培养基的选择-整理
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细胞培养如何选用培养基及培养细胞注意事细胞培养是一种重要的实验技术,广泛应用于生物医学研究、药物筛选和生物工程等领域。
在进行细胞培养之前,首先需要选用适合的培养基,并且在培养细胞的过程中需要注意一些细节和技巧。
一、如何选用培养基1.培养基的成分培养基的成分直接影响细胞的生长和扩增。
常用的培养基主要包括基础培养基和补充物。
基础培养基一般是含有必需的营养物质,如氨基酸、糖类和盐类等,可以提供细胞生长需要的基础条件。
而补充物则依据不同的细胞类型而定,如生长因子、胰岛素、转录因子等。
2.细胞类型不同的细胞类型对培养基要求也各不相同。
在选择培养基时,需要根据培养的细胞类型来确定合适的培养基。
细胞类型的不同可能表现为细胞形态、生长特性等的差异,因此需要选择相应的培养基来满足细胞的生长需求。
3.应用目的培养基的选择也要考虑到实验所需的目的。
如若要进行细胞增殖实验,需要选择能够促进细胞增殖的培养基;若要进行细胞分化实验,则需要选择能够促进细胞分化的培养基。
因此,在选择培养基时要根据实验的目的来确定合适的培养基。
二、培养细胞的注意事项1.无菌技术在细胞培养中,无菌技术是非常重要的。
无菌条件能够保证细胞的正常生长,防止细菌、真菌等的污染。
培养器皿、培养基、耗材等都要进行高温、酒精消毒或紫外线照射等处理,保证无菌环境。
2.细胞的传代细胞的传代是维持细胞状态和增加细胞数量的重要方法。
传代时要注意细胞的生长状态,在细胞接近100%的融合程度时进行传代。
传代时可采用胰酶消化细胞,使细胞迅速分散,并避免细胞过度消化而引起的细胞损伤。
3.细胞密度的控制细胞密度的控制在细胞培养中非常重要。
细胞密度过低会导致细胞生长缓慢,而细胞密度过高则会导致营养不足和细胞之间的竞争,影响细胞的正常生长。
因此,要根据细胞类型和实验要求来控制细胞密度。
4.培养温度和湿度细胞的生长和分化对培养温度和湿度有一定的要求。
通常情况下,细胞培养的温度为37摄氏度,湿度为95%。
如何选择好的培养基培养基选择方法选择培养基没有一定标准,有几点建议可供参考:(1)建立某种细胞株所用的培养基应该是培养这种细胞首选的培养基;(2)可以查阅文献或在购买细胞株时咨询;(3)平常惯用的培养基;(4)许多培养基可以适合多种细胞,根据细胞株的特点、实验的需要来选择培养基;(5)用多种培养基培养目的细胞,观察其生长状态,可以用生长曲线、集落形成率等指标判断;(6)根据实验结果选择最佳培养基,这是最客观的方法,但比较繁琐。
培养基注意事项培养基在使用前通过高压或过滤灭菌。
防止污染应该注意以下事项:从污染的源头开始确认工作细胞库是否被污染:用细菌、真菌及支原体无菌试验来确认并排除。
同时要对无菌试验培养基的灵敏度进行验证。
确认毒种工作种子批是否被污染:用细菌、真菌及支原体无菌试验来确认并排除。
同时要对无菌试验培养基的灵敏度进行验证。
确认所用培养基及其添加成分(如小牛血清、NaHCO3等)是否被污染:用细菌、真菌及支原体无菌试验来确认并排除。
同时要对无菌试验培养基的灵敏度进行验证。
实际生产中,可以从配制好的培养液中取少量加入营养琼脂于恒温培养箱内培养,48小时即可观察有无污染。
一些单位在使用血清时候往往不经过过滤除菌处理便直接加入到培养液中,可能带来污染。
其它:高压灭菌设备、过滤除菌设备均应进行验证,确保灭菌和除菌效果;前者应在投产前及其后的每6个月进行验证,后者应在每次除菌前、后进行验证工作(至少应在除菌后进行一次)。
另外,应将有毒区与无毒区严格分开,并有各自独立的空气净化系统及孵室,有毒区对无毒区应保持相对负压,防止病毒对培养细胞(尤其是细胞库)的污染。
从GMP管理、SOP操作方面加强管理力度每二周或每周对无菌操作室及洁净区域按GMP要求进行检测人员的GMP管理和无菌操作强化培训一些特殊情况细菌的大小从0.1-700μm,为防止细小细菌的污染,过滤除菌应尽量采用0.1μm的滤膜或滤芯。
大面积污染时,应对所有设施、用具及操作环境进行彻底消毒。
培养基质量控制标题:培养基质量控制引言概述:培养基是微生物学实验中不可或者缺的重要物质,其质量控制直接影响到实验结果的准确性和可靠性。
因此,对培养基的质量进行严格控制是非常重要的。
本文将从培养基的选择、制备、贮存、消毒和使用等方面进行详细介绍。
一、培养基的选择1.1 选择基础成份:根据微生物的需求选择合适的碳源、氮源、矿物盐等基础成份。
