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人类征服细菌之路
1.3.4 细菌的人工培养

细菌的人工培养

为了更好地观察细菌、了解细菌、掌握细菌生长繁殖的规律,人们开始用人工方法提供细菌所需要的条件来培养细菌,以满足不同的需求。

人工培养细菌,除需要提供充足的营养物质使细菌获得生长繁殖所需要的原料和能量外,尚要有适宜的环境条件,如酸碱度、渗透压、温度和必要的气体等。

根据不同标本及不同培养目的,可选用不同的接种和培养方法。常用的有细菌的分离培养和纯培养两种方法。已接种标本或细菌的培养基置于合适的气体环境,需氧菌和兼性厌氧菌置于空气中即可,专性厌氧菌须在无游离氧的环境中培养。多数细菌在代谢过程中需要二氧化碳,但分解糖类时产生的二氧化碳已足够其所需,且空气中还有微量二氧化碳,不必额外补充。只有少数菌如布鲁菌、脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌等,初次分离培养时必须在5%~10%二氧化碳环境中才能生长。

病原菌的人工培养一般采用35~37℃,培养时间多数为18~24小时,但有时需根据菌种及培养目的作最佳选择,如细菌的药物敏感试验则应选用对数期的培养物。

培养基(culture medium)是由人工方法配制而成的,专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。培养基一般为中性,少数的细菌按生长要求调整pH值偏酸或偏碱。许多细菌在代谢过程中分解糖类产酸,所以常在培养基中加入缓冲剂,以保持稳定的pH值。培养基制成后必须经灭菌处理。

培养基按其营养组成和用途不同,分为以下几类:基础培养基、增菌培养基、选择培养基、厌氧培养基、鉴别培养基。

基础培养基(basic medium)含有多数细菌生长繁殖所需的基本营养成分。它是配制特殊培养基的基础,也可作为一般培养基用。如营养肉汤(nutrient broth)、营养琼脂(nutrient agar)、蛋白胨水等。

人们为了了解某种细菌的特殊营养要求,还配制出适合这种细菌而不适合其他细菌生长的增菌培养基(enrichment medium)。在这种培养基上生长的是营养要求相同的细菌群。它包括通用增菌培养基和专用增菌培养基,前者为基础培养基中添加合适的生长因子或微量元素等,以促使某些特殊细菌生长繁殖,例如链球菌、肺炎链球菌需在含血液或血清的培养基中生长;后者又称为选择性增菌培养基,即除固有的营养成分外,再添加特殊抑制剂,有利于目的菌的生长繁殖,如碱性蛋白胨水用于霍乱弧菌的增菌培养。

在培养基中加入某种化学物质,使之抑制某些细菌生长,而有利于另一些细菌生长,从而将后者从混杂的标本中分离出来,这种培养基,称为选择培养基(selective medium)。例如培养肠道致病菌的SS琼脂,其中的胆盐能抑制革兰阳性菌,枸橼酸钠和煌绿能抑制大肠埃希菌,因而使致病的沙门菌和志贺菌容易分离到。若在培养基中加入抗生素,也可起到选择作用。实际上有些选择培养基、增菌培养基之间的界限并不十分严格。

用于培养和区分不同细菌种类的培养基称为鉴别培养基(differential medium)。利用各种细菌分解糖类和蛋白质的能力及其代谢产物不同,在培养基中加入特定的作用底物和指示剂,一般不加抑菌剂,观察细菌在其中生长后对底物的作用如何,从而鉴别细菌。

专供厌氧菌的分离、培养和鉴别用的培养基,称为厌氧培养基(anaerobic medium)。这种培养基营养成分丰富,含有特殊生长因子,氧化还原电势低,并加入美蓝作为氧化还原指示剂。

此外,还可根据对培养基成分了解的程度将其分为2大类:①化学成分确定的培养基(defined medium),又称为合成培养基(synthetic medium);②化学成分不确定的培养基(undefined medium),又称天然培养基(complex medium)。也可根据培养基的物理状态的不同分为液体、固体和半固体3大类:①液体培养基可用于大量繁殖细菌,但必须种入纯种细菌;②固体培养基常用于细菌的分离和纯化;③半固体培养基则用于观察细菌的动力和短期保存细菌。