文化媒体：历史，功能，类型，准备 - 生物学 - 2025

该培养基对于恢复，隔离和细菌和真菌的微生物的维护特殊营养制剂。这些介质可以是固体，液体或半固体。

路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）率先表明，在用煮沸的肉块制成的肉汤中，它被用来使细菌大量繁殖，使肉汤浑浊。从这个意义上讲，巴斯德的肉汤被认为是最早使用的液体培养基。

生的和准备的培养基（固体和液体）。资料来源：Flickr

然后，罗伯特·科赫（Robert Koch）在他的合作者朱利叶斯·理查德·皮特里（Julius Richard Petri）和沃尔特·黑塞（Walter Hesse）的帮助下取得了长足的进步。第一个设计了陪替氏培养皿，至今仍在使用。他第二次想到用明胶代替琼脂来制备固体培养基，这很重要，因为明胶被某些微生物降解了。

当前，有许多不同用途的培养基，因此，根据用途将它们分类：最重要的是，我们可以提及营养，选择性，差异，运输，富集和计数培养基。菌落，维护和药敏试验。

一些培养基专用于观察化学反应，对于鉴定所涉及的微生物非常有用。其中我们可以提及：Kligler培养基，MIO，LIA，柠檬酸盐等。

历史

第一种培养基是由路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）制备的，当时他试图证明微生物的生命不是自发产生的产物，而是微生物可以繁殖并且它们是从空气中产生的。

他用肉碎准备了肉汤，观察到暴露在空气中几天后，肉汤变得浑浊，肉汤中有相当数量的微生物。同时，随着时间的流逝，另一只肉汤已经煮过并密封好了，它仍然是半透明的。

这引起了许多研究人员的注意，他们意识到这些微生物负责分解肉类并引起某些疾病。

因此，必须建立一种在实验室中繁殖这些微生物的方法，以便进一步研究它们。

从这个意义上说，罗伯特·科赫（Robert Koch）在介绍固体培养基的概念时，为改善某些实验室技术，尤其是与细菌分离有关的技术做出了宝贵的贡献。

最初，他使用马铃薯切片作为固体培养基，但后来他在肉汤中添加了明胶，效果更好。但是，有时候果冻会融化并变成液体培养物。今天，人们知道发生这种情况是因为某些细菌能够水解明胶。