1.2 添加生长因子:根据微生物的生长特性,添加适量的生长因子,如维生素、氨基酸等。
1.3 调节pH值:保持培养基的pH值在适宜范围内,通常为7.0摆布,可通过添加缓冲液进行调节。
二、培养基的制备2.1 材料准备:准备好所需的各种原料和试剂,确保其质量符合要求。
2.2 按比例混合:按照配方比例将各种基础成份、生长因子等混合均匀。
2.3 消毒灭菌:将混合好的培养基进行高压蒸汽灭菌或者过滤灭菌,确保无菌状态。
三、培养基的贮存3.1 温度控制:将制备好的培养基保存在4℃摆布的冰箱中,避免高温或者受潮。
3.2 防光保鲜:避免暴露在阳光下,尽量保存在阴凉干燥处,避免光照导致培养基变质。
3.3 定期检查:定期检查培养基的外观温和味,确保无明显变质迹象。
四、培养基的消毒4.1 灭菌方法:选择合适的灭菌方法,如高压蒸汽灭菌、紫外线灭菌等。
4.2 消毒时间:控制好消毒时间,确保灭菌效果,同时避免对培养基中的营养成份造成破坏。
4.3 消毒环境:在无菌条件下进行培养基的消毒处理,避免二次污染。
五、培养基的使用5.1 温度控制:在适宜的温度条件下使用培养基,保持微生物的生长活力。
5.2 湿度控制:避免培养基过度干燥或者受潮,影响微生物的生长。
5.3 使用时限:尽快使用制备好的培养基,避免长期贮存导致培养基质量下降。
总结:培养基的质量控制是微生物实验中至关重要的一环,通过选择合适的基础成份、严格制备、科学贮存、有效消毒和正确使用,可以确保培养基的质量稳定,为实验结果的准确性和可靠性提供保障。
选用和设计培养基的原则培养基是微生物学中常用的实验材料,用于培养和繁殖微生物。
良好的培养基选择和设计可以提供理想的生长环境,促进微生物的生长和繁殖。
以下是选用和设计培养基的一些原则:1.培养基必须提供所需的营养物质:微生物生长必须有所需的碳源、氮源、微量元素和水分等,培养基中应该满足这些需求,以提供足够的营养供给微生物生长。
2.培养基必须具有适宜的pH值:微生物对于pH值的敏感性不同,选用和设计培养基时需要根据微生物的要求调整pH值。
3.培养基必须提供适宜的温度:微生物对于温度的要求也不同,选用和设计培养基时需要根据微生物的要求调整培养基的温度。
4.培养基必须具有适宜的氧气条件:微生物对于氧气需求有明显的差异,一些微生物需要较高的氧气浓度,而另一些微生物则需要无氧条件。
设计培养基前需要确定微生物的需氧性,以提供适宜的氧气条件。
5.培养基必须具有选择性和差异性:一些实验需要有特定的微生物生长,因此需要选用有选择性的培养基。
例如,选择性培养基可以抑制一些微生物的生长,从而使目标微生物能够生长繁殖。
另外,差异培养基可以通过改变培养基组成或添加一些试剂,使不同微生物的形态或特性在培养基上产生差异,从而方便鉴定和分离微生物。
6.培养基必须符合实验的要求:不同实验对培养基的要求也不同,选用和设计培养基时需要根据实验的目的和要求进行调整和优化。
例如,在一些实验中可能需要特定的检测指标,例如其中一种特定的营养物质或其中一种特定的抑制剂,这时候需要根据实验需要调整培养基的组成。
除了以上的原则,还有一些其他的因素也需要考虑,例如经济性、易获取性等。
选用和设计培养基是一个复杂的过程,需要充分理解微生物的生理和生态特性,根据实验的需求进行优化和调整。
正确选用和设计培养基可以提供优良的生长环境,有助于微生物的研究和应用。
干细胞培养过程中的培养基选择与调整技巧干细胞是一类具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞,具有重要的研究和应用前景。
在干细胞培养过程中,培养基的选择和调整是非常关键的,可以直接影响到干细胞的生长、增殖和分化能力。
本文将介绍干细胞培养过程中培养基的选择和调整技巧。
一、培养基的选择干细胞的培养基通常包括基础培养基和补充物。
基础培养基提供了细胞生长所需的基本营养物质,而补充物可以调整培养基的成分,满足干细胞的特定需求。
常用的基础培养基主要包括无血清培养基和血清培养基。
无血清培养基通常采用动物血清替代物(如胎牛血清替代物,FBS),优点是能够降低培养基中的细菌和病毒污染风险,减少样品间的批次差异。
但无血清培养基的复杂配方和高成本是制约其广泛应用的主要因素。
相比之下,血清培养基更容易获取和使用,但存在许多负面因素,如潜在的污染风险和困扰实验结果的变异性。
