实验原理:
1)G+菌细胞壁结构较致密,肽聚糖层厚,脂质含量少,乙醇不易透入;同时乙醇使细胞壁脱水形成一道屏障,阻止结晶紫—碘复合物从胞内渗出。G-菌的细胞壁结构疏松,肽聚糖层很薄,而外膜、脂蛋白、脂多糖又均含大量脂质,易被乙醇溶解,导致细胞壁通透性增加,胞内结晶紫-碘复合物被乙醇溶解析出而脱色。
2)G+菌等电点(PI2~3)比G-菌(PI4~5)低,在相同PH条件下,G+菌所带负电荷比G-菌多,故与带电的结晶紫染料结合牢固,不易脱色。
实验步骤:
一、标本的制备:
1、涂片:
取玻片在火焰上稍微加温,以清洁纱布擦净,放置桌上,左手握菌种管,有搜持接种环,用无菌接种环取生理盐水一滴,置于载玻片的中央,再用接种环在火焰上灭菌,待冷却后,取斜面培养的葡萄球菌或大肠杆菌少许与盐水混匀,直接取1~2环菌液作涂片即可,涂片应厚薄均匀。接种环采菌后,要通过火焰灭菌才能放下。
2、干燥:
目的是是菌体水分慢慢蒸发,固定菌形。涂片最好在室温中自然干燥,必要是将标本面向上,小心断续在弱火高处略烘,以助水分蒸发;但切勿紧靠火焰,以致标本烤枯,不堪检视。
3、固定:
手执玻片一端,标本面向上,在火焰外层快速地来回通过三次,共2-3秒,以玻片反面触及皮肤不觉过烫为度。冷却后,染色。目的是杀死细菌,是菌体与玻片粘附较牢以及改变对染料的通透性,因活的细菌一般不能使许多染料进入细胞。
二、染色
1、初染:
将涂片标本夹持于左手,滴加结晶紫溶液盖满涂抹面,染色1~3分钟,用流水缓缓冲洗(即将龙头打开使水缓慢流出,将玻片倾斜使水在玻片面上端沿玻片流下冲洗染液)直至无颜色流下为止。
2、媒染:
加卢戈氏染液4~5滴作用30秒到一分钟,再按上法冲洗,并将片上积水轻轻洒净。
3、脱色:
在95%酒精缸中脱色约3~5秒,拿出玻片使酒精由玻片流下,如此反复2~3次,直至流下酒精略呈淡紫色为止,现按上法以流水冲洗,并将玻片轻轻洒净。
4、复染:
用稀释石炭酸-复红(或沙黄液)复染半分钟后按上法冲洗。
5、镜检。
实验结果:G+葡萄球菌被染成紫色;G-大肠杆菌被染成红色。
实验分析:实验中有些组的大肠杆菌被染成了紫色,而实际却应该为红色,这有可能与脱色的时间过少有关,因而将其染成紫色,成为假阳性。
还有一些组将葡萄球菌染成红色,这又可能是由于脱色时间过长,冲洗的时间过短所导致的。
G+葡萄球菌(100*)
G+链球菌(100*)
G—大肠杆菌(100*)
G—霍乱球菌(100*0
第一讲:细菌的革兰染色
一、学习目的:了解革兰氏染色法的原理,并熟悉操作步骤,了解细菌革兰染色的注意事项。
二、实验原理:微生物的细胞小且透明,在普通光学显微镜下不易识别,必须对它们进行染色,使经染色后的菌体与背景形成明显的色差,从而能更清楚地观察到其形态和结构。因此,微生物染色技术是观察微生物形态结构的重要手段。
革兰染色反应是细菌分类和鉴定的重要性状。它是1884年由丹麦医师Gram创立的。革兰染色法(Gram stain)不仅能观察到细菌的形态,而且还可将所有细菌区分为两大类:染色反应呈蓝紫色的称为革兰氏阳性细菌,用G+表示;染色反应呈红色(复染颜色)的称为革兰氏阴性细菌,用G-表示。细菌对革兰氏染色的不同反应,是由于它们细胞壁的成分和结构不同而造成的。革兰氏阳性细菌的细胞壁主要是由肽聚糖形成的网状结构组成的,在染色过程中,当用乙醇处理时,由于脱水而引起网状结构中的孔径变小,通透性降低,使结晶紫-碘复合物被保留在细胞内而不易脱色,因此,呈现蓝紫色;革兰氏阴性细菌的细胞壁中肽聚糖含量低,而脂类物质含量高,当用乙醇处理时,脂类物质溶解,细胞壁的通透性增加,使结晶紫-碘复合物易被乙醇抽出而脱色,然后又被染上了复染液(番红)的颜色,因此呈现红色。
