基础培养基种类

DMEM、RIPA1640、F12、L15等细胞培养基的基本知识培养细胞的完全培养基由基础培养基（如MEM）和添加剂（如血清或无血清培养用的某些确定的激素及生长因子）组成，培养基的配方一直在改进，其中包括抗生素和抗有丝分裂剂等等。

一、基础培养基绝大多数培养基是建立在平衡盐溶液(BSS)基础上，添加了氨基酸、维生素和其它与血清中浓度相似的营养物质。

最广泛应用的培养基是Eearle`s MEM 的混合物，其中含有13种必须氨基酸、8种维生素。

而Ham`s F12 也包括非必须氨基酸，维生素的范围亦很广，另外常规含有无机盐和代谢添加剂（例如核苷酸）。

MEM/F12 这两种培养基各取1/2，形成神经生物学最通用的培养基。

Dulbecco`s改良培养基——DMEM，现应用于快速生长的细胞，同MEM 含有相同的营养成分，但浓度高出2~4倍。

选择某种培养基，应仔细了解成分表，应知道大多数情形下培养基都有不足。

例如，有些培养基在氨基酸中包括有谷氨酸，而这种培养基虽广泛用于神经生物学领域，但它对某些对谷氨酸敏感的可能有细胞外毒性损伤的神经元而言，则并非最佳选择，特别是如果神经元生长在缺乏胶质的环境中时。

F12中含有硫酸亚铁，据报道也有神经毒效应。

在所有这些培养基中，谷氨酸比其他氨基酸有更高的浓度，这是因为它具有不稳定性以及在许多细胞培养中它常用作碳源。

对于神经元的培养常常在基础培养基中增加葡萄糖的含量到0.6%或者加入丙酮酸（若培养基中这两种物质缺乏时）。

MEM与F12均要用5%的CO2来平衡，DMEM含更高浓度的NaCO3，要用10%的CO2来平衡，当然也可以在较低CO2浓度下使用。

这些基础培养基的组成成分是建立在对不同细胞系生长的研究之上的，但通常在原代培养中使用也能有比较令人满意的结果。

原则上，HEPES作为缓冲剂可用来代替碳酸氢盐，以解除需要高浓度CO2培养环境的限制。

实际操作中并非如此简单。

显然，溶解的CO2与碳酸氢盐对良好的细胞生长是重要的。

培养基的概念、分类及用途各位同学，大家好，今天我们来学习《微生物检验技术》中有关培养基的基本知识，微生物的培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配置出供其生长繁殖的营养基质，也就是说，培养基实际上是微生物所需要的各种营养物质，那么构成培养基的成分就非常重要。

一般微生物的培养基呢，都含有水，碳源，氮源，无机盐等营养物质，虽然不同的微生物所需要的营养物质有一定差异，但是他们都需要刚刚提到的这四种物质，所以这是配制培养基最基本的四类物质，大家需要记住它。

那么在此基础上，培养基还需要满足微生物对PH值，特殊的营养物质以及氧气等等的要求，那么我们通过两个例子来帮助大家理解，比方说牛肉膏蛋白胨培养基里面的牛肉膏，其中呢有含有牛肉成分，那么它可以为微生物的生长提供碳源和氮源，另外还有磷酸盐，维生素等等，那么蛋白胨，听这个名字大家应该知道，里面的蛋白质成分可以为微生物培养提供碳源和氮源，另外呢，还可以提供维生素，那么氯化钠主要是提供无机盐，最后还有水。

培养基的制备还需要满足微生物对PH值，特殊营养物质以及氧气的需求。

我们举几个例子帮助大家理解，如果要培养乳酸杆菌，那么我们需要在培养剂里添加维生素，培养霉菌的时候，要把PH值调至酸性，如果是细菌的话，PH值调至中性或微碱性，如果是厌氧微生物呢，就放在无氧条件下培养。