当选择基础培养基时,需要考虑以下几个因素:1. 细胞类型:不同类型的干细胞对培养基成分的需求是不同的,如胚胎干细胞和间充质干细胞等对细胞因子和生长因子的需求有所差异。
2. 应用需求:如果是进行分化研究,需要选择适合特定分化类型的培养基;如果是进行维持和增殖,需要选择适合细胞增殖的培养基。
3. 实验目的:如果是进行基础研究,可以选择商业化的基础培养基;如果是进行应用研究或临床转化,可以选择自定义培养基。
在选择补充物时,需要根据细胞类型和实验需求来确定。
常用的补充物包括细胞因子、生长因子、维持因子和激素等。
补充物的种类和浓度应根据实验的需要进行调整。
二、培养基的调整技巧1. pH值的调整:维持适宜的pH值对于培养基的稳定性和细胞的生长非常重要。
在常温下,培养基的pH值通常保持在7.2-7.4之间。
可以通过添加缓冲液来调整培养基的pH值。
2. 渗透压的调整:细胞在维持稳态的过程中对渗透压非常敏感。
如果渗透压过高或过低,都会影响细胞的正常生理功能。
调整培养基的渗透压可以通过添加渗透剂(如蔗糖或甘露醇)来实现。
培养基的选择和优化(初稿)一、培养基的概念:culture medium是人们提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物需要的多种营养物质的混合物。
其成分和配比对微生物的生长、发育、代谢产物的合成,甚至对于发酵工业的生产工艺都有很大的影响。
二、用途和分类:用途:筛选菌种、保藏菌种、检验杂菌、培养种子、发酵生产。
分类:1.按成分不同:天然:用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物配制。
例:牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基。
合成:化学成分完全了解的物质配制而成的培养基。
例:查氏培养基、高氏 1号培养基复合(半合成培养基):天然成分+化学试剂2.按物理状态:固体:加入一定量的凝固剂,琼脂含量1.5%--3.0%,常用来微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏。
半固体:琼脂0.3%--0.5%,观察运动特征,分类鉴定液体:不加任何凝固剂,大规模生产及在实验室进行微生物的基础理论和应用方面的研究。
3.按实验目的:基础:适合大多数微生物生长的培养基,如牛肉膏蛋白胨培养基加富:在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类培养基。
如高糖培养基选择:在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质,抑制不需要的微生物的生长,有利于所需微生物的生长。
如麦康凯培养基鉴别:用于鉴别不同微生物的培养基,微生物产生某种代谢产物,与培养基中的化学物质发生化学反应,产生明显的特征变化,如EMB培养基三、成分来源:(人工配制的、适合微生物生长、繁殖或产生代谢产物的营养基质,是微生物学研究和微生物发酵生产的基础。
任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素,且其间的比例合适。
)营养: 有机体吸取和利用营养物质的过程。
营养物质: 微生物为了生存就必须从环境中吸取各种物质以合成细胞物质、提供能量以及在新陈代谢中起调节作用。
这些物质就称为营养物质。
微生物的营养物质:水、碳源、氮源、无机盐、生长因子。
1、水:维持细胞的膨压和作为生化反应的溶剂。
细胞培养基应用选择
选择培养基没有一定的标准,有几点建议可供参考:
(1 )建立某种细胞株所用的培养基应该是培养这种细胞首选的培养基。
可以查阅参考文献,或在购买细胞株时咨询。
(2) 其它实验室惯用的培养基不妨一试,许多培养基可以适合多种细胞。
(3) 根据细胞株的特点、实验的需要来选择培养基。
如小鼠细胞株多选 RPMI1640 。
(4) 用多种培养基培养目的细胞,观察其生长状态,可以用生长曲线、集落形成率等指标判断,根据实验结果选择最佳培养基,这是最客观的方法,但比较繁琐。
培养基(Medium)是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料,一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐(包括微量元素)以及维生素和水等.有的培养基还含有抗菌素和色素,用于单种微生物培养和鉴定.
