大肠杆菌噬菌体的分离纯化及效价的测定
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大肠埃希氏杆菌噬菌体的分离与纯化【实验目的】1.培养自主查阅资料,自行设计、整理实验方案,自己安排实验的能力。
2.通过综合性大实验进一步掌握微生物实验的基本原理和技术、培养无菌意识。
3.培养互助协作的团队精神和分析解决问题的能力。
4.掌握从污水中分离和纯化大肠埃希氏菌噬菌体的原理。
5.掌握噬菌体的分离与纯化以及用双层琼脂平板法培养噬菌体的方法。
【实验原理】1.凡有寄主细胞存在的地方,一般都能找到其相应的噬菌体。
粪便和阴沟污水等往往是各种肠道细菌尤其是大肠杆菌的栖居地,故常能从其中分离到各肠杆菌噬菌菌株的相应噬菌体。
2.从自然界分离某一噬菌体的一般方法是:(1)培养寄主细胞(大肠杆菌);(2)采集含有相应寄主细胞的噬菌体(阴沟污水);(3)将样品内的细胞进行富集培养;(4)制备噬菌体裂解液;(5)检测噬菌体是否存在;(6)噬菌体的纯化及效价测定。
3.培养基的配制(配方)与灭菌(1)3×牛肉膏蛋白胨培养液:牛肉膏9克,蛋白胨30克,NaCl 15克,自来水1000ml,Ph 7.2-7.4.(2)牛肉膏蛋白胨培养液:牛肉膏3克,蛋白胨10克,NaCl 5克,自来水1000ml,Ph 7.2-7.4.(3)牛肉膏蛋白胨固体培养基:牛肉膏3克,蛋白胨10克,NaCl 5克,琼脂条20克,自来水1000 ml,Ph 7.2-7.4。
(4)牛肉膏蛋白胨琼脂半固体培养基:牛肉膏3克,蛋白胨10克,NaCl 5克,琼脂条7克,自来水1000ml,Ph 7.2-7.4。
封好做好标记于121℃灭菌20min备用【实验材料及器皿】1.菌种:大肠埃希氏菌。
2.噬菌体样品:矛坡的阴沟污水3.培养基:3×牛肉膏蛋白胨培养液,牛肉膏蛋白胨培养液,牛肉膏蛋白胨琼脂培养基,牛肉膏蛋白胨琼脂半固体培养基。
4.仪器:离心机,恒温水浴锅,冰箱,恒温培养箱,高压灭菌锅,酒精灯,量筒,微量移液器及枪头,火柴,接种针,标记笔,无菌涂布棒,培养皿,试管,三角瓶,电热炉,玻璃棒,牛皮纸,纱布,PH试纸,橡皮筋。
一株鸡大肠杆菌噬菌体的分离鉴定及治疗试验路建彪;王俊丽;吴伟胜;司振书;李玉保【摘要】为探究大肠杆菌噬菌体的生物学特性及其治疗效果,本研究采用双层平板法分离纯化大肠杆菌噬菌体,并测定噬菌体的效价、温度稳定性、pH稳定性、感染复数(MOI)、一步生长曲线等生物学特性,以及噬菌体治疗大肠杆菌病的效果.结果显示分离的噬菌体Bp1805最佳MOI为1时,其效价可达2.4×10m pfu/mL;噬菌体Bp1805对温度的耐受范围较广,在pH5~pH10范围内非常稳定,该噬菌体潜伏期为20 min,裂解期为50min.大肠杆菌病治疗试验结果显示,注射噬菌体比口服噬菌体治疗效果好,大肠杆菌病的防治效果与噬菌体治疗方式和治疗时间有关;噬菌体治疗大肠杆菌病效果优于恩诺沙星和硫酸庆大霉素.噬菌体Bp1805能够裂解致病性大肠杆菌,为临床大肠杆菌病的噬菌体防治提供参考依据.