那时，他的一位合作者提出了使用琼脂的想法，琼脂是他妻子用来使她的糖果增稠的一种化合物。

这种基本的培养基已经逐渐变得更加复杂，直到达到当今已知的培养基。

组成

每种培养基都有不同的组成，但是对于特定微生物的良好发育，它必须包含特定的营养素。

它还可能包含特定的化学物质，这些化学物质有助于揭示某些菌株具有的代谢途径，或表明某些酶的存在。

另一个重要因素是缓冲物质的使用。这些有助于维持培养基的渗透平衡以及pH值。

它们还可以包含碳水化合物和pH指示剂，以显示糖的发酵增加。如果发酵引起酸化，将观察到培养基的颜色变化。

一些培养基含有抑制物质。根据所使用的物质，某些微生物的生长将受到限制，而另一些微生物的生长将受到促进。

文化媒体的种类

根据各种标准对培养基进行分类。它们是：根据其一致性，组成和功能。

-根据其一致性

液体

它们不包含琼脂。肉汤的浊度证明细菌或真菌的生长，肉汤最初是半透明的。

固体

它们含有1.5至2％的琼脂。固化的混合物的表面可抵抗铂金手柄的精细运动而不会破坏铂金手柄。

半固体

它们含有大约0.5％的琼脂，因此，它是液体和固体之间的中间状态。最适合用于发现动力的媒体。还建议使用它们来保护菌株，因为它们可以保持更长的湿度。

双相的

它们是经过制备的介质，其中存在固相，并在此液相上。广泛用于血液培养。

-根据其组成

自然增长的媒体

它们是直接从大自然中获取的物质，用于培养细菌，为它们提供的环境与其在生态系统中正常发育的环境接近。例如牛奶，果汁，稀释的血液，血清等。

合成培养基

它们是当今使用最广泛的，它们是我们在商品房中获得的脱水介质，并且众所周知其所有化学成分，因为它们已根据要分离的微生物的类型进行了战略性设计。

半合成培养基

它是合成培养基的组合，向其中添加了天然元素以丰富培养基。

细胞培养基

它们是生长病毒的特殊介质，因为这些微生物无法在细胞外存活，它们必须包含动植物的组织或活细胞。

例如：猴肾细胞培养物或胚卵。

-根据其效用

营养，选择性，差异，运输，富集，鉴定，菌落定量，维持和药敏试验介质。它们将在后面描述。

功能

无论培养基的类型如何，它们都具有共同点，即它们促进或促进某些微生物的繁殖。不同之处在于它们各自的组成，这是它们将具有的最终效用的决定因素。

现有的每种文化媒体都针对其创建时的特定功能进行了战略性设计，也就是说，它们都具有管理其特定功能的准则的基础。

应当注意，一旦播种的培养基必须经受适合于待分离细菌或真菌类型的温度和氧气条件。

例如，如果要分离中温厌氧菌，则可以使用血琼脂，在厌氧条件下（无氧气）在37°C下孵育48小时。

现在，如果需要分离真菌，则可以使用含有抗生素的Sabouraud琼脂。由于需氧菌生长缓慢，因此需在需氧菌中于室温下孵育数天。

营养简单的文化媒体

顾名思义，这些培养基包含营养物质，例如维生素，氨基酸，氮和碳的来源，其中我们可以提及的是：肉提取物或酵母提取物，玉米淀粉，胰腺消化物，蛋白,、葡萄糖，其中。

它们还包含其他成分，可为环境提供渗透平衡，因为大多数农作物需要的pH值都接近7.0。这些元素可以是：氯化钠，磷酸二钠等。

稀释剂是蒸馏水，固体培养基中有琼脂。

这些培养基的目的是回收给定样品中存在的细菌或真菌菌群。它不能区分微生物，因为它能够生长大量细菌，包括革兰氏阳性和革兰氏阴性，以及酵母和菌丝真菌。

建议使用它们从通常无菌的地方播种样品。但是，它们不适合挑食性微生物。

只要它们不含葡萄糖，它们也可用于维持菌株。

丰富的文化媒体

如果将血液或加热的血液添加到简单的营养培养基中，它们将成为富集培养基（分别是血液琼脂和巧克力琼脂）。

这些培养基对于播种通常无菌的样品，挽救脆弱的菌株以及分离需要营养的微生物非常有用。

选择性文化媒体

选择性培养基除了含有用于某些目的微生物生长的必需营养素外，还添加了抑制性物质，例如抗生素，抗真菌剂，染料，胆汁盐等。

抑制性物质旨在减少可能生长的菌株的种类，从而有利于要拯救的特别特殊群体的生长。

例如：EC肉汤（专门针对大肠菌群和粪便大肠菌群）或含有抗生素的Sabouraud琼脂（针对真菌）。

差异文化媒体

差异培养基含有特定微生物群生长所必需的营养元素，还含有在某些微生物存在下会被代谢或降解的物质。

即，它们将产生化学反应，以一种或另一种方式将在培养基中得到证明。

一些反应会使培养基碱化或酸化，并且由于存在pH指示剂，这些变化可以通过培养基和菌落中的颜色变化来证明。

因此，在能够在这种培养基中生长的一大批细菌中，仅通过观察菌落和培养基的颜色就能区分那些代谢或降解该物质的细菌和那些不能代谢或降解该物质的细菌。

例如，血琼脂使人们能够将引起β溶血的细菌（透明的晕圈）与引起α溶血的细菌（绿色的晕圈）和不产生溶血的细菌区分开。

选择性和差分介质

一个例子就是MacConkey琼脂中发生的情况。它是选择性的，因为它只允许革兰氏阴性杆菌的生长。它是有区别的，因为可以区分乳糖发酵细菌（紫红色菌落）和非发酵细菌（淡粉红色或无色）。

