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恒遠總結培養基的類型以及應用
閱讀：2553 發布時間：2012-11-29培養基的類型以及應用
培養基種類繁多，根據其成分、物理狀態和用途可將培養基分成多種類型。
（一）按成分不同劃分
1、天然培養基（complex medium） 這類培養基含有化學成分還不清楚或化學成分不恒定的天然有機物，也稱非化學限定培養基（chemically undefined medium）。牛肉膏蛋白胨培養基和麥芽汁培養基就屬于此類。基因克隆技術中常用的LB（Luria—Bertani）培養基也是一種天然培養基，其組成見表5.9。
牛肉浸膏、蛋白胨及酵母浸膏的來源及主要成分
營養物質 牛肉浸膏
來 源 瘦牛肉組織浸出汁濃縮而成的膏狀物質
主要成分 富含水溶性糖類、有機氮化合物、維生素、鹽等
營養物質 蛋白胨
來 源 將肉、酪素或明膠用酸或蛋白酶水解后干燥而成
主要成分 富含有機氮化合物、也含有一些維生素和糖類的粉末狀物質
營養物質 酵母浸膏
來 源 酵母細胞的水溶性提取物濃縮而成的膏狀物質
主要成分 富含B類維生素，也含有有機氮化合物和糖類
常用的天然有機營養物質包括牛肉浸膏、蛋白胨、酵母浸膏（表5.10）、豆芽汁、玉米粉、土壤浸液、麩皮、牛奶、血清、稻草浸汁、羽毛浸汁、胡蘿卜汁、椰子汁等，嗜糞微生物（coprophilous microorganisms）可以利用糞水作為營養物質。天然培養基成本較低，除在實驗室經常使用外，也適于用來進行工業上大規模的微生物發酵生產。
2、合成培養基（synthic medium）是由化學成分*了解的物質配制而成的培養基，也稱化學限定培養基（chemically defined medium），高氏I號培養基和查氏培養基就屬于此種類型。配制合成培養基時重復性強，但與天然培養基相比其成本較高，微生物在其中生長速度較慢，一般適于在實驗室用來進行有關微 生物營養需求、代謝、分類鑒定、生物量測定、菌種選育及遺傳分析等方面的研究工作。
（二）根據物理狀態劃分
根據培養基中凝固劑的有無及含量的多少，可將培養基劃分為固體培養基、半固體培養基和液體培養基三種類型。
1、固體培養基（so1id medium）
在液體培養基中加入一定量凝固劑，使其成為固體狀態即為固體培養基。理想的凝固劑應具備以下條件：①不被所培養的微生物分解利用；②在微生物生長的溫度范圍內保持固體狀態，在培養嗜熱細菌時，由于高溫容易引起培養基液化，通常在培養基中適當增加凝固劑來解決這一問題；③凝固劑凝固點溫度不能太低，否則將不利于微生物的生長；④凝固劑對所培養的微生物無毒害作用；⑤凝固劑在滅菌過程中不會被破壞；⑥透明度好，粘著力強；⑦配制方便且價格低廉。常用的凝固劑有瓊脂（agar）、明膠（gelatain）和硅膠（silica gel）。表5.11列出瓊脂和明膠的一些主要特征。
對絕大多數微生物而言，瓊脂是的凝固劑，瓊脂是由藻類（海產石花菜）中提取的一種高度分支的復雜多糖；明膠是由膠原蛋白制備得到的產物，是zui早用來作為凝固劑的物質，但由于其凝固點太低，而且某些細菌和許多真菌產生的非特異性胞外蛋白酶以及梭菌產生的特異性膠原酶都能液化明膠，目前已較少作為凝固劑；硅膠是由無機的硅酸鈉（Na2SO3）及硅酸鉀（K2SiO3）被鹽酸及硫酸中和時凝聚而成的膠體，它不含有機物，適合配制分離與培養自養型微生物的培養基。
2、半固體培養基（semisolid medium）
半固體培養基中凝固劑的含量比固體培養基少，培養基中瓊脂含量一般為0.2%～0.7%。半固體培養基常用來觀察微生物的運動特征、分類鑒定及噬菌體效價滴定等。
3、液體培養基（1iquid medium） 液體培養基中未加任何凝固劑。在用液體培養基培養微生物時，通過振蕩或攪拌可以增加培養基的通氣量，同時使營養物質分布均勻。液體培養基常用于大規模工業生產以及在實驗室進行微生物的基礎理論和應用方面的研究。
（三）按用途劃分
1、基礎培養基（minimum medium）