这是培养基的概念及成分。

接下来我们来简单介绍一下培养基的分类。

首先我们来说两种最基本的分类方法，按成分划分和按状态划分。

按成分划分的话，主要是分三种，天然培养基、合成培养基和半合成培养基。

那什么叫合成培养基？培养基不都是人工合成的吗？合成培养基指的是：培养基中的成分全部已知。

注意这个已知它的要求非常严格。

比如说我配一个马铃薯琼脂培养基，合成培养基需要你知道马铃薯中有哪些化学成分。

比如有多少糖？有多少氨基酸？有多少生长因子等等，所以说这个叫做天然培养基，因为你的用的主要的材料是天然的成分：马铃薯。

实际在实验室中，真正严格的纯的合成培养基是不多见的，这个原因很多，第一个，合成培养基的制备非常麻烦，它需要东西很多，每一种物质都需已知并自行添加。

培养基的种类繁多。

因考虑的角度不同，可将培养基分成以下一些类型：（一）根据所培养微生物的种类作分类根据微生物的种类可分为：细菌、放线菌、酵母菌和霉菌培养基。

常用的异养型细菌培养基为牛肉膏蛋白胨培养基，常用的自养型细菌培养基是无机的合成培养基，常用的放线菌培养基为高氏一号合成培养基，常用的酵母菌培养基为麦芽汁培养基，常用的霉菌培养基为察氏合成培养基。

（二）根据对培养基成分的了解程度作分类1. 天然培养基指一类利用动、植物或微生物体包括用其提取物制成的培养基，这是一类营养成分既复杂又丰富、难以说出其确切化学组成的培养基。

例如牛肉膏蛋白胨培养基。

天然培养基的优点是营养丰富、种类多样、配制方便、价格低廉；缺点是化学成分不清楚、不稳定。

因此，这类培养基只适用于一般实验室中的菌种培养、发酵工业中生产菌种的培养和某些发酵产物的生产等。

常见的天然培养基成分有：麦芽汁、肉浸汁、鱼粉、麸皮、玉米粉、花生饼粉、玉米浆及马铃薯等。

实验室中常用牛肉膏、蛋白胨及酵母膏等。

2. 合成培养基又称组合培养基或综合培养基，是一类按微生物的营养要求精确设计后用多种高纯化学试剂配制成的培养基。

例如高氏一号培养基、察氏培养基等。

合成培养基的优点是成分精确、重演性高；缺点是价格较贵，配制麻烦，且微生物生长比较一般。

因此，通常仅适用于营养、代谢、生理、生化、遗传、育种、菌种鉴定或生物测定等对定量要求较高的研究工作中。

3. 半合成培养基又称半组合培养基，指一类主要以化学试剂配制，同时还加有某种或某些天然成分的培养基。

例如培养真菌的马铃薯蔗糖培养基等。

严格地讲，凡含有未经特殊处理的琼脂的任何合成培养基，实质上都是一种半合成培养基。

半合成培养基特点是配制方便，成本低，微生物生长良好。

发酵生产和实验室中应用的大多数培养基都属于半合成培养基。

（三）根据培养基的物理状态作分类1. 液体培养基呈液体状态的培养基为液体培养基。

它广泛用于微生物学实验和生产，在实验室中主要用于微生物的生理、代谢研究和获取大量菌体，在发酵生产中绝大多数发酵都采用液体培养基。

DMEM、RIPA1640、F12、L15等细胞培养基的基本知识培养细胞的完全培养基由基础培养基（如MEM）和添加剂（如血清或无血清培养用的某些确定的激素及生长因子）组成，培养基的配方一直在改进，其中包括抗生素和抗有丝分裂剂等等。

