一、實驗目的
熟練掌握Hungate厭氧操作技能,了解和掌握厭氧微生物的培養基配制,并進行分離純化。 二、實驗用具
裝有分壓表的氮氣鋼瓶,氫氣鋼瓶,調壓變壓器,銅柱和銅柱固定架,高壓滅菌鍋,厭氧管(15ml),厭氧瓶(50ml),異丁烯橡膠塞、電爐、圓底燒瓶(500ml、1000ml)、各種規格的定量注射器(1ml、2ml,5ml),18#針頭,酒精燈,酒精棉等。
三、實驗操作
(一)、高純無氧N2的制備
1、 接通電源:把輸出電壓緩緩從0伏分級升到50~90伏之間(調電壓的過程持續大約2-3s就可以了)。大約20
分鐘后,銅柱溫度能達到350℃左右(輸出電壓禁止長時間超過90V以上,否則會導致銅玻璃柱變形直**破裂,甚**發生安全事故)。
2、 待銅柱溫度升**350℃左右時,加熱套觸摸起來比較燙,開啟氫氣鋼瓶并形成氣流,使銅柱內的銅絲還原(反應
速率很快,幾秒鐘見效,還原與否可以從銅絲顏色的變化看到,同時柱內會產生水蒸氣,氧化銅與氫氣反應所致;通氫氣的時候**好打開窗戶,一定熄滅操作臺邊上所有明火,包括酒精燈和電爐)。
3、 待銅絲被氫氣還原呈現純紫銅錚亮色,同時把里面的水蒸氣也排出完全后,關閉氫氣鋼瓶,壓力表指針降為零;
打開氮氣鋼瓶,氣流大小以把針頭對準操作者手背5cm距離明顯感覺到氣流為宜,并隨時注意氣流是否足夠。 4、 使用完畢后,先關緊氮氣鋼瓶,使壓力表的指示針回**零位,接著關閉電源,使調壓變壓器調節指示回**0伏
處。
(二)、無氧無菌水的配制
1. 將500ml一定濃度的NaCl水溶液(防止稀釋時細胞漲破)沿玻璃棒倒入固定在鐵架臺上的1000ml圓底燒瓶
中(選擇合適的圓底燒瓶,水不可太滿,否則水沸騰時容易濺出),**好放入幾個防爆玻璃珠。向500ml水中加入終濃度為0.001‰的刃天青(resazurin),即加入0.5ml 的1‰刃天青母液(W/V),并加入0.25g半胱氨酸(L-Cysteine)(終濃度0.5‰)。在燒瓶外壁溶液水平面處劃一刻度后,加入適量水(因為蒸發會損失部分水分)。煮沸5-10min(視所加水總量而定),刃天青會根據水中含氧量的下降經歷紫色-紅色-無色的顏色變化,當溶液變為無色后,再煮沸5min,然后通高純氮氣1-2min(趕走空氣)。
2. 分裝的過程可以不用繼續加熱,用10ml的定量注射針筒抽進氮氣流,再打出(三次以上)洗氣,然后抽取
9ml無氧水注入已換氣的15ml厭氧管中(抽取注射過程中應迅速利落,與空氣接觸時間應縮****短);注入厭氧管后,需要等待通氣5s-10s,以置換瓶中空氣,在抽出氮氣流針頭的同時塞緊異丁烯橡膠塞(操作要*:抽出針頭時要注意,橡膠塞應該先半扣到瓶口,然后用右手食指撳住,左手捏住通氣針頭慢慢抽出針頭,橡膠塞可能會外翻導致漏氣等,此時將針頭往瓶內伸,使塞子恢復原樣,有時需要反復多次,視塞子大小而定,**后拔出針頭,拔出同時立即將塞子塞進管口),**后旋緊蓋子。 3. 121℃高壓蒸汽滅菌20min。
(三)、專性厭氧菌液體培養基配制(以制備1000ml為例)
1、 按照配方配制培養基,定容后,加入1ml的1‰刃天青母液(W/V)(終濃度0.001‰),0.4g的半胱氨酸(L-Cysteine)
(終濃度0.4‰),用NaOH或KOH調節pH值(resazurin和半胱氨酸對培養基的pH有影響,應加入后再測pH)。2、 制備高純氮氣,操作過程同(一);將厭氧管固定到鐵架臺的夾子上并通氮氣,在培養基中加入5% Na2S•9H2O
溶液,使其終濃度為0.5‰,用槍吸取適量培養基注入到厭氧管(或厭氧瓶中),通氣10-20S,塞上橡膠塞,旋緊蓋子。