【期刊名称】《中国预防兽医学报》【年(卷),期】2019(041)005【总页数】4页(P530-533)【关键词】大肠杆菌;噬菌体;分离鉴定;生物学特性【作者】路建彪;王俊丽;吴伟胜;司振书;李玉保【作者单位】聊城大学农学院,山东聊城252059;聊城大学农学院,山东聊城252059;聊城大学农学院,山东聊城252059;聊城大学农学院,山东聊城252059;聊城大学农学院,山东聊城252059【正文语种】中文【中图分类】S852.61禽大肠杆菌病是由某些致病性或条件致病性大肠杆菌引起,是危害养禽业最为严重的细菌性疾病之一,在疾病预防和治疗过程中最易产生耐药性,导致抗生素用量增加和禽类产品药物残留等一系列问题。
该病一年四季均可发生,但以冬春季节和气温多变时期多发,给养禽业带来严重的经济损失。
禽大肠杆菌病在临床上主要通过抗生素防治,但由于抗生素的盲目添加或过量使用,导致大肠杆菌的耐药菌株不断增多、耐药谱不断扩大,进而导致治疗效果下降,养殖效益降低,同时对食品安全构成威胁[1]。
噬菌体的分离与纯化实验用具及材料1.菌种:大肠杆菌2.试剂:氯仿3.培养基:,,琼0.7g离有5mL牛肉膏蛋白胨培养液1)的试管中,混合均匀后置37℃培养过夜。
/取大肠杆菌斜面一支,加4ml 无菌水洗下菌苔,制成菌悬液。
(2)增殖培养:在盛有10mL 3倍牛肉膏蛋白胨液体培养基2)大的试剂瓶中加入噬菌体原液20mL和大肠杆菌悬液0.3mL,混合后置37℃振荡培养12~24h。
(3)制备裂解液:将上述混合培养物分别倒入五支10mL无菌离心管中,经4000r/min离心15min;将上清液小心的转入另一无菌离心管中。
(4)确证试验所得裂解液经37℃培养过夜,经无菌检查没有细菌生长的滤液作进一步证明噬菌体的存在;还可加入几滴氯仿,稍作混合,备用。
(5)噬菌体检测:在牛肉膏蛋白胨琼脂平板上加入0.1mL(1滴)大培养((~55℃((直至骤⑵、⑶直到出现的噬菌斑形态一致为止注意事项1.使用仪器要保证是灭菌的;2.注意琼脂的浓度;3.氯仿是易燃品,应远离火焰一、生物测定法1、双层琼脂平板法1)倒下层琼脂融化下层培养基,倒平板(约10mL/皿)待用。
2)倒上层琼脂融化上层培养基,待融化的上层培养基冷却至50℃左右时,每管中加入大肠杆菌菌液0.2mL,上述噬菌体增殖液0.2~0.5mL,混合后立即34)2、45℃30℃1、11个底部注明噬菌体稀释度。
2、稀释噬菌体按10倍稀释法,吸取0.5mL大肠杆菌噬菌体,注入一支装有4.5mL 1%蛋白胨水的试管中,即稀释到10-1,依次稀释到10-6稀释度。
噬菌体与菌液混合将11支灭菌空试管分别标记10-4、10-5、10-6和对照。
分别从10-4、10-5和10-6噬菌体稀释液中吸取0.1mL于上述编号的无菌试管中,每个稀释度平行做三个管,在另外两支对照管中加0.1mL无菌水,并分别于各管中加入0.2mL大肠杆菌菌悬液,振荡试管使菌液与噬菌体液混合均匀,置37℃水浴中保温5min,让噬菌体粒子充分吸附并侵入菌体细胞。
噬菌体的分离纯化及效价的测定1 目的1.1 了解噬菌体效价的含义及其测定原理。
1.2 学会检查噬菌体的方法。
1.3 掌握用双层琼脂平板法测定噬菌体效价的操作技能。
2 原理噬菌体是一类专性寄生于细菌和放线菌等微生物的病毒,其个体形态极其微小,用常规微生物计数法无法测得其数量。
当烈性噬菌体侵染细菌后会迅速引起敏感细菌裂解,释放出大量子代噬菌体,然后它们再扩散和侵染周围细胞,最终使含有敏感菌的悬液由混浊逐渐变清,或在含有敏感细菌的平板上出现肉眼可见的空斑──噬菌斑。
