中圖分類號：Q34 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8395（2025）05-0666-06

doi：10.3969/j.issn.1001-8395.2025.05.001

1背景

微生物標(biāo)本的固化保藏是連接基礎(chǔ)研究與公眾科學(xué)傳播的關(guān)鍵紐帶，在全球范圍內(nèi)，微生物污染是食源性疾病暴發(fā)的主要因素之一，據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，約 65% 的食源性疾病暴發(fā)源于微生物污染，而公眾對微生物形態(tài)特征認(rèn)知有限是防控意識薄弱的主要原因之一[].但傳統(tǒng)顯微鏡價格高昂并且在我國農(nóng)村地區(qū)普及率不足 12% ，極大程度上限制了微生物科普的推廣2].相比之下，微生物菌落固化標(biāo)本能突破設(shè)備和空間限制，實現(xiàn)可視化，其應(yīng)用場景已拓展至科普教育、科研存檔和藝術(shù)創(chuàng)作等領(lǐng)域.另外，細(xì)菌標(biāo)本的館藏要求培養(yǎng)的細(xì)菌樣本具有代表性和典型性，能夠反映特定菌群的特征.所制得的細(xì)菌平板應(yīng)凸顯菌落形態(tài)特征，同時能夠長期陳列.因此，建立可視化的微生物標(biāo)本的制備方法對于館藏展覽和科普教育具有重要意義.

現(xiàn)有微生物平板標(biāo)本制作方法主要包括化學(xué)固定、物理包埋、低溫固化、顯微標(biāo)本制備和浸制法，但應(yīng)用于科普推廣仍存在一定局限.例如，化學(xué)固定中的甲醛熏蒸法雖保持菌落的立體度，但殘留甲醛濃度超標(biāo)，缺乏生物安全性3；液氮速凍-樹脂復(fù)合技術(shù)雖能瞬間固定細(xì)菌形態(tài)的微結(jié)構(gòu)，但設(shè)備成本高昂[4；顯微標(biāo)本制備和浸制法則需借助儀器觀察或定期更換保存液[5-6].因此，建立一種無毒、易運輸、低成本、適用于長期室溫保藏的微生物平板標(biāo)本制作方法刻不容緩.

UV膠是一種以丙烯酸酯為基礎(chǔ)的光固化材料，其主要成分包括基礎(chǔ)樹脂、活性單體、光引發(fā)劑及穩(wěn)定劑等7]，在適當(dāng)波長的紫外光照射下可以迅速發(fā)生固化反應(yīng)，適合用于多種場合的塑封過程[8.UV膠具有固化速度快、制作過程簡易環(huán)保的特點，經(jīng)UV膠封層處理后的樣本可以有效隔絕空氣，避免水分喪失或氧化而變質(zhì)，并且增大樣本表面硬度，有效避免了外力損傷，有利于長期儲存和運輸.因此，UV膠在制備微生物平板標(biāo)本的方面極具潛力.然而，在長期儲存過程中，培養(yǎng)基常發(fā)生泛白、鹽結(jié)晶析出的現(xiàn)象，影響視覺效果.有研究通過降低培養(yǎng)基中鹽含量，或使用分子緊密度高的瓊脂糖替代瓊脂，以此提高培養(yǎng)基的透光性，進而減少鹽結(jié)晶[9-10]．此外，當(dāng)UV膠成分中存在某些染料或雜質(zhì)時，紫外線會被選擇性地吸收導(dǎo)致吸收率下降[1]，固化效率降低．過去研究表明，苯并三氮唑（1H-Benzotriazole，BTA）能夠有效地吸收或屏蔽波長為 270～380nm 的短波紫外光，常被用作紫外輔助吸收劑，進而提高UV膠固化后的透光度[12].紫外線殺菌技術(shù)具有安全性高、殺菌效果好、無污染的特點，且不會對材料本身理化特性造成不利影響.紫外線主要通過破壞微生物核酸結(jié)構(gòu)從而造成突變，使其喪失復(fù)制和繁殖功能，從而達到殺菌的目的.研究表明，經(jīng)150W紫外燈照射20s后，塑料瓶內(nèi)壁金黃色葡萄球菌和大腸桿菌數(shù)量可減少95% 以上，能有效殺滅大部分微生物[13-14].Lab色彩模型可以用來描述樣本的顏色要素，相比于人眼感知顏色效果更加穩(wěn)定且客觀，能更好地描述顏色之間的差異或相似度，其主要由亮度 L^* 、紅綠偏移 a^* 黃藍偏移b*三個參數(shù)構(gòu)成[15].