(一)四个原则
1.目的明确在设计新培养基前,首先要明确配制该培养基的目的,例如,要培养何菌?获何产物?用于实验室作科学研究还是用于大规模的发酵生产?作生产中的“种子”,还是用于发酵?等等.
2.营养协调
3.物理化学条件适宜
4.经济节约
(二)四种方法
1.生态模拟在自然条件下,凡有某微生物大量生长繁殖的环境,则可认为该处一定具备该微生物生长繁殖所必需的营养和其他条件.因此,就可以模拟该天然基质或直接取用该天然基质(经过灭菌)来培养相应的微生物.在实践中,的确可以利用生态模拟的办法来配制各类“初级的”天然培养基.例如,可用肉汤、鱼汁来培养多种细菌;用水果汁来培养各种酵母菌;用润湿的麸皮、米糠来培养多种霉菌;用米饭或面包来培养根霉;用肥土来培养放线菌;以及用玉米芯来培养脉孢菌(Neurosporaspp.),等等.
2.查阅文献一个科学工作者决不能事事都依靠直接经验.多查阅、分析和利用一切文献资料上的对自己直接或间接有关的信息,对设计
有自己特色的培养基配方有着重要的参考价值.
3.精心设计在设计、试验新配方时,常常要进行各项因素的比较或反复试验,因此,工作量是很大的.为了提高工作效率,应努力借助优选法或正交试验设计法等行之有效的数学工具.。
培养基选择与制备培养基选择与制备是微生物学实验中非常重要的一部分。
合理选择适宜的培养基,并正确制备和保存培养基,对于微生物的繁殖和实验结果的准确性具有关键作用。
本文将介绍培养基的选择原则、不同类型培养基的制备步骤以及培养基的保存方法。
首先,选择培养基时需要考虑微生物的生长要求。
不同微生物对培养基的营养物质和环境条件有不同的要求,因此需要了解微生物的生长特性。
一般来说,培养基中必须包含碳源、氮源、无机盐和水等基本成分,以满足微生物的生长需求。
除此之外,一些微生物还需要额外的辅助因子,如维生素、氨基酸和生长因子等。
因此,在选择培养基时,需要根据微生物的生长特点,合理选择适宜的培养基。
其次,培养基的制备过程需要严格控制。
制备培养基的步骤一般包括称量和溶解培养基成分、调节pH值、加热灭菌和装瓶保存等。
在称量和溶解培养基成分时,要使用精确的称量器具,并保证混合均匀,避免成分沉积在底部。
调节pH值时,可以使用酸碱溶液进行调节,并使用pH计进行监测,确保调节到合适的范围。
在加热灭菌时,应使用高压高温的压力锅或高压灭菌器,确保培养基的无菌性。
最后,在装瓶保存时,要使用干净无菌的试管或烧杯,并密封保存,避免细菌和霉菌的污染。
不同类型的培养基有不同的制备方法。
以下是几种常见的培养基制备步骤:1. 肉汤培养基的制备:a. 称取适量的肉浸膏加入大量蒸馏水中,混合均匀。
b. 调节pH值到7.2-7.4,并使用pH计进行监测。
c. 加热培养基溶液到沸腾,持续加热15分钟。
d. 冷却后,用滤纸过滤,分装到试管或瓶中,密封保存。
2. 琼脂培养基的制备:a. 称取适量的琼脂加入大量蒸馏水中,加热搅拌溶解。
b. 调节pH值到7.0-7.2,并使用pH计进行监测。
c. 加热培养基溶液到沸腾,持续加热15分钟。
d. 冷却后,装入培养皿中,静置固化。
e. 可以在琼脂表面划线,用于接种微生物。
3. 露脂培养基的制备:a. 称取适量的露脂加入大量蒸馏水中,加热搅拌溶解。
关于培养基的选择题
关于培养基的选择题有很多,以下为您提供其中一些题目:
在培养基中加入某种天然物质,可利用微生物的哪项特点进行分离纯化?
A. 代谢类型
B. 生长繁殖速度
C. 生长繁殖条件
D. 对该天然物质的分解利用
土壤中存在不同种类的细菌,欲从土壤中分离出能分解纤维素的细菌,可在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入 _______ 指示剂,培养基呈 _______ 色时,说明有纤维素分解菌存在。
在微生物的实验室培养中,下列哪项操作不需要在无菌条件下进行?
