微生物染色实验实操:革兰氏染色 / 芽孢染色步骤 + 结果观察

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实验前准备

1.菌种:

  • 革兰氏阳性菌:例如金黄色葡萄球菌
  • 革兰氏阴性菌:例如大肠杆菌
  • 产芽孢菌:例如枯草芽孢杆菌

2.染料与试剂:

  • 革兰氏染色液:结晶紫、碘液、95%酒精(脱色剂)、沙黄或稀释石炭酸复红(复染剂)
  • 芽孢染色液:5%孔雀绿水溶液、0.5%沙黄水溶液

3.仪器与耗材:

  • 显微镜、载玻片、接种环、酒精灯、洗瓶、镊子、染色架、香柏油、擦镜纸

4.安全注意事项:

  • 穿实验服,戴手套。
  • 使用酒精灯时注意防火,操作完毕立即熄灭。
  • 处理细菌培养物时遵循无菌操作原则,避免污染和感染。
  • 废弃玻片应放入消毒缸中。

第一部分:革兰氏染色

革兰氏染色是细菌学中最重要的鉴别染色法,可将绝大多数细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类。

操作步骤

第一步:涂片制备

  1. 标记:取一张洁净载玻片,用记号笔在背面标记区域(如“G+”和“G-”)。
  2. 加水:在每个标记区域中央滴一小滴无菌水。
  3. 接种:用灭菌冷却后的接种环,分别挑取少量菌苔,在水滴中轻轻涂抹开,形成一层薄而均匀的菌膜。
  4. 固定:让涂片在空气中自然干燥。然后,将载玻片菌膜面向上,快速通过酒精灯火焰2-3次进行热固定。目的是杀死细菌,使其牢固附着在玻片上。

第二步:初染 - 结晶紫

  1. 用结晶紫染液覆盖整个菌膜。
  2. 染色1分钟。
  3. 用细缓水流从玻片一侧轻轻冲洗,洗去多余染液。

第三步:媒染 - 碘液

  1. 用碘液覆盖菌膜。
  2. 媒染1分钟。
  3. 用水轻轻冲洗。

第四步:脱色 - 95%酒精(最关键的一步)

  1. 将玻片倾斜,用滴流法脱色。用95%酒精连续冲洗菌膜,直到流下的酒精几乎无色或呈淡紫色为止。
  2. 时间非常关键:通常约为 20-30秒。过度脱色会导致阳性菌被误判为阴性;脱色不足则会导致阴性菌被误判为阳性。
  3. 立即用水轻轻冲洗,终止脱色。

第五步:复染 - 沙黄

  1. 用沙黄染液覆盖菌膜。
  2. 复染1分钟。
  3. 用水轻轻冲洗。
  4. 用滤纸轻轻吸干水分,或置于空气中自然晾干。

结果观察

  1. 滴油镜检:在干燥的菌膜上滴一滴香柏油,使用油镜观察。
  2. 结果判读:
  • 原理:细胞壁肽聚糖层薄,脂质含量高,酒精溶解了外膜的脂质,使得结晶紫-碘复合物被洗脱,从而被沙黄复染成红色。
  • 原理:细胞壁肽聚糖层厚,交联紧密,与结晶紫-碘复合物结合牢固,不易被酒精脱色。
  • 革兰氏阳性菌:菌体呈蓝紫色。
  • 革兰氏阴性菌:菌体呈红色或粉红色。

第二部分:芽孢染色

芽孢是某些细菌在不利环境下形成的休眠体,具有厚而致密的壁,普通染色法不易着色。芽孢染色法通过强染剂和加热促使染料进入芽孢,再通过脱色区分芽孢和菌体。

操作步骤

第一步:涂片制备

与革兰氏染色相同,制备枯草芽孢杆菌的涂片并进行热固定。

第二步:初染 - 孔雀绿

  1. 用孔雀绿染液完全覆盖菌膜。
  2. 加热染色:手持玻片,在酒精灯火焰上方微微加热,使染液冒蒸汽但切勿煮沸或蒸干。加热过程中随时添加染液,保持玻片湿润。
  3. 持续5-7分钟。加热能帮助染料穿透芽孢的致密结构。
  4. 待玻片冷却后,用细缓水流彻底冲洗。

第三步:脱色 - 水

  1. 用自来水轻轻冲洗,直到流下的水无色或呈淡绿色。此步是为了脱去菌体上的颜色,而芽孢内的染料因其结合紧密不易被洗脱。

第四步:复染 - 沙黄

  1. 用沙黄染液覆盖菌膜。
  2. 复染1-2分钟。
  3. 用水轻轻冲洗。
  4. 用滤纸吸干或自然晾干。

结果观察

  1. 滴油镜检:使用油镜观察。
  2. 结果判读:
  • 芽孢:呈亮绿色(或初染剂的颜色)。
  • 菌体:呈红色(复染剂的颜色)。
  • 原理:孔雀绿在加热条件下能进入芽孢和菌体,但冷却后,菌体内的孔雀绿被水洗脱,而芽孢内的染料则被保留。随后沙黄将菌体复染成红色,形成鲜明对比。

常见问题

问题
可能原因
解决方案
革兰氏染色不理想
阳性菌呈红色 脱色过度;菌种老化(失去细胞壁完整性) 严格控制脱色时间(20-30秒);使用新鲜培养物(18-24小时)
阴性菌呈紫色 脱色不足;涂片过厚 延长脱色时间;制备更薄的菌膜
染色结果不均一 涂片不均匀;水洗水流过猛 确保菌膜薄而均匀;轻柔水洗
芽孢染色不理想
芽孢不着色 加热不足;染色时间太短 确保加热至冒蒸汽并维持足够时间
菌体背景过深 脱色(水洗)不彻底 延长水洗时间,彻底冲洗
看不到芽孢 菌种不产孢或产孢率低 使用专用产孢培养基或延长培养时间(如培养48-72小时)

总结

通过这两个经典的染色实验,你不仅能够掌握微生物学的基本操作技能,还能深刻理解细菌细胞结构(如细胞壁、芽孢)与其生理特性及染色行为之间的关系。多加练习,你就能熟练地通过显微镜下的色彩来解读微生物的世界。祝您实验顺利!

温馨提示:试剂为科研质控使用,不可用于临床及人体!非药用,非食用。