了解噬菌体的特性,快速检查、分离,并进行效价测定,对在生产和科研工作中防止噬菌体的污染具有重要作用。
检样可以是发酵液、空气、污水、土壤等(至于无法采样而需检查的对象,可以用无菌水浸湿的棉花涂拭表面作为检查样品)。
为了易于分离可先经增殖培养,使样品中的噬菌体数量增加。
采用生物测定法进行噬菌体检查,约需12h左右,因而不能及时判断是否有噬菌体污染。
通过快速检查可大致确定是否有噬菌体污染,以采取必要的防治措施。
根据正常发酵(培养)液离心后菌体沉淀,上清液蛋白含量很少,加热后仍然清亮;而侵染有噬菌体的发酵(培养)液经离心后其上清液中因含有自裂解菌中逸出的活性蛋白,加热后发生蛋白质变性,因而在光线照射下出现丁达尔效应而不清亮。
此法简单、快速,对发酵液污染噬菌体的判断亦较准确。
但不适于溶源性细菌及温合噬菌体的诊断,对侵染噬菌体较少的一级种子培养液也往往不适用。
噬菌体的效价即1mL样品中所含侵染性噬菌体的粒子数。
效价的测定一般采用双层琼脂平板法。
由于在含有特异宿主细菌的琼脂平板上,一般一个噬菌体产生一个噬菌斑,故可根据一定体积的噬菌体培养液所出现的噬菌斑数,计算出噬菌体的效价。
此法所形成的噬菌斑的形态、大小较一致,且清晰度高,故计数比较准确,因而被广泛应用。
3 材料3.1菌种敏感指示菌(大肠杆菌)、大肠杆菌噬菌体(从阴沟或粪池污水中分离)。
3.2培养基二倍肉膏蛋白胨培养液,上层肉膏蛋白胨半固体琼脂培养基(含琼脂0.7%,试管分装,每管5mL),下层肉膏蛋白胨固体琼脂培养基(含琼脂2%),1%蛋白胨水培养基。
噬菌体的分离纯化及效价的测定
1 目的
1.1 了解噬菌体效价的含义及其测定原理。
1.2 学会检查噬菌体的方法。
1.3 掌握用双层琼脂平板法测定噬菌体效价的操作技能。
2 原理
噬菌体是一类专性寄生于细菌和放线菌等微生物的病毒,其个体形态极其微小,用常规微生物计数法无法测得其数量。
当烈性噬菌体侵染细菌后会迅速引起敏感细菌裂解,释放出大量子代噬菌体,然后它们再扩散和侵染周围细胞,最终使含有敏感菌的悬液由混浊逐渐变清,或在含有敏感细菌的平板上出现肉眼可见的空斑──噬菌斑。
了解噬菌体的特性,快速检查、分离,并进行效价测定,对在生产和科研工作中防止噬菌体的污染具有重要作用。
检样可以是发酵液、空气、污水、土壤等(至于无法采样而需检查的对象,可以用无菌水浸湿的棉花涂拭表面作为检查样品)。
为了易于分离可先经增殖培养,使样品中的噬菌体数量增加。
采用生物测定法进行噬菌体检查,约需12h左右,因而不能及时判断是否有噬菌体污染。
通过快速检查可大致确定是否有噬菌体污染,以采取必要的防治措施。
根据正常发酵(培养)液离心后菌体沉淀,上清液蛋白含量很少,加热后仍然清亮;而侵染有噬菌体的发酵(培养)液经离心后其上清液中因含有自裂解菌中逸出的活性蛋白,加热后发生蛋白质变性,因而在光线照射下出现丁达尔效应而不清亮。
此法简单、快速,对发酵液污染噬菌体的判断亦较准确。
但不适于溶源性细菌及温合噬菌体的诊断,对侵染噬菌体较少的一级种子培养液也往往不适用。
噬菌体的效价即1mL样品中所含侵染性噬菌体的粒子数。
效价的测定一般采用双层琼脂平板法。