3、 厭氧試管用牛皮筋扎成7支或者10支一捆即可滅菌,121℃濕熱滅菌20min。 (四)厭氧菌固體培養基配制 1、 同(三)1。
2、 取上述培養基注入母液圓底燒瓶中(可以預先在圓底燒瓶外壁用記號筆劃上體積刻度),再
加瓊脂粉和適量蒸餾水以彌補在煮沸過程中蒸發的損失量。然后煮沸15-20mins,驅除培養基中的溶解氧。(應特別注意:融化的固體培養基在沸騰時容易從燒瓶瓶口溢出引起電爐短路,從而將電爐燒壞),在接近沸騰時要把電爐移開。
3、 煮沸10分鐘后,開始通高純氮氣;將厭氧管固定到鐵架臺的夾子上并通氮氣,加入5% Na2S•9H2O溶液,使其
終濃度為0.5‰。然后用10ml的定量注射針筒取5ml培養基注入15ml已換氣的厭氧試管中。(注意:因為是固
體培養基,注射器活塞處容易被瓊脂粘住,使得封閉性較高,相對來說不易變紅,但是也會有少許顏色,不用擔
心,同樣加入少量硫化鈉到管子或者瓶子內即可)。
4、 滅菌后的培養基取出來,就進行滾管操作。使滅完菌還未冷卻的固體培養基在桌面勻速滾動,
培養基會均勻固定在厭氧管壁上;也可以做成斜面狀,但是如果是分菌的話應該是滾管更加好點,因為接觸面積大。**后,管底會留有稍許的冷凝水。
5、 注:如果是制備少量固體培養基,也可先在厭氧管中加入終濃度為2%的瓊脂后按液體培養#p#分頁標題#e#
基的配制方法配制。滅好菌后,把瓊脂搖勻后滾管或擺斜面。
(五)厭氧菌分離純化
1、富集培養:用滅菌小鐵鍬鏟取0.5g-2.5g樣品**裝有20-25ml培養基的厭氧瓶內,充N2 ,塞緊塞子,然后振蕩均勻,
一定溫度下靜置培養。培養幾天后進行稀釋涂布,方法在“直接涂布法”中有詳細介紹。 2、直接涂布法:
1)樣品梯度稀釋:取含9ml無氧無菌水的厭氧試管若干支,用無菌1ml定量注射器以10倍稀釋法稀釋污泥菌懸液**
合適濃度(稀釋度視樣品生長情況而定, 要注意用1ml注射器與18#針頭結合時,1ml注射器的量程已經不準確,經過移液槍的確定,0.7ml刻度處即相當于1ml)。由于沒有經過富集所以樣品中含有的菌量較少,直接涂布法中菌懸液的稀釋度做到10-2就可以了;而富集后的菌液為得到單菌落,稀釋度一般要做到10-6。
2)涂布:用無菌1ml定量注射器取相應稀釋度的污泥菌懸液0.2ml于含4.5ml的固體培養基的厭氧試管中,立即滾管。
滾管的要*是:注射器從梯度稀釋液轉移到滾管之內后,塞緊塞子,將稀釋液均勻涂滾于厭氧管壁內,然后再取出塞子,通無氧高氮氣體,用無菌注射器與無菌針頭將多余的液體(包括了原來的冷凝水與稀釋液)吸出來,可防止過多的水滯留導致滾管模糊、菌落不清。
3)培養:培養溫度以及培養時間看菌的生長來定,有些只要兩三天,長的需要十來天,這些可以查其他科技工作者
所做的相關屬菌株的條件來設定,一般如果條件合適,3天左右會有菌落長出。 (六)厭氧菌菌落的觀察和純化
1、觀察 4d培養后,觀察厭氧試管內壁上出現菌落;
2、純化 多次涂布滾管,挑單菌落純化,若在低稀釋度下形成了單克隆菌落,那么可以認為其已經比較純,也可以做
鑒定工作,比如簡單染色觀察菌落形態是否一致等。建議:
1. 將刃天青配成母液,母液濃度為1‰(W/V),4℃冰箱放置。
2、專性厭氧菌生長于很低的氧化還原電勢下,其呼吸鏈末端電子受體為無機氧化物和有機氧化物的生物氧化,這是一類在無氧或低氧條件下進行的產能效率較低的呼吸形式。
3、刃天青的指示:刃天青在氧化態時呈紫絳色,在完全還原時為無色,它**步不可逆地還原為Resorufin, 呈現桃紅色,然后再可逆性地還原為無色的二氫Resorufin。如果制備的培養基呈現桃紅色,表明培養基已經被氧化,氧還電位已升高。其還原指示電位為-42mv。