一、基础培养基绝大多数培养基是建立在平衡盐溶液(BSS)基础上，添加了氨基酸、维生素和其它与血清中浓度相似的营养物质。

最广泛应用的培养基是Eearle`s MEM 的混合物，其中含有13种必须氨基酸、8种维生素。

而Ham`s F12 也包括非必须氨基酸，维生素的范围亦很广，另外常规含有无机盐和代谢添加剂（例如核苷酸）。

MEM/F12 这两种培养基各取1/2，形成神经生物学最通用的培养基。

Dulbecco`s 改良培养基——DMEM，现应用于快速生长的细胞，同MEM含有相同的营养成分，但浓度高出2~4倍。

选择某种培养基，应仔细了解成分表，应知道大多数情形下培养基都有不足。

例如，有些培养基在氨基酸中包括有谷氨酸，而这种培养基虽广泛用于神经生物学领域，但它对某些对谷氨酸敏感的可能有细胞外毒性损伤的神经元而言，则并非最佳选择，特别是如果神经元生长在缺乏胶质的环境中时。

F12中含有硫酸亚铁，据报道也有神经毒效应。

在所有这些培养基中，谷氨酸比其他氨基酸有更高的浓度，这是因为它具有不稳定性以及在许多细胞培养中它常用作碳源。

对于神经元的培养常常在基础培养基中增加葡萄糖的含量到0.6%或者加入丙酮酸（若培养基中这两种物质缺乏时）。

MEM与F12均要用5%的CO2来平衡，DMEM含更高浓度的NaCO3，要用10%的CO2来平衡，当然也可以在较低CO2浓度下使用。

这些基础培养基的组成成分是建立在对不同细胞系生长的研究之上的，但通常在原代培养中使用也能有比较令人满意的结果。

原则上，HEPES作为缓冲剂可用来代替碳酸氢盐，以解除需要高浓度CO2培养环境的限制。

实际操作中并非如此简单。

显然，溶解的CO2与碳酸氢盐对良好的细胞生长是重要的。

实验二细菌培养与代谢产物检查【目的】①学习并初步掌握基础培养基制备方法。

②了解细菌生长繁殖所需要营养以及常用培养基的种类和用途。

③了解细菌所具有的不同生化反应及代谢产物，以利细菌的鉴定和鉴别。

④规范地进行无菌操作。

一、基础培养基的制备(一)培养基的制作程序培养基制作的一般程序：准确称量培养基的各种成分→混合溶解→测定及矫正pH→分装、包装→灭菌→检定→保存备用。

(二)常用培养基的种类按培养基的作用分为：①基础培养基：含有细菌需要的最基本营养成分(蛋白胨1％，牛肉膏0.3％，氯化钠0.5％，用蒸馏水溶解)。

按其性状不同可分为：(1)肉汤培养基。

(2)普通琼脂培养基。

分斜面和平板培养基，内含2～3％的琼脂，呈固体状。

(3)半固体培养基，含0.2～0.5％的琼脂。

②营养培养基：供营养要求较高的细菌用，如血琼脂培养基(在普通琼脂培养基中加入5％～10％的脱纤维动物血)。

③选择培养基：如SS琼脂培养基，可选择性抑制非病原菌生长，有利于分离病原菌。

④鉴别培养基：如含铁双糖培养基，用以鉴定细菌。

⑤厌氧培养基：如庖肉培养基，用以培养厌氧菌。

(三)基础培养基的制备过程1、肉汤(肉浸液)培养基【材料】牛肉、蛋白胨、氯化钠、水(蒸馏水或自来水)、NaOH溶液(1N和N／10)、0.02％酚红指示剂、吸管等。