本研究基于紫外殺菌和UV膠的紫外固化特性，建立了一種適用于長期室溫儲存的細(xì)菌平板標(biāo)本制備方法.通過選用丙烯酸酯型UV膠實現(xiàn)固化，并使光強梯度分布以提高固化均勻性.鑒于微生物平板標(biāo)本制作對美觀性的要求，我們針對于固化工藝開展了進一步的優(yōu)化，包括調(diào)整培養(yǎng)基中的含鹽量以及添加一定比例的BTA至UV膠中，通過色差參數(shù)和視覺打分對其光學(xué)特性進行評估，最終實現(xiàn)了基于UV膠光固化反應(yīng)制作細(xì)菌平板標(biāo)本方法的建立和優(yōu)化，為微生物平板標(biāo)本的制作提供了一種安全、高效、低成本的新方法，擴大微生物平板標(biāo)本的科普應(yīng)用價值.

2 材料和方法

2.1主要儀器和試劑主要儀器：電子天平、立式壓力蒸汽滅菌鍋、恒溫培養(yǎng)箱、恒溫水浴鍋、50W紫外線燈、色差儀.

主要試劑：胰蛋白肺、酵母提取物、精制酵母粉、氯化鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、瓊脂、瓊脂糖、丙三醇、UV膠（卡速特品牌）BTA（純度 gt; 99.95% ）.

2.2實驗菌株本研究使用細(xì)菌菌株為大腸桿菌（Escherichiacoli）和解烷烴游動微菌（Planomicro-biumokeanokoites）.

2.3 實驗方法

2.3.1UV膠制作細(xì)菌平板標(biāo)本新方法的建立LB基礎(chǔ)培養(yǎng)基組成為：瓊脂 5g/L ，胰蛋白脈 10g/L 酵母提取物 5g/L ，氯化鈉 10g/L 按照上述組分稱量并溶于去離子水中， 121^°C 高壓滅菌 20min 后倒平板，使每個培養(yǎng)血中培養(yǎng)基體積為 15mL 具體操作流程如圖1所示．將已活化的Escherichiacoli和Planomicrobiumokeanokoites分別接種至培養(yǎng)基上， 37^°C 培養(yǎng) 24h. ，待細(xì)菌生長至合適時期時，使用36W紫外線燈照射殺菌 3～5h 以固定菌落后，于 45°C 條件下干燥，并將已預(yù)熱的UV膠鋪倒至菌落上，36W紫外線燈照射 5min 進行光固化封層.置于室溫避光條件下 ^48h ，測定 L^*，a^*，b^* 進行色差分析，記錄 L^*，a^*，b^*， 按照以下公式計算色差ΔE^* 及色調(diào)角偏移.

2.3.2低鹽培養(yǎng)基優(yōu)化低鹽培養(yǎng)基組成為：胰蛋白肺 4.0g/L ，精制酵母粉 2.0g/L ，磷酸二氫鉀2.0g/L ，磷酸氫二鈉 10.67g/L ，質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1% 的瓊脂糖.按照上述組分稱量并溶于去離子水中，其余步驟同2.3.1.實驗組為低鹽培養(yǎng)基，對照組為基礎(chǔ)LB培養(yǎng)基.

2.3.3抗結(jié)晶培養(yǎng)基優(yōu)化抗結(jié)晶培養(yǎng)基組成為：胰蛋白膚 5.6g/L ，精制酵母粉 3.0g/L ，氯化鈉1.0g/L ，質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1% 瓊脂糖，質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1% 丙三醇.按照上述組分稱量并溶于去離子水中，其余步驟同2.3.1.實驗組為抗結(jié)晶培養(yǎng)基，對照組為基礎(chǔ)LB培養(yǎng)基.

2.3.4BTA優(yōu)化法向UV膠中添加體積分?jǐn)?shù) 0.5% 的BTA制成優(yōu)化膠，其余步驟同2.3.1.實驗 組為優(yōu)化膠，對照組為UV膠，所用培養(yǎng)基均為基礎(chǔ) 培養(yǎng)基.

