微生物学理论：培养基制备

微生物实验室使用的无菌技术

接种前，保持微生物培养基及其接触的所有材料无菌非常重要。在任何后续处理细菌培养物期间，必须使用无菌技术排除不需要的生物或污染生物。

灭菌即通过热、化学品、辐射、过滤方法，破坏包括孢子在内的所有微生物。

高温灭菌

高温灭菌使活蛋白变性和凝固。这种方法简便、高效、易于控制且性价比高。有几种高温灭菌方法可供选择。

• 炙热法：将接种丝或环置于本生灯火焰中，直至它们变红，从而达到灭菌目的。
• 湿热法：湿热法（蒸汽）比干热法更容易破坏细菌。通常用于培养基、水溶液的灭菌以及废弃培养物的销毁。必须首先除去空气，以达到成功灭菌所需的121°C。此过程通过高压灭菌锅（高压锅的技术版本）实现，即在所需时间和压力下进行循环加热。
• 干热法：通常用于可能会被蒸汽腐蚀或在使用前必须保持干燥的材料。这些包括金属器具、玻璃培养皿、烧瓶、移液管以及棉绒。在实践中，干热灭菌需要比蒸汽灭菌更长的时间间隔和更高的温度（例如蒸汽灭菌121 °C下15分钟，干热灭菌160 °C下120分钟）。

化学灭菌

化学灭菌通常用于精密设备，如光学仪器和电气设备，否则这些设备会因高温损坏。由于所用化学品的毒性，这不是最流行的灭菌形式。所用化学品包括：使微生物细胞化合物的氨基、巯基、羧基和羟基烷基化的气态环氧乙烷；用作熏蒸剂的甲醛；以及无菌包装中使用的过氧化氢蒸气。

辐射除菌

辐射灭菌用于需要避免因高温引起结构变化的热敏材料和环境样品，如土壤和沉积物。有两种辐射形式可供选择：

• 紫外线灭菌可启动原子激发，导致核酸内发生致命突变。紫外线不能穿透材料，因此主要用于表面处理（例如层流工作台、以及空气和水）。
• 电离辐射可以穿透样品，导致细胞内电离。⁶⁰Co源产生的γ辐射用于对复杂基质（例如土壤和食品）进行灭菌。微生物在缺氧条件下（2-5x）和冷冻样品中显示出增强的抗辐射性。

过滤灭菌

过滤灭菌通过排除而不是破坏微生物来进行。这种方法对用户安全，适用于敏感液体和气体。目前使用三种类型的过滤器：

• 深层过滤器由填充有纤维材料（例如玻璃棉或棉绒）的处理柱制成。回转、盘绕的纤维捕捉颗粒，从而达到过滤目的；它们几乎不防碍液体流动，主要用于过滤气体，或者用作易于堵塞的膜过滤器的预过滤器。
• 膜滤器通过将颗粒筛除达到过滤目的。它们的有效性取决于滤膜孔的大小以及存在的静电吸引力。微生物学中最常用的过滤器通常由醋酸纤维素或硝酸纤维素制成。膜滤通常用于热敏物质，例如维生素溶液；滤膜在使用前必须进行热灭菌。

• 径迹蚀刻膜（核孔膜）过滤器 由非常薄的聚碳酸酯薄膜组成，这些薄膜经过核辐射处理，然后用化学品蚀刻，形成非常均匀的垂直孔。它们用于过滤与滤膜过滤器所过滤的相同的材料，缺点是更易堵塞。

培养基补充剂

最常用的培养基补剂、灭菌方法、溶解度表。

所有氨基酸原液均可在120 °C下高温高压灭菌20分钟。

培养基组分的相互作用

在进行培养基组分起着重要作用的研究（例如毒性研究）中，必须注意观察培养基组分之间可能发生的各种相互作用。

* 可以通过添加HEPES缓冲液来减少磷酸盐。