运输文化媒体

顾名思义，它们是将已经或多或少地采集到的样品运输到将要处理样品的实验室的手段。传输介质将样品保持在最佳状态，从而获得可靠的结果。

这些培养基具有非常特殊的特性，因为营养成分不能超过它们，因为要求存在的细菌种群保持活力，但数量不会增加。

它们通常是半固体介质，使样品保持水合状态。但是，在尽快将样品送往实验室时，不应妥协。运输工具示例：Stuart medium，Cary Blair和Amies。

丰富文化媒体

这些培养基是液体。它们用于营救特定病原体，这些病原体在任何给定时间可能以最小的量存在于样品中。

抢救以前接受过任何治疗可能较弱的致病菌株也很有用。例如：蛋白water水，巯基乙酸盐肉汤和亚硒酸盐肉汤。

这些培养基具有阻止伴随的微生物群生长的抑制性物质和有利于感兴趣的微生物发育的特定营养素。

用于识别目的的文化媒体

这些介质包含可以被某些细菌化学代谢的物质，产生的化学反应表明存在特定的酶或代谢途径。

因此，它们被用作生化测试，以帮助识别特定菌株组的属和种。示例：Kligler培养基显示微生物是否能够发酵葡萄糖和乳糖，是否会产生硫化氢和气体。

该介质包含可观察到反应的显露物质，例如pH指示剂和铁离子。

这个简单的测试可以区分两大类细菌微生物，例如属于肠杆菌科的细菌与所谓的非发酵细菌。

计数菌落的媒体

这些是用于定量微生物种群的简单非选择性培养基，例如标准计数培养基。在这种培养基中生长的微生物的类型将取决于所建立的温度和氧气条件。

用于敏感性测试的培养基

用于此目的的标准培养基是MüellerHinton琼脂，该培养基非常适合评估针对分离的病原微生物的不同抗生素的行为。

它在不需要的细菌中特别有用，而在挑剔的细菌中，只有在补充血液后才能使用。

维护媒体

这些手段的目的是繁殖微生物，并尽可能长时间地保持细菌或真菌的活力，并保持其生理功能。

一个重要的特征是这种类型的培养基不应包含葡萄糖，因为尽管它是一种提供快速生长的元素，但其发酵过程还会产生会降低微生物寿命的酸。

一些实验室需要保持某些微生物的活力，以便以后用于研究，内部控制或用于教育目的。

制备

当前，有许多商业品牌发行不同的文化媒体。介质以冻干或脱水形式存在，装在密封罐中并避光。

每种培养基都带有标签，标明了培养基的名称，成分，批号以及称量一升培养基的重量。

蒸馏水用作稀释剂。将称量的量溶解在一升蒸馏水中，直到混合物被均化。大多数介质在15磅压力，121°C温度下高压灭菌15分钟。

液体介质经过高压灭菌处理，并且已经分布在各自的工作管中，而固体介质则经过高压灭菌处理在锥形瓶中。

允许后者静置直至温度升至55°C，然后将其放在层流通风橱内或本生灯附近的培养皿中。它们被固化并倒置存放在冰箱中。

也有分布在管中的固体培养基，使它们可以在螺柱（直形）或长笛喙（倾斜）中固化。

在使用任何制备的固体或液体培养基之前，必须在播种前对其进行调温。

重要性

毫无疑问，培养基对于微生物学家来说是非常有价值的工作工具，因为它们使得有可能在某个时刻恢复可能影响个人或污染食物，环境或表面的传染原成为可能。

从这个意义上讲，可以说微生物学具有不同的领域，其中包括临床，工业，环境，食品微生物学等，并且全部使用了培养基。

当然，在每种情况下使用的介质类型可以根据需要和所处理样品的类型而变化。寻找的微生物群也有影响。

病原微生物的分离或任何污染的原因对于能够进行有效的处理或采用有助于消除所关注污染物的程序至关重要。

在临床微生物学的情况下，不仅重要的是分离微生物并进行鉴定（了解属和种），而且还必须进行抗菌素检测。

这项研究也使用一种培养基，可以让我们说出哪种抗菌药是敏感的，哪些是耐药的，或者简而言之，哪些可以用作治疗方法，哪些不能。

因此，无论面积大小，微生物实验室一般都不能缺少培养基。

最后，可以说培养基使研究细菌和真菌的各个方面成为可能。

文化媒体的质量控制

培养基的准备和使用不应轻易进行。在每个实验室中，每次准备新批次时，都必须有一个部门将质量控制规程应用于介质，从而确保正确制备，无菌且功能正常。

为了评估其无菌性，从每批中随机抽取一种或两种培养基，并在37°C下孵育几天（不应生长）。适当培养的和可行的ATCC（美国典型培养物保藏中心）参考菌株用于验证其功能。

处置文化媒体

使用培养基后，必须以不污染环境的方式进行处理。

为此，在丢弃材料之前，先将其在高压灭菌器中灭菌。随后，从玻璃器皿中除去材料。然后将后者洗涤，干燥，灭菌并保存以备后用。如果使用一次性盘子，则将其消毒，然后丢弃在特殊的袋子中。

参考文献

1. 邮票中的Borrego微生物学。罗伯特·科赫（Robert Koch）：坚持不懈的胜利（I）。新闻SEM 2018，117（1）：1-18马拉加大学。可用在：jornades.uab.cat/
2. Volcy C.科赫假说的发生和演变及其与植物病理学的关系。Colomb评论。2008; 26（1）：107-115。网址：scielo.org.co/
3. 伯格南希湖，亚伯拉罕·卢尔德城堡。用于分类生产区域环境监测的培养基的质量控制。2013年古巴高中流行病学评论；51（2）：155-160。适用于：scielo。
4. Bonilla M，Pajares S，Vigueras J，Sigala J，Le BorgneS。基本微生物学教学材料手册。都市自治大学。自然科学与工程系。Cuajimalpa单位。2016年可用：cua.uam.mx/
5. Carbajal A.细胞培养基：综述。Labome实验室的世界。美国匹兹堡大学医学中心。2013年可用版本：es /
6. Koneman E，Allen S，Janda W，Schreckenberger P，Winn W.（2004年）。微生物学诊断。第五版。社论Panamericana SA阿根廷。
7. 福布斯（Forbes B），萨姆（Sahm D），韦斯菲尔德（Weissfeld）A.（2009）。Bailey&Scott微生物学诊断。12版。社论Panamericana SA阿根廷。