3結(jié)果

3.1UV膠制作細(xì)菌平板標(biāo)本新方法效果評價本研究通過色差參數(shù)對UV膠固化封存細(xì)菌標(biāo)本的光學(xué)特性進行評估，總色差 ΔE^* 綜合考慮了顏色明度、色相和飽和度3個方面，色相誤差 Δh^* 反映了顏色在色相上的差異. E. coli和 P. ，okeanokoites體系封膠處理后的平板標(biāo)本示例如圖2所示.表1的數(shù)據(jù)顯示，在 E ，coli體系中，封膠處理使 L^* 正向偏移，由39.36增至39.97， a 軸最大偏移為 +0.54，b *軸最大偏移為 +1.37 ，對應(yīng)的色調(diào)角偏移 Δh^* 為 2.2^° ，說明封膠處理提高了培養(yǎng)基亮度，有利于細(xì)菌平板標(biāo)本觀察，基本符合館藏展覽的要求.同時，在 P. okeanokoites體系中也表現(xiàn)出相似趨勢， ?L^* 由38.15增至39.64即亮度提高，對應(yīng)的色調(diào)角偏移 Δh^* 為 2.8^° ．上述結(jié)果說明在兩種細(xì)菌體系中，UV膠封存處理后的色度穩(wěn)定性均能滿足細(xì)菌平板標(biāo)本的觀賞需求[16.同時，封膠后E.coli和 P_- okeanokoites總色差 ΔE^* 分別為1.59和1.94，均處于可接受色差范圍內(nèi) （ΔE^*?3.0）^[17 .因此，封膠處理能夠在較大程度上保持細(xì)菌平板標(biāo)本的原始光學(xué)特征，并提高標(biāo)本的亮度.

3.2低鹽條件對培養(yǎng)菌色差參數(shù)的影響如表2所示，經(jīng)UV膠封存處理后，低鹽培養(yǎng)基對細(xì)菌平板標(biāo)本的光學(xué)特性產(chǎn)生一定影響，低鹽培養(yǎng)基組中 E coli體系的 L^* 由39.97提升到了40.75，在色度軸向上發(fā)生紅移和藍移，色調(diào)角偏移 Δh^* 為 3.6^° ，同時，在 P ，okeanokoites體系中 L^* 呈正向偏移，表現(xiàn)為亮度提升，同時 a^* 軸綠移， b^* 軸黃移，色調(diào)角偏移 Δh^* 為3.8^° .上述兩種細(xì)菌的色差參數(shù)均說明低鹽條件可在一定程度上提高培養(yǎng)基亮度，且維持菌落色彩的保真度.此外，封膠后 E_? coli和 P_? ，okeanokoites總色差 ΔE^* 分別為0.82和0.76，符合CIEDE2000色差標(biāo)準(zhǔn)即 ΔE^*lt;1.0 [18].綜上所述，低鹽培養(yǎng)基結(jié)合UV封膠技術(shù)有助于改善細(xì)菌平板標(biāo)本的亮度，同時又保持平板標(biāo)本上的細(xì)菌菌落色彩不受影響.

3.3丙三醇添加對培養(yǎng)基抗結(jié)晶能力的影響表 3的結(jié)果表明，與對照組相比，添加丙三醇的培養(yǎng)基 對應(yīng) L^* 呈現(xiàn)輕微偏移， E_? ，coli體系對應(yīng) L^* 由39.97 降至39.04，P.okeanokoites對應(yīng) L^* 由39.64變?yōu)?39.69，說明在培養(yǎng)基中添加丙三醇對于標(biāo)本的亮 度無太大影響.由表3可見，E.coli和P.okeanokoites總色差 ΔE^* 分別為0.82和0.13，符合 CIEDE2000色差標(biāo)準(zhǔn)即 ΔE^*lt;1.0^[18] ，并且色度軸向 發(fā)生變化， a^* 軸均呈現(xiàn)弱紅移， b^* 軸均呈現(xiàn)藍移.據(jù) 此可知，添加丙三醇的培養(yǎng)基體系兼具亮度和色彩 的保真度，且在一定程度上降低培養(yǎng)基的黃化程 度，相比于基礎(chǔ)培養(yǎng)基表現(xiàn)出更優(yōu)的光學(xué)特性.

