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实验技术

微生物染色技术

作者 MFermentaion
2025年8月23日 1 分钟阅读
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在光学显微镜下,大多情况下我们是没有办法直接清晰的观察到微生物的,我们需要采取各种染色技术来增强和周围环境的对比,以便更加清晰的观察到目标微生物。

01



染色方法分类
根据染色的目的可将染色方法分为以下几类:
(1)常规单染(简单染色),最为常规的染色方法,一般用结晶紫、番茄红等燃料对微生物细胞进行染色,以便观察。
(2)革兰氏染色,革兰染色法(Gram stain)是细菌学上最经典的、使用最广泛的一种染色方法。由丹麦细菌学家革兰(Christian Gram)于1883 年创立,从而命名为革兰染色法(Gram stain)。细菌染色后,不仅可以观察其形态,而且可根据染色结果将细菌分为两大类,即革兰阳性菌(G+菌)和革兰阴性菌(G– 菌)。
(3)芽孢染色和鞭毛染色,顾名思义,是用来特定的观察芽孢和鞭毛的染色方法。
(4)活细胞染色。顾名思义,活细胞染色是指能够区分死细胞和活细胞的染色方法。

不同的染料对不同的细胞和细胞部位有不同的亲和力,因此可以通过选取染色方法实现对不同细胞或者部位观察。


光学显微镜分类、结构和基本原理(明场,暗场,相差)
【金山文档 | WPS云文档】 细胞染色法:https://kdocs.cn/l/cvu0xKAJH7It



02



简单染色方法

1.染色液配制

1)结晶紫液:结晶紫乙醇饱和液(结晶紫2g溶于20mL95%乙醇中)20mL,1%草酸铵水溶液80mL,将两液混匀置24h后过滤即成。
2)番红溶液:番红O2.5g,95%乙醇100mL,溶解后可贮存于密闭的棕色瓶中,用时取20mL与80mL蒸馏水混匀即可。

2.应用:简单染色法操作简便,适用于菌体的一般形态和排列的观察。

3、实验步骤
1)涂片。在洁净的载玻片上滴加一滴无菌水,然后用无菌接种环挑取适量细菌悬浮液并涂成薄膜。或吸取一定量的液体培养物滴在载玻片上,可多次尝试,使得视野中的菌满足目的要求。
2)固定。固定前需要有样品干燥的过程,可以自热干燥,也可以借用酒精灯的温度,需要掌握温度不能太高。固定时:在酒精灯上方加热,但要注意温度不要过高,以免破坏细菌的形态,手指轻叩微烫即可(干燥的样品过火焰5-8次)。也可以使用化学固定剂(如甲醛)来固定细菌,以确保细菌的形态不受损失。
3)染色。滴加染液覆盖涂片,让细菌与染液充分接触,通常染色时间为1-3min。
4)冲洗。用洗瓶冲洗涂片,直到流出的水中无染液颜色为止。
5)干燥。将涂片自然晾干或用吸水纸轻轻吸干,可在酒精灯上干燥,需要掌握温度。
6)镜检。使用显微镜观察细菌的形态和结构。


03



革兰氏染色方法

1、原理:

(1)G+ 菌细胞壁结构致密(肽聚糖层厚),且脂质含量少,乙醇不易渗入脱色;G– 菌细胞壁结

构疏松(肽聚糖层薄),且脂质含量多,乙醇溶解脂质后易渗入细胞而脱色。

(2)G+ 菌菌体含有大量核糖核酸镁盐,可与碘、结晶紫牢固结合,使已着色的细菌不被乙醇

脱色。G– 菌菌体内核糖核酸镁盐含量小,易被乙醇脱色。

(3)G+ 菌等电点比G– 菌低,在同一pH条件下阳性菌比阴性菌所带阴电荷要多,故与带正电荷的碱性染料(结晶紫)结合牢固,不易被乙醇脱色。

2、应用

革兰染色法的实际应用意义有三:

(1)按照革兰染色法可把细菌分为G+ 和G– 两大类;