A. 配制培养基
B. 倒平板
C. 接种
D. 菌种保藏
从微生物中分离某种酶时,可利用筛选方法,所根据的主要特征是:
A. 对宿主是否致病的特征
B. 对各种酶抑制剂是否敏感的特征
C. 分解不同化合物的特征
D. 不同微生物具有不同分解能力的特征
在选择培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长。
这种选择培养基属于____培养基。
若想了解更多关于培养基的选择题,建议查阅相关资料或咨询专业人士。
常用选择培养基一、牛肉膏蛋白胨培养基(培养细菌用)牛肉膏 3g;蛋白胨 10g;NaCl 5g;琼脂 15—20g;水 1000ml;pH 7.0—7.2;1.05kg/cm2 ,121.3℃灭菌20分钟。
二、淀粉琼脂培养基(高氏1号培养基,培养放线菌用)可溶性淀粉20g;KNO3 1g;NaCl 0.5g;K2HPO4 0.5g;MgSO4 0.5g;FeSO4 0.01g 琼脂 20g;水 1000ml;pH 7.2—7.4 配制时,先用少量冷水,将淀粉调成糊状,在火上加热,边搅拌边加水及其他成分,溶化后,补足水分至1000ml。
1.05kg/cm2 ,121.3℃灭菌20分钟。
三、查氏培养基(培养霉菌用)NaNO3 2g;K2 HPO4 1g;KCl 0.5g;MgSO4 0.5g;FeSO4 0.01g;蔗糖 30g 琼脂 15—20g;水 1000ml;pH 自然;1.05kg/cm2 ,121.3℃灭菌20分钟。
四、马丁氏(Martin)琼脂培养基(分离真菌用)葡萄糖 10g;蛋白胨 5g;KH2PO4 1g;MgSO4·7H2O 0.5g;1/3000孟加拉红溶液100ml;琼脂15—20g;pH 自然;蒸馏水800ml;0.56kg/cm2 (8磅/英寸2 ),112.6℃灭菌30分钟。
临用前加入0.03%链霉素稀释液100ml,使每毫升培养基中含链霉素30μg。
五、马铃薯培养基 (实验16)马铃薯 200g;蔗糖(或葡萄糖) 20g;琼脂 15—20g;水 1000ml;pH 自然马铃薯去皮,切成块煮沸半小时,然后用纱布过滤,再加糖及琼脂,溶化后补足水至1000ml。
1.05kg/cm2 ,121.3℃灭菌20分钟。
六、麦芽汁琼脂培养基 (实验15)1.取大麦或小麦若干,用水洗净,浸水6—12小时,置15℃阴暗处发芽,上盖纱布一块,每日早、中、晚淋水一次,麦根伸长至麦粒的两倍时,即停止发芽,摊开晒干或烘干,贮存备用。
培育技术中的培养基选择与调节方法指南在生物学实验中,培养基是一个至关重要的因素。
它为生物样本提供了必需的营养物质和环境条件,使其能够生长和繁殖。
在培养基的选择和调节方面,我们需要考虑多个因素,包括生物的特性、实验目的和培养条件等。
本文将为大家介绍一些常用的培养基选择与调节方法。
一、培养基选择1. 细胞类型:不同的细胞类型对培养基的要求不同。
例如,动物细胞通常需要含有氨基酸、维生素和葡萄糖等营养物质的培养基,而细菌则偏好富含碳源和氮源的培养基。
2. pH值:pH值对生物活性和生长有明显的影响。
一般来说,动物细胞的最适pH值为7.2-7.4,而细菌则更喜欢中性或微酸性的环境。
因此,在选择培养基时应根据需求调节pH值。
3. 营养物质:培养基中的营养物质种类和浓度直接影响生物的生长和代谢。
常见的营养物质包括碳源、氮源、矿物质和辅助因子等。
需根据生物的需求确定培养基的组分。
4. 抗生素:有时需要添加抗生素来抑制杂菌的生长,提高目标生物的纯度。
选择合适的抗生素类型和浓度应根据实验的需要和生物的耐受性来决定。
二、培养基调节方法1. 调节pH值:通过添加酸或碱来调节培养基的pH值。
可以使用盐酸或氢氧化钠等常见的酸碱试剂来进行调节。
调节pH时应逐渐添加试剂,同时不断测试pH值,避免过度调节。
2. 调节营养物质浓度:营养物质的浓度过高或过低都会对生物的生长产生影响。
可以通过改变培养基中营养物质的添加量来进行调节。
如需增加浓度,可直接添加相应的物质;如需减少浓度,可通过稀释培养基来达到目的。
3. 添加辅助因子:一些生物需要特定的辅助因子才能正常生长。
辅助因子可以是维生素、氨基酸、激素等。
根据生物的需求,在培养基中添加适量的辅助因子,有助于提高细胞的生长速度和存活率。
4. 抗生素筛选:选择合适的抗生素类型和浓度对生物的生长具有重要作用。
通常通过菌落计数或抗生素敏感性测试来确定合适的抗生素选择。
在添加抗生素时应精确控制浓度,避免过量使用导致抗性菌株的产生。
选择培养基的例子
1. 嘿,你知道吗?在培养能分解石油的微生物时,就可以用石油作为唯一碳源的培养基呀,这就像给它们专门定制的“美味大餐”,只有那些能“吃”石油的微生物才能茁壮成长,其他的根本没法生存,这多神奇啊!