3.4BTA添加對UV膠性狀的影響針對于 E coli體系在UV膠中添加體積分?jǐn)?shù) 0.5% BTA進行改性．由表4可見，與基礎(chǔ)UV膠組相比，BTA改性組L^* 由39.97增高為41.07，發(fā)生正向偏移，表明BTA改性在一定程度上提高UV膠的亮度.BTA改性組的 a 軸最大偏移由-1.08變?yōu)?1.26，表明BTA改性對UV膠的紅綠色度影響較小； b^* 軸最大偏移由-2.13變?yōu)?1.62，呈現(xiàn)藍移.上述結(jié)果說明BTA能夠有效減少短波紫外光透過，有效抑制UV膠照射后的黃變現(xiàn)象.綜上所述，利用BTA改性UV膠平板能夠在提升亮度的同時，維持細(xì)菌平板標(biāo)本的色度穩(wěn)定性，使其光學(xué)特性更符合精細(xì)產(chǎn)品的需求[19].

3.5UV膠封存細(xì)菌平板標(biāo)本的觀察評價在統(tǒng)一光照條件下，以基礎(chǔ)LB培養(yǎng)基覆蓋UV膠組作為對照，對不同封存處理的細(xì)菌平板標(biāo)本進行肉眼觀察，并采用“ + ”符號進行量化，“ + ”越多表示觀察效果越優(yōu).結(jié)果如表5所示，與對照組相比，低鹽優(yōu)化培養(yǎng)基的亮度有所提升，增強了標(biāo)本的可視清晰度，而BTA改性UV膠在亮度和色彩穩(wěn)定性方面表現(xiàn)最佳，標(biāo)本色彩更自然，提升了可觀賞性.此外，三組實驗組處理均不同程度地減輕了培養(yǎng)基久置后發(fā)生的泛白現(xiàn)象，降低了封膠層的泛黃程度，使標(biāo)本在長期儲存過程中能夠保持較穩(wěn)定的外觀.因此，整體來看，優(yōu)化培養(yǎng)基配方與改性UV膠能改善細(xì)菌平板標(biāo)本的亮度和色彩穩(wěn)定性，基本滿足館藏展示的需求.

4討論

本研究成功建立并優(yōu)化了一種基于UV膠光固化反應(yīng)制作長期室溫保藏細(xì)菌平板標(biāo)本的方法，并通過色差光學(xué)數(shù)據(jù)深入分析了該方法在色彩穩(wěn)定性和光學(xué)特性方面的優(yōu)勢.實驗結(jié)果表明，UV封膠處理可有效提高培養(yǎng)基亮度，并維持細(xì)菌平板標(biāo)本色彩的穩(wěn)定性．例如，在 E .coli體系中，封膠處理使 L^* 由39.36增至 39.97，P. ：okeanokoites體系 L^* 由38.15增至39.64，總色差 ΔE^* 分別為1.59和1.94，均處于可接受范圍內(nèi) （ΔE^*?3.0） ，表明UV封膠能保持標(biāo)本在長期展示過程中的色度的穩(wěn)定性.為了進一步優(yōu)化細(xì)菌平板標(biāo)本在儲存及展覽中的美觀性，我們針對于培養(yǎng)基成分和UV膠配方進行了適當(dāng)調(diào)整，主要通過降低培養(yǎng)基含鹽量并建立緩沖體系來優(yōu)化培養(yǎng)基配方.首先，低鹽培養(yǎng)基優(yōu)化后， E. coli和 P. ，okeanokoites體系的 L^* 值均有所提升，總色差 ΔE^* 分別為0.82和0.76，符合CIEDE2000色差標(biāo)準(zhǔn) （ΔE^*lt;1.0） .這些結(jié)果表明，低鹽培養(yǎng)基不僅提高了細(xì)菌平板標(biāo)本的亮度和可視度，同時還能保持菌落的色彩保真度.此外，添加丙三醇的培養(yǎng)基優(yōu)化實驗顯示， E. coli和 P_? okea-nokoites體系的亮度變化不明顯，但在色度軸向上發(fā)生一定程度的紅移和藍移.同時，E.coli和 P okeanokoites的總色差 ΔE^* 分別為1.20和0.13，處于可接受范圍內(nèi).表明添加丙三醇培養(yǎng)基可有效降低培養(yǎng)基的黃化程度，在一定程度上改善其光學(xué)特性，抑制培養(yǎng)基晶體析出從而提高穩(wěn)定性．另外，本研究通過添加BTA對UV膠進行了改性，發(fā)現(xiàn) L^* 由39.97增至41.07， b^* 軸方向藍移，表明BTA改性UV膠不僅提高了平板標(biāo)本的亮度，還有效抑制了黃變現(xiàn)象.這可能是因為BTA在光引發(fā)黏結(jié)過程中作為紫外吸收劑，吸收短波紫外線[20]，從而減少因光照引起的化學(xué)降解，最終提高封膠層的光學(xué)穩(wěn)定性.本研究的優(yōu)化策略包括降低培養(yǎng)基鹽濃度、添加丙三醇提高抗結(jié)晶能力，以及采用BTA改性UV膠提升亮度和抗黃變能力.這些改進措施在維持細(xì)菌平板標(biāo)本色彩保真度的同時，提高了整體光學(xué)表現(xiàn)，使標(biāo)本更適用于館藏展示.微生物學(xué)與藝術(shù)在過去一個世紀(jì)內(nèi)已有多次交叉融合，細(xì)菌作為視覺媒介在科學(xué)研究和藝術(shù)創(chuàng)作中均得到了廣泛應(yīng)用[21].因此，基于UV膠光固化的細(xì)菌平板標(biāo)本制作方法的開發(fā)在科學(xué)展示和科普教育方面展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力.