盡管不同微生物的營養需求各不相同，但大多數微生物所需的基本營養物質是相同的。基礎培養基是含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養物質的培養基。牛肉育蛋白胨培養基是zui常用的基礎培養基。基礎培養基也可以作為一些特殊培養基的基礎成分，再根據某種微生物的特殊營養需求，在基礎培養基中加入所需營養物質。
2、加富培養基（enrichment medium）
加富培養基也稱營養培養基，即在基礎培養基中加入某些特殊營養物質制成的一類營養豐富的培養基，這些特殊營養物質包括血液、血清、酵母浸膏、動植物組織液等。加富培養基一般用來培養營養要求比較苛刻的異養型微生物，如培養百日咳博德氏菌（敗ydd6c6jj6加rzM55Z5）需要含有血液的加富培養基。加富培養基還可以用來富集和分離某種微生物，這是因為加富培養基含有某種微生物所需的特殊營養物質，該種微生物在這種培養基中較其他微生物生長速度快，并逐漸富集而占優勢，逐步淘汰其他微生物，從而容易達到分離該種微生物的目的。從某種意義上講，加富培養基類似選擇培養基，兩者區別在于，加富培養基是用來增加所要分離的微生物的數量，使其形成生長優勢，從而分離到該種微生物；選擇培養基則一般是抑制不需要的微生物的生長，使所需要的微生物增殖，從而達到分離所需微生物的目的。
3、鑒別培養基（differential medium）
鑒別培養基是用于鑒別不同類型微生物的培養基。在培養基中加入某種特殊化學物質，某種微生物在培養基中生長后能產生某種代謝產物，而這種代謝產物可以與培養基中的特殊化學物質發生特定的化學反應，產生明顯的特征性變化，根據這種特征性變化，可將該種微生物與其他微生物區分開來。鑒別培養基主要用于微生物的快速分類鑒定，以及分離和篩選產生某種代謝產物的微生物菌種。常用的一些鑒別培養基參見表5.12。
4、選擇培養基（selective medium）
選擇培養基是用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養基。根據不同種類微生物的特殊營養需求或對某種化學物質的敏感性不同，在培養基中加入相應的特殊營養物質或化學物質，抑制不需要的微生物的生長，有利于所需微生物的生長。
一種類型選擇培養基是依據某些微生物的特殊營養需求設計的，例如，利用以纖維素或石蠟油作為*碳源的選擇培養基，可以從混雜的微生物群體中分離出能分解纖維素或石蠟油的微生物；利用以蛋白質作為*氮源的選擇培養基，可以分離產胞外蛋白酶的微生物；缺乏氮源的選擇培養基可用來分離固氮微生物。另一類選擇培養基是在培養基中加入某種化學物質，這種化學物質沒有營養作用，對所需分離的微生物無害，但可以抑制或殺死其他微生物，例如，在培養基中加入數滴10%酚可以抑制細菌和霉菌的生長，從而由混雜的微生物群體中分離出放線菌；在培養基中加入亞硫酸銨，可以抑制革蘭氏陽性細菌和絕大多數革蘭氏陰性細菌的生長，而革蘭氏陰性的傷寒沙門氏菌（Salmomnella typhi）可以在這種培養基上生長；在培養基中加入染料亮綠（brilliant green）或結晶紫（crystal vio1et），可以抑制革蘭氏陽性細菌的生長，從而達到分離革蘭氏陰性細菌的目的；在培養基中加人青霉素、四環素或鏈霉素，可以抑制細菌和放線菌生長，而將酵母菌和霉菌分離出來。現代基因克隆技術中也常用選擇培養基，在篩選含有重組質粒的基因工程菌株過程中，利用質粒上具有的對某種（些）抗生素的抗性選擇標記，在培養基中加入相應抗生素，就能比較方便地淘汰非重組菌株，以減少篩選目標菌株的工作量。
5、其他
除上述四種主要類型外，培養基按用途劃分還有很多種，比如：分析培養基（assay medium）常用來分析某些化學物質（抗生素、維生素）的濃度，還可用來分析微生物的營養需求；還原性培養基（reduced medium）專門用來培養厭氧型微生物；組織培養物培養基（tissue-culture midium）含有動、植物細胞，用來培養病毒、衣原體（chlamydia）、立克次氏體（rickettsia）及某些螺旋體（spirochete）等專性活細胞寄生的微生物。盡管如此，有些病毒和立克次氏體目前還不能利用人工培養基來培養，需要接種在動植物體內、動植物組織中才能增殖。常用的培養病毒與立克次氏體的動物有小白鼠、家鼠和琢鼠，雞胚也是培養某些病毒與立克次氏體的良好營養基質，雞瘟病毒、牛痘病毒、天花病毒、狂犬病毒等十幾種病毒也可用雞胚培養。