(2)G+ 菌和G– 菌的致病性不同,所致疾病各异;

(3)对G+ 和G– 菌,选择不同抗菌物治疗。

3、材料

(1)葡萄球菌和大肠埃希菌培养18~24h 后的混合菌液。

(2)兰染色液:结晶紫染液、碘液、95%酒精、稀释复红或沙黄染液。

(3)载玻片、接种环、酒精灯、吸水纸、显微镜等。

4、方法

4.1标本片制备 

(1)载玻片准备:取一张清洁载玻片,用蜡笔在其背面画出二个有一定间隔、直径约1~2cm 

的涂抹范围,用数字或符号做好标记。

(2)涂片:将接种环在火焰上烧灼灭菌,冷却后取菌液直接涂布在标记的涂抹范围内。接种

环在火焰上烧灼灭菌。(3)干燥:涂片最好在室温下自然干燥,或将标本面向上,置于离酒精灯火焰约半尺高处缓慢烘干,切不可放在火焰上烧干。

(4)固定:将干燥后的涂片用片夹夹住,使涂抹面向上缓慢通过火焰3 次,然后自然冷却。

固定即可杀死细菌,并使细菌固着于玻片上,以免染色时脱落;又可使细菌蛋白凝固,而易着色。

4.2革兰染色: 

