你真的了解你的“大肠杆菌”么

职业培训 培训职业 2024-12-17
Lag phase 细菌刚接种到培养基中,细菌新陈代谢活跃,但是不分裂,细菌在对新环境进行适应和调整。接着细菌培养进入 对数生长期 ,细菌通过二分裂,在给定的时间内数量翻倍(例如,大肠杆菌在对数生长阶段每20 min传一代)。在这一阶段细胞生长呈指数增长,细胞间的代谢活动是均

Lag phase 细菌刚接种到培养基中,细菌新陈代谢活跃,但是不分裂,细菌在对新环境进行适应和调整。接着细菌培养进入 对数生长期 ,细菌通过二分裂,在给定的时间内数量翻倍(例如,大肠杆菌在对数生长阶段每20 min传一代)。在这一阶段细胞生长呈指数增长,细胞间的代谢活动是均匀的;例如,这个阶段的细菌也最容易受到抗生素的影响,使得它成为研究工作的理想阶段。当液体培养的细胞密度达到最大时,细胞进入 稳定阶段 。在这一阶段,总体细胞数量上没有增加,死亡的细胞被新分裂的细胞取代,但活细胞的总数保持不变。如果你研究的是孢子形成细菌,这可能是营养细胞形成孢子或形成新孢子的阶段。最后, 死亡 ( 或衰退 ) 阶段 的发生是由多种因素造成的,包括缺乏营养或氧气,细胞代谢导致的培养基pH值的变化或有毒细胞废物的积累。

使用OD600来确定你的细菌培养生长阶段:

测量 OD600 ,即 optical density (OD) at 600 nm,是测量细菌培养生长阶段最简单的方法。光密度测量细菌在培养物中引起的光散射程度;细菌越多,光线就越分散。600 nm波长是专门用于细菌OD测量,因为不像紫外线波长,600 nm对培养物无害。这种波长通常也不会被像TSB(胰蛋白酶大豆肉汤)和LB(溶源肉汤)这样的黄色介质吸收。通过检测OD600可以判断培养物处于什么阶段。

那么如何进行测量呢?对于简单的细胞悬浮液,首先需要用新鲜的、未接种的培养基将分光光度调零,以减去培养基对任何测量的吸收。然后,再取培养物样本测量。测量注意事项:1. 当你取培养物时,确保将其混合均匀并立即进行测量,因为细胞可以在大约一分钟内开始沉淀,发生沉淀后,就会导致不准确的结果。2. 如果你的细菌形成生物膜或在溶液中聚集,这将严重影响你测量的准确性和精密度。在这种情况下,您可能需要超声波或进一步处理培养,以破碎这些聚集块。可以通过查阅文献,解决这个问题。最重要的是,OD值大于1,这时结果就不准确!如此高的OD读数超出了大多数分光光度计的动态范围,这意味着该读数不会随着细胞浓度的增加而线性增加。如果你得到的OD值高于1,稀释2倍或更多,直到它达到 OD600 小于1。

OD600 不是一个绝对值:

OD值表示被样品散射的光量。但该数值受仪器中光束强度和规格设计的影响。这意味着相似的样品在不同仪器下会有完全不同的OD值(因为仪器有不同的灯泡),即使规格相同,随着灯泡使用时间的推移,光束强度也在降低。因此,在实验手册中记录OD值并不意味着什么,因为这个数字既取决于仪器,也取决于培养物密度。

从 OD600 计算细胞密度:

如果想从OD600读数知道的是细胞密度,例如细胞/mL,就需要制作一条标准曲线,关于细胞数与OD600之间的线性关系。首先对细胞进行悬浮培养,然后将其稀释,以获得一系列样品,其OD值分别稀释为2、1、0.8、0.6、0.4、0.2和0.1。(注意:不要进行连续稀释,因为这些都是非常不准确的)。对于每个OD,你需要知道细胞密度,单位是 cells /mL。对于每个OD,分别稀释107, 106,105,取适量涂布固体培养平板中,然后让它们长大。然后计算在最合适的稀释液上形成的菌落数量,再乘以稀释倍数。

另外要注意的是:样品的OD取决于样品中颗粒的大小和形状,不同的细胞系中OD和cells/mL之间的关系不完全相同。这意味着需要对使用的每个单元类型进行单独的校准。

用眼睛估计 OD600 : 经常用烧瓶培养细菌,要训练自己用眼睛估测OD值。如果OD明显不够,可以跳过OD600检查,从而节省宝贵的时间。虽然不能完全替代OD600,但可以减少测量次数。

监测细菌培养生长和代谢的其他方法: 在显微镜下检查培养物,你可以对培养物中活细胞的大致浓度有一个估计。额外的好处是:你可以比较细胞的图像,看看每批细胞是否有不同的形态,或者在形成孢子的培养中有多少营养细胞。

溶解氧和 CO2 : 在一些利用微生物发酵的实验中,氧气(O2)被消耗,二氧化碳(CO2)被生成。在有氧生长的细菌中也会发生同样的过程,溶解氧和二氧化碳探针是生物反应器中常用的探针。可以通过光学传感器进行检测。

pH :随着时间的推移,大多数细菌会降低其培养基的pH值,包括大肠杆菌。对于某些物种,酸的产生实际上会限制培养物的最大生长和生存能力。可以连续监测烧瓶中的pH值。

糖 :使用特定的仪器,检测剩余糖的含量。例如,如果培养基中的主要碳源是葡萄糖,那么在细菌生长过程中获得葡萄糖测量值可以让我们了解培养物在生长曲线中的位置。

收集培养物的时间: 简而言之,这完全取决于培养目的。从培养物中获得蛋白的质量和数量取决于我收获它们时所处的阶段。要做到正确评估细菌生长时间。

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