林靜，何佳茜，尚翠玲，孟佳麗，李昕，金天明

比濁法又稱濁度測定法，是一種光散射測量技術(shù)，通過測量透過懸浮質(zhì)點(diǎn)介質(zhì)的光強(qiáng)度來確定懸浮物質(zhì)濃度的方法。在實(shí)際應(yīng)用中，比濁法的用途非常廣泛，有研究者利用細(xì)菌的不同特點(diǎn)，對采用紫外-可見分光光度測定細(xì)菌濃度的方法進(jìn)行探討，在一定濃度內(nèi)吸光度與濃度呈良好的線性關(guān)系[1-7]。在本次試驗(yàn)中，比濁法主要用作測量5種常見致病菌菌液中的細(xì)菌數(shù)量（包括活菌、死菌），并結(jié)合平板計(jì)數(shù)法，進(jìn)一步彌補(bǔ)比濁法計(jì)數(shù)的缺點(diǎn)，得到快速細(xì)菌計(jì)數(shù)的方法[8]。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)所需菌種：大腸桿菌、巴氏桿菌、表皮葡萄球菌、金黃色葡萄球菌、牛鏈球菌，均為本實(shí)驗(yàn)室保存，所需培養(yǎng)基見表1。

表1 菌種與其對應(yīng)培養(yǎng)基

1.2 方法

1.2.1 菌液OD值的測定

（1）一級種子液的制備。將復(fù)蘇后的菌種用接種環(huán)挑取單個(gè)菌落于相應(yīng)的液體培養(yǎng)基進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，搖床37℃恒溫培養(yǎng)過夜，為一級種子液。

（2）二級種子液的制備。吸取250 μL一級種子液加入到6 mL液體培養(yǎng)基中，吹打混勻，為二級種子液。

（3）生長曲線分析儀的設(shè)置。將Bioscreener全自動生長曲線分析儀測定程序設(shè)置為培養(yǎng)溫度37℃，時(shí)長18 h，平均30 min/次，波長600 nm。

（4）OD值的測定。用移液槍分別吸取200 μL二級種子液依次放入儀器測試專用孔板中，并對測試所用孔進(jìn)行標(biāo)記。分別取1.5、3、4、6、8、10、12、14、16、18 h時(shí)的細(xì)菌菌液，測定其OD600值。

1.2.2 菌落平板計(jì)數(shù)

采用平板菌落計(jì)數(shù)法。將菌液進(jìn)行 10、102、103、……、10n倍比稀釋，每稀釋度重復(fù)3次，吸取1 mL稀釋后的菌液注入對應(yīng)的固體培養(yǎng)基上，并用無菌涂棒涂布均勻后放入37℃恒溫箱過夜培養(yǎng)。當(dāng)固體培養(yǎng)基上的菌落數(shù)為30～300 CFU/mL時(shí)，即為合適的稀釋倍數(shù)，并取3次測量的平均值。計(jì)數(shù)平板上的平均菌落數(shù)乘以其稀釋倍數(shù)，即為1 mL菌液中的活菌數(shù)（CFU/mL）。

1.2.3 數(shù)量關(guān)系分析

對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析顯示，在細(xì)菌生長的對數(shù)期，菌液中活菌數(shù)與其OD600值之間存在著一定的數(shù)量關(guān)系，并得到相應(yīng)數(shù)量關(guān)系方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 大腸桿菌的計(jì)數(shù)結(jié)果及分析

2.1.1 大腸桿菌的計(jì)數(shù)結(jié)果

大腸桿菌在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的OD600值、平板計(jì)數(shù)的平均菌落數(shù)（n）、稀釋倍數(shù)、1 mL菌液活菌數(shù)（N），如表2所示。

2.1.2 大腸桿菌線性回歸方程

測定大腸桿菌菌液在1.5～10 h 6個(gè)時(shí)間點(diǎn)的OD600值，以其為x軸，以活菌數(shù)為y軸，得到一條活菌數(shù)關(guān)于OD600值的數(shù)學(xué)曲線（圖1），并得出相關(guān)的回歸方程。

表2 大腸桿菌數(shù)值匯總

圖1 大腸桿菌OD600值與活菌濃度數(shù)量關(guān)系圖

2.2 巴氏桿菌的計(jì)數(shù)結(jié)果及分析

2.2.1 巴氏桿菌的計(jì)數(shù)結(jié)果

巴氏桿菌各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的OD600值、平板計(jì)數(shù)的平均菌落數(shù)（n）、稀釋倍數(shù)、1 mL菌液活菌數(shù)（N），如表3所示。

表3 巴氏桿菌數(shù)值匯總

2.2.2 巴氏桿菌線性回歸方程

以巴氏桿菌在1.5～10 h 6個(gè)時(shí)間點(diǎn)的OD600值為x軸，以活菌數(shù)為y軸，得到一條活菌數(shù)關(guān)于OD600值的數(shù)學(xué)曲線（圖2），并得出相關(guān)的回歸方程。

圖2 巴氏桿菌OD600值與活菌濃度數(shù)量關(guān)系圖

2.3 金黃色葡萄球菌的計(jì)數(shù)結(jié)果及分析

2.3.1 金黃色葡萄球菌的計(jì)數(shù)結(jié)果

金黃色葡萄球菌各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的OD600值、平板計(jì)數(shù)的平均菌落數(shù)（n）、稀釋倍數(shù)、1 mL菌液活菌數(shù)（N），如表4所示。