【方法】①取新鲜瘦牛肉，除去脂肪及筋膜，切成小块后用绞肉机绞碎，每500g碎肉加水1000ml，混合置4℃冰箱过夜(使营养物质即溶解性蛋白质充分渗出)。

②次日取出煮沸半小时左右，使肉渣蛋白质全部凝固；加热过程中不时地用玻璃棒搅拌，以免沉淀烧焦。

也可不放置冰箱过夜，直接煮沸1小时。

③用数层纱布过滤，弃去肉渣(肉渣中的液体应尽量挤净)，于滤液中加入1％蛋白胨及0.5％氯化钠，加热溶解，并补足失水至1000ml。

④冷却到50℃在右，以N／10 NaOH调至pH值7.6～7.8。

⑤待pH矫正后，再加热10min，使肉汤中部分蛋白质等因加碱及再度加热而凝固沉淀。

第一节发酵工程的培养基课标内容要求核心素养对接举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物。

生命观念：掌握培养基的分类、成分与作用，能根据微生物的类型与特点选择正确的培养基。

科学思维：归纳概括培养基的主要类型、特点及应用。

科学探究：掌握培养基的配制方法，并能科学地选用和设计适合微生物生长需求的培养基。

一、培养基的类型和基础培养基1．培养基的类型(1)培养基的定义培养基主要是指为人工培养微生物等而制备的，适合微生物等生长、繁殖或积累代谢产物的营养基质。

(2)培养基的类型、特点及应用划分依据培养基种类特点用途(实例)培养基的成分天然培养基(由动植物组织或微生物细胞以及它们的提取物或粗消化物配制而成)优点：取材便利、营养丰富、配制简便缺点：营养成分难以控制、实验结果的重复性较差适用于工业化生产合成培养基(由准确称量的高纯度化学试剂加蒸馏水配制而成)优点：化学成分及其含量明确、实验的可重复性好缺点：配制过程繁琐，成本较高多用于研究和育种物理性质固体培养基加一定量的凝固剂(如：琼脂)接种、保存和培养微生物半固体培养基加少量凝固剂液体培养基不加凝固剂菌种的扩大培养、工业生产用途基础培养基(一般含有水、碳源、氮源、无机盐等)提供大多数微生物对营养条件的基本需求牛肉膏蛋白胨培养基特殊培养基(以基础培养基为基础)提供特殊用途选择培养基、鉴别培养基、加富培养基2．基础培养基的成分(1)碳源：构成微生物体的重要成分，也是微生物生命活动的能量来源。

主要包括葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉和纤维素等。

(2)氮源：构成微生物细胞中蛋白质和核酸的主要元素。

可分为有机氮源(豆饼粉、牛肉膏、蛋白胨、酵母粉等)和无机氮源(硝酸盐、铵盐等)。

(3)无机盐：培养基的重要成分，是微生物生长繁殖和合成多种代谢产物所必需的营养物质。

微生物根据需要从培养基摄取磷酸盐等必要的无机盐。

二、特殊培养基1．特殊培养基的种类(1)选择培养基①用途：将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来。

培养基的类型及应用培养基种类繁多,根据其成份、物理状态和用途可将培养基分成多种类型。

1．按成份不同划分(1) 天然培养基(complex medium)这类培养基主要以化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物组成,牛肉膏蛋白胨培养基和麦芽汁培养基就属于此类。

基因克隆技术中常用的LB(Luria-Bertani)培养基也是一种复合培养基,其组成见表4-10。

常用的天然有机营养物质包括牛肉浸膏、蛋白胨、酵母浸膏(表4-11)、豆芽汁、玉米粉、土壤浸液、麸皮、牛奶、血清、稻草浸汁、羽毛浸汁、胡罗卜汁、椰子汁等,嗜粪微生物(coprophilous microorganisms)可以利用粪水作为营养物质。

复合培养基成本较低,除在实验室经常使用外,也适于用来进行工业上大规模的微生物发酵生产。

(2) 合成培养基(synthetic medium)合成培养基是由化学成份完全了解的物质配制而成的培养基，也称化学限定培养基(chemically defined medium),高氏1号培养基和查氏培养基就属于此种类型。

配制合成培养基时重复性强,但与天然培养基相比其成本较高,微生物在其中生长速度较慢,一般适于在实验室用来进行有关微生物营养需求、代谢、分类鉴定、生物量测定、菌种选育及遗传分析等方面的研究工作。

2．根据物理状态划分根据培养基中凝固剂的有无及含量的多少,可将培养基划分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基三种类型。

(1) 固体培养基(solid medium)在液体培养基中加入一定量凝固剂即为固体培养基。

理想的凝固剂应具备以下条件:1.不被所培养的微生物分解利用;2.在微生物生长的温度范围内保持固体状态。

在培养嗜热细菌时,由于高温容易引起培养基液化,通常在培养基中适当增加凝固剂来解决这一问题;3.凝固剂凝固点温度不能太低,否则将不利于微生物的生长;4.凝固剂对所培养的微生物无毒害作用;5.凝固剂在灭菌过程中不会被破坏;6.透明度好,粘着力强;7.配制方便且价格低廉。