2. 哇哦,在筛选能固氮的细菌时,无氮培养基就是个绝佳的选择呢!这就好像给它们设置了一个特别的关卡,只有真正有“本事”的固氮细菌才能在里面愉快生活,其他的只能望而却步,是不是很有趣呀?
3. 告诉你哦,要找耐高盐的微生物,那就用高盐培养基嘛!这不就是给微生物们来了一场极限挑战嘛,只有那些超级“厉害”的才能在高盐环境下存活下来,想想都觉得很刺激呢!
4. 哎呀呀,想从混杂的细菌中选出能产生特定抗生素的菌,那就得用含有特定抗生素抗性基因的培养基呀!这就如同给它们打造了一个专属赛道,只有具备特定“技能”的才能跑赢,你说妙不妙?
5. 嘿哈,要分离出能利用乳糖的细菌,用乳糖作为唯一碳源的培养基准没错!这就像是给予了一场独特的“考试”,只有那些“学霸”细菌才能通过,多有意思啊!
6. 瞧瞧,在找出能在高温环境下生存的微生物时,高温培养基就是秘密武器呀!这简直就是给微生物们安排了一场“火热”的较量,只有不怕热的“勇士”才能留下来,是不是很带劲呀!
总之,选择培养基可真是个神奇的东西,能帮我们精准地找到我们想要的微生物,就像一把神奇的钥匙,打开了微生物世界里的各种大门。
培养基的选择和优化(初稿)一、培养基的概念:culture medium是人们提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物需要的多种营养物质的混合物。
其成分和配比对微生物的生长、发育、代谢产物的合成,甚至对于发酵工业的生产工艺都有很大的影响。
二、用途和分类:用途:筛选菌种、保藏菌种、检验杂菌、培养种子、发酵生产。
分类:1.按成分不同:天然:用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物配制。
例:牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基。
合成:化学成分完全了解的物质配制而成的培养基。
例:查氏培养基、高氏 1号培养基复合(半合成培养基):天然成分+化学试剂2.按物理状态:固体:加入一定量的凝固剂,琼脂含量1.5%--3.0%,常用来微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏。
半固体:琼脂0.3%--0.5%,观察运动特征,分类鉴定液体:不加任何凝固剂,大规模生产及在实验室进行微生物的基础理论和应用方面的研究。
3.按实验目的:基础:适合大多数微生物生长的培养基,如牛肉膏蛋白胨培养基加富:在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类培养基。
如高糖培养基选择:在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质,抑制不需要的微生物的生长,有利于所需微生物的生长。
如麦康凯培养基鉴别:用于鉴别不同微生物的培养基,微生物产生某种代谢产物,与培养基中的化学物质发生化学反应,产生明显的特征变化,如EMB培养基三、成分来源:(人工配制的、适合微生物生长、繁殖或产生代谢产物的营养基质,是微生物学研究和微生物发酵生产的基础。
任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素,且其间的比例合适。
)营养: 有机体吸取和利用营养物质的过程。
营养物质: 微生物为了生存就必须从环境中吸取各种物质以合成细胞物质、提供能量以及在新陈代谢中起调节作用。
这些物质就称为营养物质。
微生物的营养物质:水、碳源、氮源、无机盐、生长因子。
1、水:维持细胞的膨压和作为生化反应的溶剂。
a.水是构成微生物细胞的重要物质,其含量约占微生物细胞的70%-90%。
细菌75%-85%,酵母菌70-90%,丝状真菌85-90%,芽胞50%左右。
b.溶剂:生化反应、物质的吸收。
c.比热大。
d.供氢体。
一般情况下,配制培养基时,可用自来水、井水等天然水,但在测定微生物某些生理特性、合成产物数量以及其他要求精确性高的试验时,则必须采用蒸馏水甚至重馏水,以保证结果的准确。
2、碳源(carbon resource)概念:凡是能够被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质,都称为碳源。