表4 金黃色葡萄球菌數(shù)值匯總

2.3.2 金黃色葡萄球菌線性回歸方程

以金黃色葡萄球菌在1.5～10 h 6個(gè)時(shí)間點(diǎn)的OD600值為x軸，以活菌數(shù)為y軸，得到一條活菌數(shù)關(guān)于OD600值的數(shù)學(xué)曲線（圖3），并得出相關(guān)的回歸方程。

圖3 金黃色葡萄球菌OD600值與活菌濃度數(shù)量關(guān)系圖

2.4 表皮葡萄球菌的計(jì)數(shù)結(jié)果及分析

2.4.1 表皮葡萄球菌的計(jì)數(shù)結(jié)果

表皮葡萄球菌各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的OD600值、平板計(jì)數(shù)的平均菌落數(shù)（n）、稀釋倍數(shù)、1 mL菌液內(nèi)活菌數(shù)（N），如表5所示。

表5 表皮葡萄球菌數(shù)值匯總

2.4.2 表皮葡萄球菌線性回歸方程

以表皮葡萄球菌在1.5～10 h 6個(gè)時(shí)間點(diǎn)的OD600值為x軸，以活菌數(shù)為y軸，得到一條活菌數(shù)關(guān)于OD600值的數(shù)學(xué)曲線（圖4），并得出相關(guān)的回歸方程。

圖4 表皮葡萄球菌OD600值與活菌濃度數(shù)量關(guān)系圖

2.5 牛鏈球菌的計(jì)數(shù)結(jié)果及分析

2.5.1 牛鏈球菌的計(jì)數(shù)結(jié)果

牛鏈球菌各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的OD600值、平板計(jì)數(shù)的平均菌落數(shù)（n）、稀釋倍數(shù)、1 mL體積內(nèi)活菌數(shù)（N），如表6所示。由于10 h時(shí)間點(diǎn)的OD600值誤差過大，不利于生長曲線的擬合，將其舍棄。

2.5.2 牛鏈球菌線性回歸方程

取牛鏈球菌在1.5～12 h 6個(gè)時(shí)間點(diǎn)的OD600值，并以其為x軸，以活菌數(shù)為y軸，建立一條活菌數(shù)關(guān)于OD600值的數(shù)學(xué)曲線（圖5），并得出相關(guān)的回歸方程。

表6 牛鏈球菌數(shù)值匯總

圖5 牛鏈球菌OD600值與活菌濃度數(shù)量關(guān)系圖

3 討論與結(jié)論

在實(shí)際生產(chǎn)中，細(xì)菌計(jì)數(shù)是細(xì)菌研究中一項(xiàng)基礎(chǔ)且重要的工作。此次試驗(yàn)的目的就是得到一種快速、便捷的細(xì)菌計(jì)數(shù)方法。細(xì)菌在生長過程中，平臺期后雖然細(xì)菌總數(shù)在逐漸增多，但死菌數(shù)量會越來越多，而活菌數(shù)卻越來越少。在細(xì)菌相關(guān)試驗(yàn)中，由于對數(shù)生長期的細(xì)菌生長狀態(tài)良好，符合比爾定律的要求，測量值一般處于0.2～1.2之間，菌液中內(nèi)毒素、外毒素含量較少等原因而被經(jīng)常使用[9]。吳海燕等[10]對不同轉(zhuǎn)速下大腸桿菌OD600值與時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行探討，為快速而準(zhǔn)確的制備高感受態(tài)細(xì)胞提供OD600值的量化標(biāo)準(zhǔn)，其研究中所使用的待測菌液就取自于對數(shù)生長后期。羅如松等[11]采用類似的方法，闡明了豬胸膜肺炎放線桿菌生長特性、細(xì)菌懸液濁度與細(xì)菌計(jì)數(shù)的關(guān)系，其試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著時(shí)間的推移，細(xì)菌處于穩(wěn)定生長后期和衰亡期，可能因?yàn)榧?xì)菌的代謝活性降低、有毒產(chǎn)物的積累、細(xì)胞出現(xiàn)自溶現(xiàn)象等原因，導(dǎo)致菌液中存在有大量死亡的細(xì)菌和細(xì)胞碎片進(jìn)而影響測量。因此，在進(jìn)行生長曲線擬合度測定時(shí)，對細(xì)菌對數(shù)期的OD600值與對數(shù)期的活菌數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，才可以得到擬合度高、有較強(qiáng)實(shí)際意義的數(shù)量方程[12]。

本試驗(yàn)通過菌液OD600值與菌液活菌數(shù)量的比對，可得出數(shù)量關(guān)系方程。分別為：大腸桿菌：y＝8 708.7e36.43x（R2＝0.828）；巴氏桿菌：y＝34.82e35.57x（R2＝0.866）；金黃色葡萄球菌：y＝49 331e28.16x（R2＝0.743）；表皮葡萄球菌：y＝4×108e24.73x（R2＝0.928）；牛鏈球菌：y＝8×109e68.21x（R2＝0.971）。將比濁法與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，代入OD600值即可快速得出相應(yīng)的細(xì)菌活菌數(shù)量，R2值越接近于1，計(jì)算獲得的活菌數(shù)量越為準(zhǔn)確。分析5種細(xì)菌的菌液OD600值與菌液中活菌數(shù)量的關(guān)系方程可知，表皮葡萄球菌、牛鏈球菌的數(shù)量關(guān)系方程在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有著較強(qiáng)的意義，生產(chǎn)實(shí)踐中可以有效地簡化試驗(yàn)步驟，節(jié)約生產(chǎn)成本。

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