温度:37℃±1℃(最适生长温度,低于 30℃或高于 42℃会抑制芽孢萌发);
厌氧度:采用厌氧培养箱时,需通入氮气(90%)、氢气(5%)、二氧化碳(5%)混合气体,氧浓度控制在 0.1% 以下;若用厌氧袋,需加入厌氧产气包,确保袋内氧浓度<0.5%;
培养时间:芽孢复苏需 48-72 小时,繁殖体培养 24-48 小时即可达到对数期。
芽孢活化(关键步骤):取冻干芽孢粉,加入 2mL 无菌硫乙醇酸盐流体培养基,轻轻混匀(避免剧烈振荡引入空气),置于 37℃厌氧培养箱中预培养 24 小时(唤醒休眠芽孢,若直接接种易导致复苏失败);期间需检查培养基是否浑浊,若未浑浊需补加 0.5mL 无菌庖肉提取液,增强营养供应。
增殖与纯化:取活化后的菌液 0.5mL,接种至庖肉培养基,37℃厌氧培养 48 小时,观察到培养基浑浊且产生气体后,取 0.1mL 菌液涂布血琼脂平板(厌氧培养),37℃培养 48 小时,挑取具有双层溶血环的单个菌落,转接至新鲜庖肉培养基,37℃厌氧培养 24 小时,制成种子菌液(此时以繁殖体为主,含少量芽孢)。
芽孢制备:将种子菌液按 1:5 比例接种至芽孢形成培养基(庖肉培养基中添加 0.1% MnSO??H?O),37℃厌氧培养 72-96 小时,直至显微镜观察芽孢形成率≥80%;通过离心(4000rpm,15 分钟)收集芽孢,用无菌生理盐水洗涤 3 次(去除繁殖体与培养基残渣),制成芽孢悬液(浓度可达 10?-10? CFU/mL)。
浓度校准:采用 “涂布计数法(厌氧培养)+ 芽孢染色计数法” 双重验证。取 1mL 芽孢悬液,用无菌生理盐水 10 倍梯度稀释至 10??、10??,取 0.1mL 涂布血琼脂平板(每个稀释度 3 个平行),置于厌氧培养箱 37℃培养 48 小时计数,计算平均菌落数与芽孢浓度,误差需控制在 ±0.2 log 内;同时,取稀释后的芽孢悬液进行孔雀绿芽孢染色,显微镜下计数芽孢占比,需≥80%,否则需延长芽孢形成培养时间。若误差超范围,需排查厌氧环境不达标、稀释吸管污染或芽孢活化不充分等问题。
形态与生化鉴别:
显微镜观察:革兰氏染色呈阳性粗大杆菌(直径 1-1.5μm,长度 3-5μm),无鞭毛,芽孢呈椭圆形,位于菌体次末端,不膨大(与其他梭菌如破伤风梭菌芽孢位于顶端且膨大鉴别);
生化特性:能发酵葡萄糖、乳糖、蔗糖产酸产气(“stormy fermentation” 现象,即发酵迅速产生大量气体,使培养基剧烈翻腾);不发酵甘露醇;明胶液化试验阳性(能产生明胶酶分解明胶);硫化氢试验阳性(能分解含硫氨基酸产生硫化氢,使醋酸铅试纸变黑),这些特性可进一步确认菌株身份。
个人防护:人员需穿全包裹式防护服、戴 N95 口罩(防止吸入含菌气溶胶,虽为厌氧菌但操作中可能产生少量菌雾)、护目镜及双层无菌手套(外层手套需在生物安全柜内更换);操作前后用 75% 乙醇消毒手部与防护服表面,若手部有伤口需覆盖防水创可贴。
环境与设备消毒:
生物安全柜:实验结束后,用 0.5% 过氧乙酸喷雾消毒内部,作用 30 分钟后用无菌水擦拭,再开启紫外灯照射 60 分钟(紫外线可杀灭残留繁殖体,芽孢需结合化学消毒);
厌氧培养箱:每次使用后,用 1% 含氯消毒剂擦拭内壁,通入臭氧(浓度 0.3mg/L)消毒 30 分钟,再通入混合气体置换;
实验室环境:地面、墙面每周用 0.2% 过氧乙酸擦拭 1 次,下水道每月用 2% 氢氧化钠溶液冲洗 1 次,防止芽孢残留。
废弃物处理:含菌培养物(如庖肉培养基、芽孢悬液)需 121℃高压灭菌 60 分钟(芽孢耐高温,需比普通细菌延长 30 分钟,确保彻底杀灭);含菌废液需先加入等量 20% 次氯酸钠溶液,室温静置 120 分钟(破坏毒素与芽孢结构)后再灭菌;实验耗材(如培养皿、吸头)需装入耐高温灭菌袋,灭菌后按医疗有害废弃物处理,不可与普通垃圾混放。
沙土管保存法(推荐):取灭菌沙土(颗粒直径 0.2-0.5mm)装入试管,加入芽孢悬液至沙土完全湿润,振荡使芽孢均匀吸附,置于厌氧环境中室温干燥(避免接触空气导致芽孢活化),密封试管后 4℃冷藏存放,保质期可达 5-8 年,芽孢存活率≥85%。该方法能维持芽孢休眠状态,且操作简便,适合长期批量存储。
-80℃冷冻保存法:将芽孢悬液与 50% 无菌甘油(需提前通入氮气除氧)按 1:1 混合(甘油终浓度 25%,防止冷冻损伤),分装为 1mL / 支的冻存管,快速放入 - 80℃冰箱(避免缓慢冷冻形成冰晶破坏芽孢),冻存次数不超过 2 次(反复冻融会使芽孢存活率降至 50% 以下),保质期 3-4 年;解冻时需在厌氧环境中进行,避免氧气接触影响芽孢活性。
短期保存法(1-2 个月):将纯化后的芽孢悬液接种至庖肉培养基,37℃厌氧培养 48 小时后,密封试管(用石蜡油封口,厚度 2-3mm,隔绝空气),4℃冷藏存放,每周需检查培养基是否变质,若出现异味或浑浊度下降需重新制备。
存储管理:需单独存放于双锁生物安全冰箱的厌氧菌专属区域,与需氧菌(如白色念珠菌、芽孢杆菌)严格分区(防止交叉污染与芽孢活化),标签需注明 “产气荚膜梭菌(ATCC13124,WDCM 00007)”“产 α 毒素”“芽孢悬液”“存储日期”,实行双人双锁领用制度;领用记录需详细注明用途(如 “厌氧消毒验证”“食品工艺测试”),领用后需在厌氧操作区使用,严防泄漏引发实验室感染或环境污染。


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