革兰氏染色需用四种不同的溶液:碱性染料(basic dye)初染液;媒染剂(mordant);脱色剂(decolorising agent)和复染液(counterstain)。碱性染料初染液的象在细菌的单染色法基本原理中所述的那样,而用于革兰氏染色的初染液一般是结晶紫(crystal violet)。媒染剂的作用是增加染料和细胞之间的亲和性或附着力,即以某种方式帮助染料固定在细胞上,使不易脱落,碘(iodine )是常用的媒染剂。脱色剂是将被染色的细胞进行脱色,不同类型的细胞脱色反应不同,有的能被脱色,有的则不能,脱色剂常用95%的酒精(ethanol)。复染液也是一种碱性染料,其颜色不同于初染液,复染的目的是使被脱色的细胞染上不同于初染液的颜色,而未被脱色的细胞仍然保持初染的颜色,而且将细胞区分成G+和G-两大类群,常用的复染液为番红。
三.革兰染色实验所需材料
1.菌种:大肠杆菌,枯草芽孢杆菌
2.器材:显微镜,载玻片,染色缸等
3.染色液:草酸铵结晶紫染色液,路哥氏(Lugol)碘液,95%乙醇,0.5%沙黄染色液
四.实验步骤
1、涂片: 将培养14-16小时的枯草芽孢杆菌和培养24小时的大肠杆菌分别作涂片(注意涂片切不可过于浓厚),干燥、固定。固定时通过火焰1—2次即可,不可过热,以载玻片不烫手为宜。
2、 染色:
(1)初染: 加草酸铵结晶紫一滴,约一分钟,水洗。
(2)媒染: 滴加碘液冲去残水,并覆盖约一分钟,水洗。
(3)脱色: 将载玻片上的水甩净,并衬以白背景,用95%酒精滴洗至流出酒精刚刚不出现紫色时为止,约20—30秒,立即用水冲净酒精。
(4)复染: 用番红液染1—2分钟,水洗。
(5)镜检: 干燥后,置油镜观察。革兰氏阴性菌呈红色,革兰氏阳性菌呈紫色。以分散开的细菌的革兰氏染色反应为准,过于密集的细菌,常常呈假阳性。
(6)同法在一载玻片上以大肠杆菌于枯草芽孢杆菌混合制片,作革兰氏染色对比。
革兰氏染色的关键在于严格掌握酒精脱色程度,如脱色过度,则阳性菌可被误染为阴性菌;而脱色不够时,阴性菌可被误染为阳性菌。此外,菌龄也影响染色结果,如阳性菌培养时间过长,或已死亡及部分菌自行溶解了,都常呈阴性反应。
五.注意事项
1、革兰氏染色成败的关键是脱色时间,如脱色过度,革兰氏阳性菌也可被脱色而被误认为是革兰氏阴性菌;如脱色时间过短,革兰氏阴性菌也会被误认为是革兰氏阳性菌。因此必须严格把握脱色时间。
2、选用培养18—24小时菌龄的细菌为宜,若细菌太老,由于菌体死亡或自溶常使革兰氏阳性菌转呈阴性反应。
六.思考题
1、不经复染这一步,能否区别革兰氏阳性菌和阴性菌?
2、当你对一株未知菌进行革兰氏染色时,怎样能确证你的染色技术操作正确,结果可靠?
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