選擇性培養基是微生物學(xué)中用于分離和鑒定特定微生物的重要工具,其核心原理是通過(guò)添加特定抑制劑或調節環(huán)境條件,抑制非目標菌的生長(cháng),從而促進(jìn)目標菌的富集。革蘭氏陽(yáng)性菌因其厚實(shí)的肽聚糖細胞壁結構,對某些化學(xué)物質(zhì)的敏感性不同于革蘭氏陰性菌,這一差異被廣泛應用于選擇性培養基的設計。
一、膽鹽類(lèi)添加劑
作用機制:
膽鹽(如脫氧膽酸鈉、牛膽鹽)通過(guò)破壞細胞膜脂質(zhì)層,增加膜通透性,干擾能量代謝,從而抑制革蘭氏陽(yáng)性菌的生長(cháng)。此外,膽鹽還能選擇性地促進(jìn)部分腸道革蘭氏陰性菌(如沙門(mén)氏菌、志賀氏菌)的生長(cháng)。
應用實(shí)例:
1.麥康凱瓊脂(MacConkey Agar):添加牛膽鹽和結晶紫,抑制革蘭氏陽(yáng)性菌和部分非致病性腸道菌,同時(shí)通過(guò)乳糖發(fā)酵指示劑(中性紅)區分大腸桿菌(桃紅色菌落)與沙門(mén)氏菌(無(wú)色菌落)。
2.脫氧膽酸硫化氫乳糖瓊脂(DHLA):含脫氧膽酸鈉和檸檬酸鈉,可抑制革蘭氏陽(yáng)性菌,但對沙門(mén)氏菌和痢疾桿菌無(wú)影響,同時(shí)通過(guò)硫化氫反應(黑色菌落中心)和乳糖發(fā)酵(紅色菌落)實(shí)現鑒別。
二、結晶紫(Crystal Violet)
作用機制:
結晶紫通過(guò)干擾肽聚糖的交聯(lián)過(guò)程,抑制革蘭氏陽(yáng)性菌細胞壁的合成,同時(shí)因其對革蘭氏陰性菌外膜穿透性較差,表現出選擇性抑制作用。
應用實(shí)例:
結晶紫瓊脂:常用于分離大腸桿菌等革蘭氏陰性腸道菌,金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽(yáng)性菌因結晶紫的抑制而無(wú)法生長(cháng)。
三、苯乙醇(Phenylethyl Alcohol, PEA)
作用機制:
苯乙醇通過(guò)破壞細胞膜脂質(zhì)結構并抑制DNA合成,選擇性抑制革蘭氏陰性菌和部分革蘭氏陽(yáng)性菌。其對需復雜營(yíng)養的革蘭氏陽(yáng)性菌(如葡萄球菌、鏈球菌)抑制作用較弱,因此常用于混合菌群中目標菌的分離。
應用實(shí)例:
苯乙醇瓊脂:用于臨床樣本中葡萄球菌的富集,同時(shí)抑制腸道桿菌等革蘭氏陰性菌。
四、抗生素類(lèi)抑制劑
作用機制:
1.多粘菌素B:作用于革蘭氏陰性菌外膜,但在特定組合中可增強對陽(yáng)性菌的抑制。
2.萬(wàn)古霉素:抑制革蘭氏陽(yáng)性菌的細胞壁合成,常用于巧克力平板中以選擇性培養嗜血桿菌和奈瑟菌。
3.疊氮化鈉(Sodium Azide):通過(guò)抑制細胞呼吸酶,尤其對革蘭氏陽(yáng)性菌有效,常用于血瓊脂中抑制非鏈球菌的陽(yáng)性菌。
應用實(shí)例:
PALCAM瓊脂:添加多粘菌素B、頭孢他啶和吖啶黃,抑制革蘭氏陽(yáng)性菌及非目標陰性菌,專(zhuān)用于單核細胞增生李斯特氏菌的分離。
五、高鹽與pH調控
作用機制:
高濃度氯化鈉(如7.5-10%)通過(guò)滲透壓破壞非耐鹽菌的細胞膜,抑制革蘭氏陰性菌和部分陽(yáng)性菌,但主要用于富集耐鹽的革蘭氏陽(yáng)性菌(如金黃色葡萄球菌)。此外,堿性pH(如TCBS瓊脂pH 8.6)可抑制大多數革蘭氏陽(yáng)性菌,同時(shí)促進(jìn)霍亂弧菌等目標菌的生長(cháng)。
應用實(shí)例:
甘露醇氯化鈉瓊脂(MSA):含7.5% NaCl,抑制非耐鹽菌,同時(shí)通過(guò)甘露醇發(fā)酵(酚紅指示劑變色)鑒別金黃色葡萄球菌。
六、其他抑制劑控制測量環(huán)境溫度
玫瑰紅(Rose Bengal):在中國藍平板中作為弱抑制劑,選擇性抑制革蘭氏陽(yáng)性菌,同時(shí)通過(guò)乳糖發(fā)酵差異鑒別腸道致病菌。
亮綠染料(Brilliant Green):在改良亮綠瓊脂中抑制陽(yáng)性菌,并通過(guò)顏色變化輔助菌落觀(guān)察。
總結
選擇性培養基的設計需綜合考慮目標菌的代謝特性和抑制劑的協(xié)同作用。通過(guò)合理選擇添加劑,微生物學(xué)家能夠精準分離目標菌,為病原體鑒定、環(huán)境監測和工業(yè)發(fā)酵提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
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