微生物的檢測(cè),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。常見的檢測(cè)方法有:生長(zhǎng)量測(cè)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(cè)等,本文主要介紹常用的檢測(cè)方法的的原理,應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。
微生物生長(zhǎng)意味著原生質(zhì)含量的增加,所以測(cè)定的方法也都直接或間接的以次為根據(jù),而測(cè)定繁殖則都要建立在計(jì)數(shù)這一基礎(chǔ)上。微生物生長(zhǎng)的衡量,可以從其重量,體積,密度,濃度,做指標(biāo)來進(jìn)行衡量。
生長(zhǎng)量測(cè)定法
1、體積測(cè)量法:又稱測(cè)菌絲濃度法。
原理:通過測(cè)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(zhǎng)狀況。
菌絲濃度測(cè)定法是大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)上微生物生長(zhǎng)的一個(gè)重要監(jiān)測(cè)指標(biāo)。這種方法比較粗放,簡(jiǎn)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(yíng)養(yǎng)物,結(jié)果會(huì)有一定偏差。
2、稱干重法:
原理:利用離心或過濾法測(cè)定。一般干重為濕重的10-20%。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。
3、比濁法:
原理:微生物的生長(zhǎng)引起培養(yǎng)物混濁度的增高。通過紫外分光光度計(jì)測(cè)定一定波長(zhǎng)下的吸光值,判斷微生物的生長(zhǎng)狀況。該法主要用于發(fā)酵工業(yè)菌體生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)。
4、菌絲長(zhǎng)度測(cè)量法:
方法:對(duì)于絲狀真菌和一些放線菌,可以在培養(yǎng)基上測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)菌絲生長(zhǎng)的長(zhǎng)度
微生物計(jì)數(shù)法
1、血球計(jì)數(shù)板法:
這種方法簡(jiǎn)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、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。
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(cè)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。
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毫升試樣,接種1毫升到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(zhǎng)的試管數(shù),然后查最大或然數(shù)表MPN(most probably 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(cè),例如飲用水和牛奶的微生物限量檢查。
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。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。
6、試劑紙法:
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。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。
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。
生理指標(biāo)法
微生物的生長(zhǎng)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(zhǎng)量相平行的生理指標(biāo)很多,它們可作為生長(zhǎng)測(cè)定的相對(duì)值。
1、測(cè)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(cè)定粗蛋白的含量。含氮量的測(cè)定方法有很多,如用硫酸,過氯酸,碘酸,磷酸等消化法和Dumas測(cè)氮?dú)夥ā?/span>
2、測(cè)定含碳量:
將少量(干重0.2-2.0 mg)生物材料混入1毫升水或無機(jī)緩沖液中,用2毫升2%的K2Cr2O7溶液在100 0C下加熱30分鐘后冷卻。加水稀釋至5毫升,在580nm的波長(zhǎng)下讀取吸光光度值,即可推算出生長(zhǎng)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。
3、還原糖測(cè)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(cè)定可間接反映微生物的生長(zhǎng)狀況,常用于大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)上微生物生長(zhǎng)的常規(guī)監(jiān)測(cè)。
4、氨基氮的測(cè)定:
方法是,離心發(fā)酵液,取上清液,加入甲基紅和鹽酸作指示劑,加入0.02N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0.02N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(zhǎng)狀況。
5、其他生理物質(zhì)的測(cè)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(zhǎng)量的測(cè)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(cè)定反映微生物的生長(zhǎng)。
商業(yè)化快速微生物檢測(cè)法
微生物的檢測(cè),其發(fā)展方向是快速,準(zhǔn)確,簡(jiǎn)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(cè)原理,結(jié)合不同的檢測(cè)方法,設(shè)計(jì)了形式各異的微生物檢測(cè)儀器設(shè)備,正逐步廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)微生物檢測(cè)和科學(xué)研究領(lǐng)域。例如:
1、抗干擾培養(yǎng)基和微生物數(shù)量快速檢測(cè)技術(shù)
2、BACTOMETER 全自動(dòng)各類總菌數(shù)及快速細(xì)菌檢測(cè)系統(tǒng)
這些儀器和設(shè)備的生產(chǎn)廠家很多,產(chǎn)品各異,在此不做一一介紹,具體可查看各公司的產(chǎn)品說明。
在微生物檢驗(yàn)操作過程中,要保證檢測(cè)環(huán)境(如超凈臺(tái)、檢測(cè)室)以及所用工器具的潔凈程度,同時(shí)保證人員各種操作的規(guī)范性,盡量保證其無菌性,防止因人為原因操作失誤而出現(xiàn)誤差結(jié)果,同時(shí)在適宜溫度進(jìn)行培養(yǎng),為合理決策和指導(dǎo)生產(chǎn)提供依據(jù)。為保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,我們應(yīng)做好以下幾個(gè)方面。
培養(yǎng)基的滅菌及使用
1.每次配制時(shí),要注意其生產(chǎn)日期是否在保質(zhì)期內(nèi),查看其開瓶日期及瓶口密封性,保證其未變質(zhì),并且未吸潮。
2.培養(yǎng)基配制時(shí),稱量要準(zhǔn)確,包括鹽水的分裝要準(zhǔn)確。
3.一定要保證現(xiàn)配制現(xiàn)滅菌,未滅菌的配好培養(yǎng)基不能長(zhǎng)時(shí)間放置,更不可隔夜。
4.滅菌時(shí)要保證恒溫、恒壓,同時(shí)要保證有效的滅菌時(shí)間。
5.滅菌過的培養(yǎng)基要冰箱保存,可保存一周,一般不超過 3 天。而且要遵循“先入先出”原則,先配制的要先使用。
6.在使用時(shí),要根據(jù)當(dāng)班次的使用量,用水浴鍋先將培養(yǎng)基溶化為液態(tài),然后及時(shí)調(diào)低水浴溫度(先化好的可從水浴取出,放在水浴鍋鍋蓋上)待用,千萬不可長(zhǎng)時(shí)間使培養(yǎng)基處于高溫狀態(tài)。
7.做產(chǎn)品微生物檢測(cè)時(shí),傾倒培養(yǎng)基溫度在 45℃左右,不可過燙,避免將菌燙死;也不可過涼,化好的培養(yǎng)基又結(jié)塊凝固,不便于觀察結(jié)果。
8.每瓶培養(yǎng)基均要做空白。
9.盡量集中做樣,避免頻繁打開同一瓶培養(yǎng)基瓶塞,增大培養(yǎng)基的污染幾率,出現(xiàn)誤差結(jié)果。
10.培養(yǎng)基剩余過少時(shí),可先將其傾倒成空白用板。
檢測(cè)環(huán)境的維持
1、大環(huán)境(檢測(cè)室)
(1)檢測(cè)時(shí),窗戶和空調(diào)要關(guān)閉,或用酒精對(duì)房間進(jìn)行噴霧消毒,避免房間內(nèi)空氣流通影響超凈臺(tái)內(nèi)部環(huán)境(最好在有通排風(fēng)系統(tǒng)的恒溫恒濕無菌間進(jìn)行操作)。