培养基的种类及其作用
培养基根据其用途可分为四个类型:
⑴基础培养基:在一定条件下含有某种微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基,也称为基本培养基。

基本培养基可用于菌落的培养或得到所需代谢产物,也可用于制备其它特殊要求的培养基。

⑵加富培养基:为分离某类微生物专门设计的,在普通培养基中加入额外营养物的培养基。

如加入血、血清、动植物组织提取液。

目的微生物在这种培养基中较其他微生物生长速度快,并逐渐富集而占优势。

加富培养基主要用于菌种的保存或用于菌种的分离筛选。

⑶鉴别培养基:培养基中加有能与某种菌的代谢产物发生显色反应的指示剂,通过肉眼可观察出该菌菌落与相似的其他菌落相区分的培养基。

鉴别培养基主要用于菌种的鉴别和分离。

⑷选择培养基:根据某种类微生物的特殊营养需求或对某物理、化学因素的抗性而设计的培养基。

具有使混合菌群中的劣势菌成为优势菌的功能,可用来进行菌种筛选。

一、原理大多数微生物均可用人工方法培养。

以人工方法配制成的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质，称为培养基，培养基中一般含有微生物所必需的碳源、氮源、无机盐、生长素以及水分等。

另外，培养基还应具有适宜的ph值、一定的缓冲能力、一定的氧化还原电位及合适的渗透压。

二、培养基的种类培养基按物理状态分为固体、半固体和液体培养基；按组成成分分为天然、合成和半合成培养基；按其作用分为基础、加富、选择、鉴别、厌氧和活体培养基等。

1、基础培养基：含有微生物所需要的基本营养成分，如肉汤培养基。

2、加富培养基：在基础培养基中再加入葡萄糖。

血液、血清或酵母浸膏等物质，可供营养要求较高的微生物生长，如血平板、血清肉汤等。

3、选择培养基：是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理。

化学条件的抗性而设计的培养基。

利用这种培养基可以把所需要的微生物从混杂的其他微生物中分离出来。

4、鉴别培养基：在培养基中加入某种试剂或化学药品，使培养后发生某种化学变化，从而鉴别不同类型的微生物。

如伊红－美蓝（EMB）培养基、糖发酵管、醋酸铅培养基等。

5、厌氧培养基：专性厌氧菌不能在有氧的条件下生长，所以必须将培养基与环境中的空气隔绝，或降低培养基中的氧化还原电位，如在液体培养基的表面加盖凡士林或醋，或在液体培养基中加入碎肉快制成庖肉培养基等。

此外，也可以利用物理或化学的方法除去培养环境中的氧，以保证厌氧环境。

6、活体培养基：有一些微生物可以在活的动植物体或离体的活组织细胞内生长繁殖，因此，某些活的动植物体或离体的活组织细胞对这些微生物来说，是很好的培养基。

三、培养基的主要成分1、营养物质：有蛋白胨、肉浸汁和牛肉膏、糖（醇）类、血液、鸡蛋与动物血清、生长因子、无机盐类。

2、水分：制备培养基常用蒸馏水（因蒸馏水中不含杂质），也可用自来水、井水等，但需先经煮沸，使部分盐类沉淀，再经过滤方可使用。

3、凝固物质：配制固体培养基的凝固物质有琼脂、明胶和卵白蛋白及血清等。

培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途可将培养基分成多种类型。

(1) 按成分不同划分1)天然培养基(complex mediurn)这类培养基含有化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物，也称非化学限定培养基(chemically undefined mediunl)。