碳源是组成微生物细胞的主要元素,也是异养微生物生命活动的能源。
碳素养料在微生物细胞中含量最稳定,约占细胞干重的50%。
可作为培养基的碳源物质很多,最常用的碳源为葡萄糖,因为能利用葡萄糖的微生物最多,其他糖类如蔗糖、麦芽糖、甘露醇、淀粉、纤维素,以及蛋白质、脂肪、有机酸、醇类、烃等都可作为培养不同微生物时选择使用的碳源。
自养型的微生物以CO2作为碳素营养在细胞内合成有机物质,故不需要向它们提供现成的有机碳化物作为碳素营养工业发酵中常用作碳源的有:米粉、玉米粉、淀粉、饴糖、红薯粉等。
实验室常用作的碳源的有:葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘油、甘露醇、有机酸等。
碳源的生理功能:1、作为构成细胞物质的C素骨架;2、提供机体生命活动所需要的能量。
3、氮源(nitrogen resource)概念:凡是能够被微生物利用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养物质,都称为氮源。
氮素是组成细胞蛋白质的主要成分,也是构成所有微生物细胞的基本物质。
某些固氮细菌可利用分子态氮素,其他微生物都需要化合态氮作为氮素养料。
化合态氮有无机氮和有机氮两类,无机氮有铵盐、硝酸盐等。
大多数真菌利用铵盐以及硝酸盐;许多细菌能利用铵盐,但对硝酸盐则不利用。
有机氮有蛋白胨、牛肉膏或牛肉浸汁、各种氨基酸等,此外,豆芽汁、酵母膏等也是常用的有机氮源。
一些含蛋白质较多的农副产品如豆饼粉、花生饼粉、棉籽饼等常可作为培养放线菌的氮源,又如鱼粉、蚕蛹等,也可作为培养某些微生物的氮素养料。
N源物质主要用做微生物合成含氮有机物质,一般不用做能源。
少数自养菌以NH4+作为氮源和能源。
氨基酸既做碳源,又可以做氮源4、无机盐类(矿质营养元素)磷、硫、钾、钙、镁、铁等,一般采用含有这些元素的盐类即可。
当用天然的植物性或动物性物质制备培养基时,往往不必加这些盐或只加一部分,因为它们本身含有这些元素。
除某些特殊生物的特殊需要外,一般在配制培养基时,不加微量元素,因为在营养物质及天然水中已含有一些可供微生物的微量元素。
生理功能:1、参与酶的组成:辅助因子或辅酶;2、维持细胞结构的稳定性:Mg2+与核糖体;3、微生物生长的能源物质:Fe2+,S;4、控制细胞的氧化还原电位;5、调节和控制细胞的渗透压平衡。
6、酶的激活剂或抑制剂。
5、生长因子概念:是一类需要量很少却能够促进微生物生长的小分子有机物质的总称。
核苷类(嘌呤、嘧啶);维生素;氨基酸野生型(wild type):不需生长素而能够在基础培养基上生长的菌株。
营养缺陷型(auxotroph):自发或诱导突变后需要特定生长物质才能生长的菌株。
常用于遗传和代谢的研究工作中。
6、前体和产物促进发酵工业生产中,除必须营养成分以外,考虑到代谢控制,添加某些特殊功用的物质,调节产物的形成,而并不促进微生物的生长,目的在于大幅度提高发酵产率,降低成本。
前体物质:是指当添加到发酵培养基中的某些化学物质基本上不改变其分子结构而直接进入产物中的小分子物质,从而在一定条件下控制产物的合成方向和提高产量。
在发酵中添加前体物质将有利于产物的合成和显著提高产量,如苯乙酸及其衍生物被认为是青霉素的前体物质。
大多数前提物质具毒性,生产中采用少量多次的流程。
诱导物(产物促进物):目前工业用微生物酶多数为诱导酶,如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等。
诱导物的存在能大大强化诱导酶的生物合成。
酶的正常底物或底物的类似物都可作为诱导物。
在各种微生物酶的发酵培养基中必须加入诱导物,例如淀粉、糊精或麦芽糖是淀粉酶或糖化酶的诱导物。
只有添加这些物质的培养基,才能获得高产。
四、发酵生产中常用的培养基有哪些?往往根据生产的流程和作用:斜面培养基、种子、发酵、摇瓶。
1.斜面培养基:作用:这是供微生物细胞生长繁殖用的,包括细菌,酵母等的斜面培养基以及霉菌、放线菌生孢子培养基或麸曲培养基等。
这类培养基主要作用是供给细胞生长繁殖所需的各类营养物质。
特点:富含有机氮源,少含或不含糖分。
有机氮有利于菌体的生长繁殖,能获得更多的细胞。
对于放线菌或霉菌的产孢子培养基,则氮源和碳源均不宜太丰富,否则容易长菌丝而较少形成孢子。
斜面培养基中宜加少量无机盐类,供给必要的生长因子和微量元素。