(2)如果在原來的原料微生物檢測(cè)室進(jìn)行檢測(cè),要定期開啟紫外燈,對(duì)房間進(jìn)行殺菌。
2、小環(huán)境(超凈工作臺(tái))
1.定期清潔初效過濾器,要及時(shí)更換。
2.檢測(cè)前,將超凈臺(tái)內(nèi)部進(jìn)行清潔,用 75%酒精進(jìn)行擦拭消毒,并提前半小時(shí)將超凈臺(tái)紫外燈打開,對(duì)超凈臺(tái)內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行殺菌。
3.關(guān)紫外燈,開風(fēng)機(jī),調(diào)整合適進(jìn)風(fēng)量,風(fēng)量不可過低。
4.每次檢測(cè)后,要對(duì)超凈臺(tái)內(nèi)部進(jìn)行清理、清潔,并用 75%酒精進(jìn)行擦拭消毒。
5.紫外燈根據(jù)其使用壽命要及時(shí)更換。
6.檢測(cè)同時(shí),要做上相應(yīng)菌落檢測(cè)的環(huán)境空白。
7.檢測(cè)區(qū)域的選擇:
a、一般在距離超凈臺(tái)外沿的 1/3-2/3 區(qū)域進(jìn)行無菌操作;
b、要在酒精燈火焰的外焰保護(hù)區(qū)域進(jìn)行操作。
工器具的潔凈度
1.玻璃器皿:采用干熱滅菌方式進(jìn)行滅菌。
2.檢測(cè)用剪刀、勺子等物品要做到檢測(cè)專用,不可與其它操作器具混用,使用時(shí),先用75%酒精消毒,再采用灼燒方式進(jìn)行滅菌。
3.接種針(環(huán))采用灼燒方式進(jìn)行滅菌,但要注意檢測(cè)時(shí)要先將接種針(環(huán))進(jìn)行冷卻。
樣品的采集及檢測(cè)
1、保證采樣器具的無菌性
(1)玻璃器皿:采用干熱滅菌方式進(jìn)行滅菌,保證恒溫、時(shí)間足夠(但不可時(shí)間過長(zhǎng),容易導(dǎo)致玻璃器皿易裂紋而報(bào)廢)。
(2)取樣筐:使用前要用75%酒精進(jìn)行噴灑消毒。
(3)取樣勺:要保證其清潔消毒,清潔后用75%酒精進(jìn)行擦拭消毒。
(4)取樣袋:可先用酒精進(jìn)行擦拭消毒,再在超凈臺(tái)用紫外燈照射消毒,(包裝車間要在傳遞窗用紫外燈照射消毒)。
(5)電子稱表面用 75%酒精消毒。
2、人員操作
(1)保證手部的清洗、消毒:取樣前及檢測(cè)前都要先洗手再消毒。
(2)取樣要具有代表性(隨機(jī)樣、目的樣、綜合樣)且要標(biāo)示清楚。
(3)取樣完畢,不可在車間逗留,要及時(shí)將樣品放入超凈臺(tái),對(duì)其外表面進(jìn)行紫外燈照射消毒。
(4)在要求的檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行操作。
(5)檢測(cè)前,要用 75%酒精棉球?qū)悠反诓窟M(jìn)行擦拭消毒,再開口。
(6)往鹽水瓶加樣品時(shí),要注意勺子或袋子盡量不接觸瓶口。
(7)樣品計(jì)量要準(zhǔn)確,稀釋倍數(shù)也要準(zhǔn)確(1mL 吸管不允許將管口敲掉),進(jìn)行 100 倍稀釋時(shí),1mL 吸管要伸入鹽水中,不可以將樣品從管壁流下去,同時(shí)要避免將管底部捅破。
(8)鹽水溫度以 40℃左右為宜,不能過熱,會(huì)將部分微生物燙死;也不能溫度太低,不能將樣品溶解完全。
(9)進(jìn)行稀釋時(shí),要搖勻,保證溶液的均一性。
(10)傾倒平皿時(shí),要注意培養(yǎng)基瓶口不要接觸到平皿;傾倒的培養(yǎng)基要適量,不可以太少,在培養(yǎng)過程中易干掉,微生物亦死亡,以 15mL 左右為宜。
(11)做大腸菌群樣時(shí),要提前將乳糖膽鹽培養(yǎng)基培養(yǎng)管按需要量備好,放入超凈臺(tái)對(duì)外表面進(jìn)行紫外線滅菌。
(12)接二步時(shí),要注意先將接種針(環(huán))進(jìn)行冷卻,避免出現(xiàn)接不上菌落的情況,導(dǎo)致無法判斷、確認(rèn)。
(13)檢測(cè)完畢,及時(shí)放入相應(yīng)培養(yǎng)箱進(jìn)行培養(yǎng),并清理清潔超凈臺(tái)。
微生物的培養(yǎng)
1.在培養(yǎng)過程中,要隨時(shí)監(jiān)控培養(yǎng)箱溫度,保證其在適宜的溫度進(jìn)行培養(yǎng)。
2.要按照《微生物檢驗(yàn)規(guī)范》要求及時(shí)觀察結(jié)果,出現(xiàn)異常,要及時(shí)分析原因進(jìn)行反饋。
思考與討論
微生物的生長(zhǎng)不同于其他生物的生長(zhǎng),微生物的個(gè)體生長(zhǎng)在科研上有一定困難,通常情況下也沒有實(shí)際意義。微生物是以量取勝的,因此,微生物的生長(zhǎng)通常指群體的擴(kuò)增。
信息來源:藥品微生物檢驗(yàn)