納1~2個平皿的空間(視玻罐的體積而定),按玻罐的體積每1000cm3空間用連二亞硫酸納及碳酸鈉各30g,在紙上混勻后,盛于上面的空平皿中,加水少許使混合物潮濕,但不可過濕,以免罐內(nèi)水分過多。若用無蓋玻罐,則可將平皿重疊正放在淺底容器上,以無蓋玻罐罩于皿上,罐口周圍用膠泥或水銀封閉。
焦性沒食子酸法 焦性沒食子酸在堿性溶液中能吸收大重氧氣,同時由淡棕變?yōu)樯钭厣慕剐詻]食臍(Purpurgallin)。每l00cm3空間用焦性沒食子酸1g及10%氫氧化納或氫氧化鉀l0ml,其具體方法主要有下列幾種:
(1)單個培養(yǎng)皿法:將厭氧菌接種于血瓊脂平板。取方形玻璃板一塊,中央置紗布或棉花或重疊濾紙一片,在其上放焦性沒食子酸0.2g及10%NaOH溶液0.5mL。迅速拿去皿蓋,將培養(yǎng)皿倒置于其上,周圍以融化石蠟或膠泥密封。將此玻璃板連同培養(yǎng)皿放人37C溫箱培養(yǎng)24~48h后,取出觀察。
(2)Buchner氏試管法:取一大試管,在管底放焦性沒食子酸0.5g及玻璃珠數(shù)個或放一螺旋狀鉛絲。將已接種的培養(yǎng)管放人大試管中,迅速加入20%NaOH溶液0.5ml,立即將管口用橡皮塞塞緊,必要時周圍封以石蠟,37培養(yǎng)24~48h后觀察。
(3)玻罐或干燥器法:置適量焦性沒食子酸于一干燥器或玻罐的隔板下面,將培養(yǎng)皿或試管置于隔板上,并在玻罐內(nèi)置美藍指示劑一管,從罐側(cè)加入氫氧化鈉溶液放于罐底,將焦性沒食子酸用紙或紗布包好,用線系住,暫勿與氫氧化鈉接觸,待一切準備好后.將線放下,使焦性沒食子酸落人氫 氧化納溶液中,立即將蓋蓋好;封緊,置溫箱中培養(yǎng)。
(4)瑞(Wright)氏法:將已接種細菌的培養(yǎng)管的脫脂棉塞在火焰中燒灼滅菌后,塞人管中離培養(yǎng)基1~1.5cm處,置適量焦性沒食子酸于其上,加入10%NaOH溶液2ml,迅速用橡皮塞將管口塞緊,以膠泥或石蠟嚴密封閉置溫箱中培養(yǎng)。
(5)史(Spray)氏法:用厭氧培養(yǎng)皿,在皿底一邊置焦性沒食子酸,另一邊置氫氧化鈉溶液,將已接種的平皿翻蓋于皿上,并將接合處用膠泥或石蠟密封*,然后搖動底部,使氫氧化鈉溶液與焦性沒食子酸混合,置溫箱中培養(yǎng)。
(6)平皿法:置一片中有小圓孔的金屬板于兩平皿之間,上面的平皿接種細菌,下面的平皿盛焦性沒食子酸及氫氧化鈉溶液,用膠泥封固后,置溫箱中培養(yǎng)。
(7)硫乙醇酸鈉法 硫乙醇酸鈉(HSCH2COONa)是一種還原劑,加入培養(yǎng)基中,能除去其中的氧或還原性物質(zhì),促使厭氧菌生長。其他可用的還原劑包括葡萄糖、維生素C、半胱氨酸等。 A.液體培養(yǎng)基法:將細菌種人含0.1%的硫乙醇酸鈉液體培養(yǎng)基中,37℃培養(yǎng)24~48h后觀察,本培養(yǎng)基中加美藍液作為氧化還原的指示劑,在無氧條件下,美藍被還原成無色。
B.固體培養(yǎng)基法:常采用特殊構(gòu)造的Brewer培養(yǎng)皿,可使厭氧菌在培養(yǎng)基表面生長而形成孤立的菌落;操作過程是先將Brewer氏皿干熱滅菌,將溶化且冷卻至50℃左右的硫乙醇酸鈉固體培養(yǎng)基傾人皿內(nèi)。待瓊脂冷凝后,將厭氧菌接種于培養(yǎng)基的中央部分。蓋上皿蓋,使皿蓋內(nèi)緣與培養(yǎng)基外圍部分相互緊密接觸。此時皿蓋與培養(yǎng)基中央部分留在空隙間的少量氧氣可被培養(yǎng)基中的硫乙醇酸鈉還原,故美藍應(yīng)逐漸褪色,而外緣部分,因與大氣相通,故仍呈藍色。將Brewer氏培養(yǎng)皿置于37℃恒溫箱內(nèi),經(jīng)過24~48h后觀察。
3.物理學方法
利用加熱、密封、抽氣等物理學方法,以驅(qū)除或隔絕環(huán)境及培養(yǎng)基中的氧氣,使其形成厭氧狀態(tài),有利于厭氧菌的生長發(fā)育。
(1)厭氧罐法 :
常用的厭氧罐有Brewer氏罐,Broen氏罐和Mclntosh-Fildes二氏罐)。將接種好的厭氧菌培養(yǎng)皿依次放于厭氧罐中,先抽去部分空氣,代以氫氣至大氣壓。通電,使罐中殘存的氧與氫經(jīng)鉑或鈀的催化而化合成水,使罐內(nèi)氧氣全部消失。將整個厭氧罐放人孵育箱培養(yǎng)。本法適用大量的厭氧菌培養(yǎng)。
(2)真空干燥器法 :
將欲培養(yǎng)的平皿或試管放人真空干燥器中,開動抽氣機,抽至高度真空后,替代以氫、氮或二氧化碳氣體。將整個干燥器放進孵育箱培養(yǎng)。
(3)高層瓊脂法:
加熱融化高層瓊脂,冷至45℃左右接種厭氧菌,迅速混合均勻。冷凝后37℃培養(yǎng),厭氧菌在近管底處生長。
(4)加熱密封法:
將液體培養(yǎng)基放在阿諾氏蒸鍋內(nèi)加熱l0min,驅(qū)除溶解于液體中的空氣,取出,迅速置于冷水中冷卻。接種厭氧菌后,在培養(yǎng)基液面覆蓋一層約0.5cm的無菌凡士林石蠟,置37℃培養(yǎng)。此外,尚有搖振培養(yǎng)法,此處從略。
(5)二氧化碳培養(yǎng)法:
少數(shù)細菌如布氏桿菌(牛型)等,孵育時,需大氣中添加5%~10%二氧化碳,方能使之生長繁殖旺盛。常用的方法是置于CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng);*簡單的二氧化碳培養(yǎng)法是在盛放培養(yǎng)物的有蓋玻璃缸內(nèi),燃點蠟燭,當火焰熄滅時,該缸的大氣中,就約增加了5%~10%的二氧化碳。也可用化學物質(zhì)作用后生成二氧化碳,如碳酸氫鈉與硫酸鈉或碳酸氫鈉與硫酸作用即可生成二氧化碳。若各用0.4%NaHCO3與30%H2SO4lmL,則可產(chǎn)生22.4mL的二氧化碳氣體。
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