培養基種類繁多，根據其成分、物理狀態和用途可將培養基分成多種類型。
（一）按成分不同劃分
1、天然培養基（complex medium） 這類培養基含有化學成分還不清楚或化學成分不恒定的天然有機物，也稱非化學限定培養基（chemically undefined medium）。牛肉膏蛋白胨培養基和麥芽汁培養基就屬于此類。基因克隆技術中常用的LB（Luria—Bertani）培養基也是一種天然培養基，其組成見表5.9。
牛肉浸膏、蛋白胨及酵母浸膏的來源及主要成分
營養物質 牛肉浸膏
來 源 瘦牛肉組織浸出汁濃縮而成的膏狀物質
主要成分 富含水溶性糖類、有機氮化合物、維生素、鹽等
營養物質 蛋白胨
來 源 將肉、酪素或明膠用酸或蛋白酶水解后干燥而成
主要成分 富含有機氮化合物、也含有一些維生素和糖類的粉末狀物質
營養物質 酵母浸膏
來 源 酵母細胞的水溶性提取物濃縮而成的膏狀物質
主要成分 富含B類維生素，也含有有機氮化合物和糖類
常用的天然有機營養物質包括牛肉浸膏、蛋白胨、酵母浸膏（表5.10）、豆芽汁、玉米粉、土壤浸液、麩皮、牛奶、血清、稻草浸汁、羽毛浸汁、胡蘿卜汁、椰子汁等，嗜糞微生物（coprophilous microorganisms）可以利用糞水作為營養物質。天然培養基成本較低，除在實驗室經常使用外，也適于用來進行工業上大規模的微生物發酵生產。
2、合成培養基（synthic medium）是由化學成分*了解的物質配制而成的培養基，也稱化學限定培養基（chemically defined medium），高氏I號培養基和查氏培養基就屬于此種類型。配制合成培養基時重復性強，但與天然培養基相比其成本較高，微生物在其中生長速度較慢，一般適于在實驗室用來進行有關微 生物營養需求、代謝、分類鑒定、生物量測定、菌種選育及遺傳分析等方面的研究工作。
（二）根據物理狀態劃分
根據培養基中凝固劑的有無及含量的多少，可將培養基劃分為固體培養基、半固體培養基和液體培養基三種類型。
1、固體培養基（so1id medium）
在液體培養基中加入一定量凝固劑，使其成為固體狀態即為固體培養基。理想的凝固劑應具備以下條件：①不被所培養的微生物分解利用；②在微生物生長的溫度范圍內保持固體狀態，在培養嗜熱細菌時，由于高溫容易引起培養基液化，通常在培養基中適當增加凝固劑來解決這一問題；③凝固劑凝固點溫度不能太低，否則將不利于微生物的生長；④凝固劑對所培養的微生物無毒害作用；⑤凝固劑在滅菌過程中不會被破壞；⑥透明度好，粘著力強；⑦配制方便且價格低廉。常用的凝固劑有瓊脂（agar）、明膠（gelatain）和硅膠（silica gel）。表5.11列出瓊脂和明膠的一些主要特征。
對絕大多數微生物而言，瓊脂是的凝固劑，瓊脂是由藻類（海產石花菜）中提取的一種高度分支的復雜多糖；明膠是由膠原蛋白制備得到的產物，是zui早用來作為凝固劑的物質，但由于其凝固點太低，而且某些細菌和許多真菌產生的非特異性胞外蛋白酶以及梭菌產生的特異性膠原酶都能液化明膠，目前已較少作為凝固劑；硅膠是由無機的硅酸鈉（Na2SO3）及硅酸鉀（K2SiO3）被鹽酸及硫酸中和時凝聚而成的膠體，它不含有機物，適合配制分離與培養自養型微生物的培養基。
2、半固體培養基（semisolid medium）
半固體培養基中凝固劑的含量比固體培養基少，培養基中瓊脂含量一般為0.2%～0.7%。半固體培養基常用來觀察微生物的運動特征、分類鑒定及噬菌體效價滴定等。
3、液體培養基（1iquid medium） 液體培養基中未加任何凝固劑。在用液體培養基培養微生物時，通過振蕩或攪拌可以增加培養基的通氣量，同時使營養物質分布均勻。液體培養基常用于大規模工業生產以及在實驗室進行微生物的基礎理論和應用方面的研究。
（三）按用途劃分
1、基礎培養基（minimum medium）
盡管不同微生物的營養需求各不相同，但大多數微生物所需的基本營養物質是相同的。基礎培養基是含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養物質的培養基。牛肉育蛋白胨培養基是zui常用的基礎培養基。基礎培養基也可以作為一些特殊培養基的基礎成分，再根據某種微生物的特殊營養需求，在基礎培養基中加入所需營養物質。