由于在含有特异宿主细菌的琼脂平板上,一般一个噬菌体产生一个噬菌斑,故可根据一定体积的噬菌体培养液所出现的噬菌斑数,计算出噬菌体的效价。
此法所形成的噬菌斑的形态、大小较一致,且清晰度高,故计数比较准确,因而被广泛应用。
3 材料
3.1菌种
敏感指示菌(大肠杆菌)、大肠杆菌噬菌体(从阴沟或粪池污水中分离)。
3.2培养基
二倍肉膏蛋白胨培养液,上层肉膏蛋白胨半固体琼脂培养基(含琼脂0.7%,试管分装,每管5mL),下层肉膏蛋白胨固体琼脂培养基(含琼脂2%),1%蛋白胨水培养基。
3.3仪器和器具
无菌的试管、培养皿、三角瓶、移液管(1、5mL),恒温水浴锅,离心机等。
4 流程
4.1噬菌体的分离纯化鉴定
4.2噬菌体效价的测定
5 方法
5.1 噬菌体的检查
5.1.1 样品采集
将2~3g土样或5mL水样(如阴沟污水)放入灭菌三角瓶中,加入对数生长期的敏感指示菌(大肠杆菌)菌液3~5mL,再加20mL二倍肉汤蛋白胨培养液。
5.1.2 增殖培养
30℃振荡培养12~18h, 使噬菌体增殖。
5.1.3
噬菌体的分离
(1)制备菌悬液取大肠杆菌斜面一支,加4ml 无菌水洗下菌苔,制成菌悬液。
(2)增殖培养于100ml 三倍浓缩的肉膏蛋白胨液体培养基的三角烧瓶中,加入污水样品200ml与大肠杆菌悬液2ml,37℃培养12~24 小时。
(3)制备裂解液将以上混合培养液2500r/min 离心15 分钟。
将以灭菌的蔡氏过滤器用无菌操作安装于灭菌抽滤瓶上,用橡皮管连接抽滤瓶与安全瓶,安全瓶再连接于真空泵(如图2)。
图上的真空表接或不接均可。
将离心上清夜倒入滤器,开动真空泵,过滤除菌。
所得滤液倒入灭菌三角瓶内,37℃培养过夜,以作无菌检查。
(4)确证试验经无菌检查没有细菌生长的滤液作进一步证明噬菌体的存在。
(a)于肉膏蛋白胨琼脂平板上加一滴大肠杆菌悬液,再用灭菌玻璃涂布器将菌液涂布成均匀的一薄层。
(b) 待平板菌液干后,分散滴加数小滴滤液于平板菌层上面,里37℃ 培养过夜。
如果在滴加滤液处形成无菌生长的透明噬菌斑,便证明滤液中有大肠杆菌噬菌体。
噬菌体的纯化
(1)如果已证明确有噬菌体的存在,便用接种环取菌液一环接种于液体培养基内,再加人0.1 毫升大肠杆菌悬液,使混合均匀。
( 2 )取上层琼脂培养基,溶化并冷至48℃(可预先溶化、冷却,放48℃ 水溶箱内备用), 加入以上噬菌体与细菌的混合液0.2 毫升,立即混匀。
( 3 )并立即倒人底层培养基上,混匀。
置37℃ 培养12 小时。
( 4 )此时长出的分离的单个噬菌斑,其形态、大小常不一致,再用接种针在单个噬菌斑中刺一下,小心采取噬菌体,接入含有大肠杆菌的液体培养基内。
于37℃ 培养。
(5)等待管内菌液完全溶解后,过滤除菌,即得到纯化的噬菌体。
(以上(1 ) ( 2 ) ( 3 )三步骤,目的是在平板上得到单个噬菌斑,能否达到目的,决定于所分离得到的噬菌体滤液的浓度和所加滤液的量,最好在做无菌实验的同时,由教师先做顶备试脸,若平板上的噬菌体连成一片,则需减少接种量(少于一环)或增加液体培养基的量;若噬菌斑太少,则增加接种量。
以免全班同学重做)。
5.1.4 生物测定法
5.1.4.1双层琼脂平板法
5.1.4.1.1 倒下层琼脂
融化下层培养基,倒平板(约10mL/皿)待用。
5.1.4.1.2倒上层琼脂