2.种子培养基(包括摇瓶种子和小罐种子培养基):必须有较完全和丰富的营养物质,特别需要充足的氮源和生长因子。
种子培养基中各种营养物质的浓度不必太高。
供孢子发芽生长用的种子培养基,可添加一些易被吸收利用的碳源和氮源。
种子培养基成分还应考虑与发酵培养基的主要成分相近。
3.发酵培养基:发酵培养基是发酵生产中最主要的培养基,是决定发酵生产成功与否的重要因素。
五、培养基的设计和优化:配制原则:“目的明确,营养协调,理化条件适宜,经济节约”1.对菌体生长与产物相偶联的发酵类型,充分满足细胞生长繁殖的培养基就能获得最大的产物。
2.对于生产氨基酸等含氮的化合物时,它的发酵培养基除供给充足的碳源物质外,还应该添加足够的铵盐或尿素等氮素化合物。
3.发酵培养基的各种营养物质的浓度应尽可能高些,这样在同等或相近的转化率条件下有利于提高单位容积发酵罐的利用率,增加经济效益。
4.发酵培养基需耗用大量原料,因此,原料来源、原材料的质量以及价格等必须予以重视。
细菌(常用牛肉膏蛋白胨琼脂);放线菌(常用高氏一号);真菌(PDA)。
PH, 水活度,氧还电位。
以粗代精,以野代家,以废代好,以简代繁,以氮代朊,以纤代糖,以烃代粮,以国代进1.必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。
2.有利于减少培养基原料的单耗,即提高单位营养物质所合成产物数量或最大产率。
3.有利于提高培养基和产物的浓度,以提高单位容积发酵罐的生产能力。
4.有利于提高产物的合成速度,缩短发酵周期。
5.尽量减少副产物的形成,便于产物的分离纯化。
6.原料价格低廉,质量稳定,取材容易。
7.所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响,以利于提高氧的利用率,降低能耗。
8.有利于产品的分离纯化,并尽可能减少产生“三废”的物质。
培养基的优化设计:①根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题,初步确定可能的培养基成分;②通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分;③当培养基成分确定后,剩下的问题就是各成分最适的浓度,由于培养基成分很多,为减少实验次数,常采用一些合理的实验设计方法。
(正交,拉丁方等)从实验室到工业大生产,过程上转变,参数变化?不同之处:1.消毒方式不同:摇瓶是蒸汽静态加热;发酵罐是直接蒸汽动态加热,部分是直接和蒸汽混合,影响培养基的质量,体积,PH,透光率等指标。
2.接种方式不同:摇瓶是吸管加入,发酵罐是火焰直接接种(还有其它方式),接种时,菌株的损失和菌种的适应特性等。
3.空气的通气方式不同:摇瓶是表面直接接触,发酵罐是空气混合接触,其中CO2的浓度和氧气的溶解度情况不同。
4.蒸发量不同:摇瓶的蒸发量不好控制,湿度控制好的话,蒸发量会少,发酵罐蒸发量大,但可以通过补料来解决。
5. 搅拌方式不同:摇瓶是以摇转的形式进行,对菌株的剪切力较小;发酵罐是直接搅拌,剪切力影响较大。
6.pH控制方法不同:摇瓶一般加入碳酸钙和间断补料控制;发酵罐直接加酸碱,方便。
7.温度控制不同:摇瓶是空气直接接触或者热传控制;发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制,应注意降温和加热的影响。
8.染菌的控制方法不同:发酵罐可以根据染菌的周期和类型采取一定的措施。
摇瓶直接处理。
9.检测方法不同:摇瓶量少,不能方便的控制和检测;发酵罐可以取样或者仪表时时检测。
10.原材料不同:发酵罐廉价粗放,工艺控制和摇瓶有很大区别。
摇瓶和发酵罐有很大区别,摇瓶优化是培养基设计的第一步,一般用再菌种的筛选,以及作为反应器水平上研究的基础,从反应器水平的优化可作为最终发酵基础配方。
六、培养基的灭菌和消毒常用的方法有:(一)火焰灭菌将物品直接放在火焰上进行烧而达到灭菌的方法。
如接种环、接种针、玻璃刮铲等灭菌。
(二)干热高温灭菌用于耐高温而干燥的物品的灭菌,不能用于培养基等的灭菌。
160-170℃下保温1-2小时。
(三)高压湿热灭菌可用于所有耐温物品的灭菌。
高压锅中121℃保温30分钟。
0.1MPa、1kgf/cm2、15磅保温30分钟。