2、加富培養基（enrichment medium）
加富培養基也稱營養培養基，即在基礎培養基中加入某些特殊營養物質制成的一類營養豐富的培養基，這些特殊營養物質包括血液、血清、酵母浸膏、動植物組織液等。加富培養基一般用來培養營養要求比較苛刻的異養型微生物，如培養百日咳博德氏菌（敗ydd6c6jj6加rzM55Z5）需要含有血液的加富培養基。加富培養基還可以用來富集和分離某種微生物，這是因為加富培養基含有某種微生物所需的特殊營養物質，該種微生物在這種培養基中較其他微生物生長速度快，并逐漸富集而占優勢，逐步淘汰其他微生物，從而容易達到分離該種微生物的目的。從某種意義上講，加富培養基類似選擇培養基，兩者區別在于，加富培養基是用來增加所要分離的微生物的數量，使其形成生長優勢，從而分離到該種微生物；選擇培養基則一般是抑制不需要的微生物的生長，使所需要的微生物增殖，從而達到分離所需微生物的目的。
3、鑒別培養基（differential medium）
鑒別培養基是用于鑒別不同類型微生物的培養基。在培養基中加入某種特殊化學物質，某種微生物在培養基中生長后能產生某種代謝產物，而這種代謝產物可以與培養基中的特殊化學物質發生特定的化學反應，產生明顯的特征性變化，根據這種特征性變化，可將該種微生物與其他微生物區分開來。鑒別培養基主要用于微生物的快速分類鑒定，以及分離和篩選產生某種代謝產物的微生物菌種。常用的一些鑒別培養基參見表5.12。
4、選擇培養基（selective medium）
選擇培養基是用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養基。根據不同種類微生物的特殊營養需求或對某種化學物質的敏感性不同，在培養基中加入相應的特殊營養物質或化學物質，抑制不需要的微生物的生長，有利于所需微生物的生長。
一種類型選擇培養基是依據某些微生物的特殊營養需求設計的，例如，利用以纖維素或石蠟油作為*碳源的選擇培養基，可以從混雜的微生物群體中分離出能分解纖維素或石蠟油的微生物；利用以蛋白質作為*氮源的選擇培養基，可以分離產胞外蛋白酶的微生物；缺乏氮源的選擇培養基可用來分離固氮微生物。另一類選擇培養基是在培養基中加入某種化學物質，這種化學物質沒有營養作用，對所需分離的微生物無害，但可以抑制或殺死其他微生物，例如，在培養基中加入數滴10%酚可以抑制細菌和霉菌的生長，從而由混雜的微生物群體中分離出放線菌；在培養基中加入亞硫酸銨，可以抑制革蘭氏陽性細菌和絕大多數革蘭氏陰性細菌的生長，而革蘭氏陰性的傷寒沙門氏菌（Salmomnella typhi）可以在這種培養基上生長；在培養基中加入染料亮綠（brilliant green）或結晶紫（crystal vio1et），可以抑制革蘭氏陽性細菌的生長，從而達到分離革蘭氏陰性細菌的目的；在培養基中加人青霉素、四環素或鏈霉素，可以抑制細菌和放線菌生長，而將酵母菌和霉菌分離出來。現代基因克隆技術中也常用選擇培養基，在篩選含有重組質粒的基因工程菌株過程中，利用質粒上具有的對某種（些）抗生素的抗性選擇標記，在培養基中加入相應抗生素，就能比較方便地淘汰非重組菌株，以減少篩選目標菌株的工作量。
5、其他
除上述四種主要類型外，培養基按用途劃分還有很多種，比如：分析培養基（assay medium）常用來分析某些化學物質（抗生素、維生素）的濃度，還可用來分析微生物的營養需求；還原性培養基（reduced medium）專門用來培養厭氧型微生物；組織培養物培養基（tissue-culture midium）含有動、植物細胞，用來培養病毒、衣原體（chlamydia）、立克次氏體（rickettsia）及某些螺旋體（spirochete）等專性活細胞寄生的微生物。盡管如此，有些病毒和立克次氏體目前還不能利用人工培養基來培養，需要接種在動植物體內、動植物組織中才能增殖。常用的培養病毒與立克次氏體的動物有小白鼠、家鼠和琢鼠，雞胚也是培養某些病毒與立克次氏體的良好營養基質，雞瘟病毒、牛痘病毒、天花病毒、狂犬病毒等十幾種病毒也可用雞胚培養。