融化上层培养基,待融化的上层培养基冷却至50℃左右时,每管中加入敏感指示菌(大肠杆菌) 菌液0.2mL,待检样品液或上述噬菌体增殖液0.2~0.5mL,混合后立即倒入上层平板铺平。
5.1.4.1.3恒温培养
30℃恒温培养6~12h观察结果。
5.1.4.1.4 观察结果
如有噬菌体,则在双层培养基的上层出现透亮无菌圆形空斑──????噬菌斑。
5.1.4.2 单层琼脂平板法
省略下层培养基,将上层培养基的琼脂量增加至2%,融化后冷却至45℃左右,如同上法加入指示菌和检样,混合后迅速倒平板。
30℃恒温培养6~16h后观察结果。
5.1.5 离心分离加热法(快速检查)
取大肠杆菌正常培养液和侵染有噬菌体的异常大肠杆菌培养液,4000rpm离心20min,分别取两组发酵液的上清液(A1),一部分于721分光光度计上测定OD650光密度值,另外各取5mL上清液于试管中,置水浴中煮沸2min(A2),检测A2溶液OD650光密度值,记录结果。
5.2 噬菌体效价的测定
5.2.1 倒平板
将融化后冷却到45℃左右的下层肉膏蛋白胨固体培养基倾倒于11个无菌培养皿中,每皿约倾注10mL培养基,平放,待冷凝后在培养皿底部注明噬菌体稀释度。
5.2.2 稀释噬菌体
按10倍稀释法,吸取0.5mL大肠杆菌噬菌体,注入一支装有4.5mL1%蛋白胨水的试管中,即稀释到10-1,依次稀释到10-6稀释度。
5.3 噬菌体与菌液混合
将11支灭菌空试管分别标记10-4、10-5、10-6和对照。
分别从10-4、10-5和10-6噬菌体稀释液中吸取0.1mL于上述编号的无菌试管中,每个稀释度平行做三个管,在另外两支对照管中加0.1mL无菌水,并分别于各管中加入0.2mL大肠杆菌菌悬液,振荡试管使菌液与噬菌体液混合均匀,置37℃水浴中保温5min,让噬菌体粒子充分吸附并侵入菌体细胞。
5.4.4 接种上层平板
将11支融化并保温于45℃的上层肉膏蛋白胨半固体琼脂培养基5mL分别加入到含有噬菌体和敏感菌液的混合管中,迅速搓匀,立即倒入相应编号的底层培养基平板表面,边倒入边摇动平板使其迅速地铺展表面。
水平静置,凝固后置37℃培养。
5.5 观察并计数
观察平板中的噬菌斑,并将结果记录于实验报告表格内,选取每皿有30~300个噬菌斑的平板计算噬菌体效价。
计算公式:N=Y/V?X
(N:效价值,Y:平均噬菌斑数/皿,V:取样量,X:稀释度)
例如:当稀释度为10-6时,取样量为0.1 mL/皿,同一稀释度中3个平板上的噬菌斑的平均值为186个,则该样品的效价为:N=186/0.1×10-6=1.86×109。
6 结果
6.1 噬菌体检查
6.1.1离心分离加热法
处理方法OD650光密度值
正常发酵液(对照)异常发酵液(试验)
离心上清液(A1)
离心上清液加热煮沸后(A2)
A2/A1
6.1.2 绘出平板上的噬菌斑检测结果,指出噬菌斑和宿主细菌。
6.2 噬菌体效价测定
6.2.1 平板上噬菌斑数目
噬菌体稀释度10-4 10-5 10-6 对照
噬菌斑数(个)/皿
平均每皿噬菌斑数目
6.2.2 计算噬菌体效价(即噬菌斑形成单位pfu, plague-forming unit).
7 思考
1有哪些方法可检查发酵液中确有噬菌体存在?比较其优缺点。
2测定噬菌体效价的原理是什么?要提高测定的准确性应注意哪些操作?
(。