牛肉膏蛋白胨培养基和麦芽汁培养基就属于此类。

基因克隆技术中常用的LB(Luria—Bertani)培养基也是一种天然培养基，其组成见表4—10。

常用的天然有机营养物质包括牛肉浸膏、蛋白胨、酵母浸膏(表4—11)、豆芽汁、玉米粉、土壤浸液、麸皮、牛奶、血清、稻草浸汁、羽毛浸汁、胡萝卜汁、椰子汁等，嗜粪微生物(coprophilous microorganisms)可以利用粪水作为营养物质。

天然培养基成本较低，除在实验室经常使用外，也适于用来进行工业上大规模的微生物发酵生产。

表4—11 牛肉浸膏、蛋白胨及酵母浸膏的来源及主要成分营养物质来源主要成分牛肉浸膏蛋白胨酵母浸膏瘦牛肉组织浸出汁浓缩而成的膏状物质将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的粉末状物质酵母细胞的水溶性提取物浓缩而成的膏状物质富含水溶性糖类、有机氮化合物、维生素、盐等富含有机氮化合物、也含有一些维生素和糖类富含B类维生素，也含有有机氮化合物和糖类2)合成培养基(syntheticmedium)合成培养基是由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，也称化学限定培养基(chemically defined mediurn)，高氏I号培养基和查氏培养基就属于此种类型。

配制合成培养基时重复性强：，但与天然培养基相比其成本较高，微生物在其中生长速度较慢，一般适于在实验室用来进行有关微生物营养需求、代谢、分类鉴定、生物量测定、菌种选育及遗传分析等方面的研究工作。

(2) 根据物理状态划分根据培养基中凝固剂的有无及含量的多少，可将培养基划分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基三种类型。

培养基培养基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。

适宜的培养基不仅可用于细菌的分离纯化培养、传代、菌种保存，还可用于研究细菌的生理、生化特性，是病原菌分离鉴定的重要环节和必不可少的手段。

一、培养基的组成成分二、培养基种类三、分离培养基的选择一、培养基的组成成分（一）营养物质细菌需要的基础营养物质应含有氮源、碳源、无机盐类和生长因子等，常用的营养物质如下：1.蛋白胨提供氮源。

是动物或植物蛋白质经酶或酸碱分解而成。

含胨、多肽和多种氨基酸，为大多数细菌生长所利用，尤其是含大量色氨酸的胰蛋白胨，更适于测靛基质用的蛋白胨。

蛋白胨易溶于水，遇酸不沉淀，不因受高温而凝固，并对两性电解质有缓冲作用。

但吸水性强，应注意干燥密封保存。

2.肉浸液是用新鲜牛肉浸泡、煮沸而制成的肉汁。

其中含有可溶性含氮浸出物（肌酸、黄嘌呤、腺嘌呤、次黄嘌呤核苷酸、谷氨酸、甘氨酸等）和非含氮浸出物（肝糖、乳酸、琥珀酸、磷酸己糖、脂肪、无机盐类等）。

还有一些生长因子。

肉浸液提供氮源和碳源，但肉浸液中所含氮物质过少而不能满足细菌的需要，因此在制备培养基时应再加入1%～2%的蛋白胨和0.5%氯化钠。

3.牛肉膏由肉浸液经长时间加热浓缩而制成。

糖类在加热过程中被破坏，所以其营养价值低于肉浸液，但因无糖可用作肠道杆菌鉴别培养基的基础成分。

由于使用方便，常用于制备培养基。

4.糖类、醇类提供碳源和能源。

制备培养基所用的糖类、醇类有多种，常用的糖类有单糖（葡萄糖、阿拉伯糖等）、双糖（乳糖、蔗糖等）和多糖（淀粉、菊糖等）；常用的醇类有甘露醇、卫茅醇等。

除葡萄糖、蔗糖主要作为碳源和能源的基本成分外，其他糖类和醇类主要用于鉴定细菌所做的发酵反应。

6.无机盐类提供细菌生长的各种元素，如：钾、钠、铁、镁、钙、磷、硫等。

用于制备培养基的无机盐类有多种，其中最常用的有氯化钠和磷酸盐，前者对维持酶的活性、调节菌体内外的渗透压非常重要，后者是细菌良好的磷源，并在培养基中具有缓冲作用。