5 結(jié)論

本研究首次利用UV膠光固化反應(yīng)對細(xì)菌平板標(biāo)本進行安全、透明、高保真的封存，開發(fā)了一種基于UV膠光固化反應(yīng)的細(xì)菌平板標(biāo)本制作工藝，對細(xì)菌進行安全塑封并且不會對平板的亮度造成影響，能夠維持美觀并以最大程度保留細(xì)菌菌落形態(tài).為了進一步優(yōu)化細(xì)菌平板標(biāo)本質(zhì)量，本研究對UV膠及培養(yǎng)基進行改良，利用色差相關(guān)指數(shù)進行評估，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)整基礎(chǔ)培養(yǎng)基的含鹽量或添加丙三醇，能夠提高細(xì)菌平板標(biāo)本的亮度．此外，在UV膠中加入BTA可以在一定程度上緩解培養(yǎng)基變黃程度，使細(xì)菌平板標(biāo)本更具展示價值和觀賞性.

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A Novel UV-Photocuring Adhesive Method for Long-Term Preservation ofBacterial CulturePlatesforExhibition

ZHANG Jinmei， LI Binyu， YAN Chunmei， WU Wei， LI Chongyan，ZHOU Zhiwei， SUN Qun（College ofLifeSciences，Sichuan University，Chengdu 61oo65，Sichuan）

Abstract;Duetothelimitationsofthetfabrication methodsbytheraditionalbacterialplatespecimenintermsof ighttrasmittance，whitening，andlong-termroomtemperaturepreservation，these methodsareunsuitableformuseumexhibitions.Inthisstudy， a novelspecimenpreservationmethodofthebacterialplateasdevelopedbasedonUV-curableadesive，using Escherichiacolind Planomicrobiumokeanokoitesasrepresentativebacterialmodels.ByoptimizingtheculturemediumcompostionandmodifyingtheUV adhesive，thestudyachievedlong-temoomtemperatureconservatioof thespecimens.Theresultsdmonstratedthattheoptiized culture medium significantly enhanced specimen brightness （ L^* ）. In the E coli and P .okeanokoites systems，the additionof low-salt or anti-crystallization agents increased L^* from 39.36 to 40.75 （ E .coli）and from 38.15 to 40.35（ P .okeanokoites），with total color differences （ ΔE^* ）of 0.82 and O.76，respectively，meeting the requirements for visual fidelity （ ΔE^*lt;3.0 ）.Furthermore，benzotriazole（BTA）-modified UV adhesive effectively reduced the yellow shift index（ Δb^* ） by 79. 3% ，with a total color difference（ ΔE^* ）of 1.50，therebysuppresingUVadhesiveyelowng.Thisstudyemploysasynergistic strategycombininglowsaltculure mediumoptimization，anti-rystalizationculturemedimimprovement，andB-modifiedUVdesive，significantlyeancingspecienas parency and optical stability to meet the visual requirements of museum exhibits.

Keywords：UV adhesive lightcuring；chromatic aberration analysis；process optimization；bacterial specimens

（編輯 陶志寧）