(1)初染:在固定好并冷却了的涂片上滴加结晶紫染液1~2 滴,作用1min 后,用细水流从玻片的一端把游离的染液洗去。

(2)媒染:滴加卢戈(Lugol)碘液数滴,作用1min 后水洗。碘液是媒染剂,使结晶紫染液与

细菌结合更牢固。

(3)脱色:滴加95%酒精数滴,轻轻晃动玻片,使玻片上流下的酒精液无紫色为止(约需0.5~

1min),流水冲洗。

(4)复染:滴加稀释复红(或沙黄)染液数滴,作用1min 后流水冲洗。最后用吸水纸印干标本

片或自然干燥后,玻片上滴加香柏油,用油镜观察。

5、结果

G+ 菌染成紫色;G– 菌染成红色。

6、影响因素

⑴操作因素:涂片太厚或太薄,菌体分散不均匀,可影响染色结果。固定时避免菌体过份

受热。脱色时间要根据涂片厚薄灵活掌握。

⑵细菌因素:不同时间培养物,革兰染色结果有差异,如葡萄球菌幼龄菌染成紫色。而老

龄菌被染成红色。细菌染色时最好用18~24h 的细菌培养物。

⑶染液因素:所有染色液应防止水分蒸发而影响浓度,特别是卢戈碘液久存或受光作用后

易失去媒染作用。脱色酒精以95%浓度为宜,若瓶密封不良或涂片上积水过多,可使酒精浓度下降而减弱其脱色能力。

革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌区别及染色原理

【微生物学】KOH快速鉴定革兰氏阴性和阳性菌法

04



鞭毛染色

1、原理与应用

细菌鞭毛为细菌的运动器官。其形态细长,直径约10~20nm,需用电子显微镜才能观察到。

若用特殊染色使鞭毛增粗并着色,则在普通光学显微镜下也可观察到。鞭毛染色方法很多,但原理基本类似,即在染色前先经媒染剂处理,使鞭毛增粗,然后再进行染色。

2、材料

(1)变形杆菌6~8h 血琼脂平板培养物。

(2)染色液。

A 液:200g/L 钾明矾液(加温溶解)20ml,50g/L 石炭酸液50ml,200g/L 鞣酸液(加温溶

解)20ml。

B 液:复红酒精饱和液。

取A 液9 份和B 液1 份混合后立即过滤。滤液放置6h 后,使用最佳。

(3)蒸馏水管

3、方法

(1)细菌标本制备:取变形杆菌血琼脂平板培养物,仔细从菌膜伸展最远处挑取菌少许,轻轻放入蒸馏水管中,经数min 使其自行分散,再37 25 ℃ ~30min。

(2)涂片:取上述菌液一接种环,轻轻滴于载玻片上,使成薄膜。涂抹时接种环随水滴移动,

切勿与玻片相磨,以免鞭毛脱落。 (3)染色:涂片自然干燥(勿用火焰固定)后,加染色液作用1~2min ,水洗、吸干、镜检。

4、结果

鞭毛呈淡红色,菌体呈红色。

05



芽孢染色

1、原理与应用

芽胞具有高度的折光性,外膜致密,渗透性低,故普通染色法不易使其着色,芽胞染色法

是根据芽胞既难以着色,而一旦着色又难以脱色的特点设计的。所有芽胞染色法都基于同一个原则:采用着色力强的染料,并加热以促进标本着色,然后使菌体脱色,而芽胞上的染料仍保留,经复染后,菌体和芽胞呈现不同的颜色。

2、材料

石炭酸复红液、碱性美兰液、95%酒精

3、方法

(1)将芽孢培养物涂片,自然干燥,火焰固定,滴加石炭酸复红液,并加温至产生蒸汽(不可煮沸)约5min,防止染液干涸,随时补充,待载玻片冷却后,水洗。

(2)用95%酒精脱色2min,水洗。

(3)滴加美兰染液复染30sec,水洗,待干,镜检。

4、结果

芽胞呈红色,菌体呈蓝色。


05



活细胞染色

顾名思义,活细胞染色是指能够区分死细胞和活细胞的染色方法。活细胞染色有多种方法,比较简单点如:亚甲基蓝染色、台盼蓝染色、荧光染色法。

1.台盼蓝染色法

台盼蓝是一种阴离子型染料,它只能透过

受损细胞或死亡细胞的细胞膜(质膜),而正常的活细胞能加以排除,即死细胞着色,活细胞不着色.

2.荧光染色法

荧光素双醋酸酯(FDA)是一种常用的动植物细胞的生活力鉴定染料.FDA本身不产生荧光,也无极性,能自由出入细胞.当FDA进入活细胞,被细胞内的脂酶分解,产生有极性的、能发出荧光的荧光素,荧光素不能自由透过活细胞膜,积累在细胞内,使细胞产生绿色荧光.

3.美蓝染色法

美蓝是一种无毒染料,氧化型为蓝色,还原型为无色,主要用于检测酵母细胞死活.由于活细胞具有较强的还原能力,能使美蓝从蓝色的氧化型变为无色的还原型,因此美蓝染色后活的酵母细胞无色;而死细胞或代谢缓慢的老细胞,被染成蓝色或淡蓝色。

4.复合染色法,能分别对死细胞和活细胞进行染色,如:Hoechst33342/PI双染。


细胞核荧光染料Hoechst 33342可以穿透细胞膜,嵌入双链DNA后释放蓝色荧光。对于正常细胞,其可少许进入细胞膜使其染上低蓝色。而凋亡细胞由于细胞膜通透性增强,从而使得进入凋亡细胞内的Hoechst 33342明显多于正常细胞,荧光强度比正常细胞要高。另外,细胞发生凋亡时染色质会固缩,从而使得染料能更有效和聚集的结合于DNA,并且凋亡细胞膜上的p-糖蛋白泵功能受损而不能有效的将Hoechst 33342排除到细胞外使其在细胞内的积累增加,这些特征都使得凋亡细胞经染色后荧光强度会比正常细胞明显增大。但细胞核荧光染料PI不能穿透细胞膜完整的正常细胞或凋亡细胞,即活细胞对PI染料拒染。而对于坏死细胞,其细胞膜的完整性在早期即已丧失,可被PI染色。上述两种染料双染后,使用流式细胞仪或荧光显微镜检测时,正常细胞为低蓝色/低红色(Hoechst 33342+/PI+),凋亡细胞为高蓝色/低红色(Hoechst 33342++/PI+),坏死细胞为低蓝色/高红色(Hoechst 33342+/PI++)。

文档下载:https://kdocs.cn/l/cvu0xKAJH7It



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