根據(jù)微生物對氧氣的利用和耐受程度，科學(xué)家們將其分為需氧、微需氧、嚴(yán)格厭氧、兼性厭氧和耐氧微生物等不同類別。傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，氧氣濃度達(dá)到“巴斯德點"（約為當(dāng)前大氣氧分壓的1%）是好氧菌與厭氧菌生長的分界。然而研究發(fā)現(xiàn)，如脆弱擬桿菌（Bacteroides fragilis）這類厭氧菌竟能利用納摩爾級氧氣生長，從而被定義為“納級厭氧菌"；而某些好氧菌甚至在低于3 nmol/L的氧氣濃度下也能存活。這一發(fā)現(xiàn)告訴我們：嚴(yán)格厭氧菌對氧氣的耐受機制遠(yuǎn)比我們想象的復(fù)雜。

這也解釋了為何在實際培養(yǎng)中，即使我們百般小心，依然可能遭遇失敗。很多時候，問題并非出在操作步驟本身，而是源于那些容易被忽視的“污染"細(xì)節(jié)。本文將為您系統(tǒng)梳理厭氧菌培養(yǎng)中最常出現(xiàn)的5類污染情況，并介紹如何借助智能技術(shù)，讓培養(yǎng)過程變得精準(zhǔn)、可控。

一、厭氧菌培養(yǎng)過程的5大可能污染

01 氧氣污染

問題描述：

氧氣是抑制厭氧菌生長的主要因素。雖然大部分常見厭氧菌對短時氧氣暴露有一定耐受性，但若培養(yǎng)環(huán)境中氧氣殘留濃度超過其耐受范圍，或在整個培養(yǎng)周期中持續(xù)存在氧氣滲入，仍會導(dǎo)致生長受阻、生長緩慢甚至不生長。

可能原因：

厭氧培養(yǎng)設(shè)備（如厭氧罐、厭氧袋）密封不嚴(yán)，使用次數(shù)增多后密封圈老化或破損。

在向厭氧環(huán)境中添加試劑或轉(zhuǎn)移培養(yǎng)皿時，開門時間過長導(dǎo)致氧氣大量涌入。

傳統(tǒng)化學(xué)指示片僅能定性判斷，無法提供實時氧濃度數(shù)據(jù)，問題難以及時發(fā)現(xiàn)。

02 雜菌污染

問題描述：

培養(yǎng)結(jié)束后，平板上出現(xiàn)多種形態(tài)的菌落，目標(biāo)厭氧菌被其他微生物覆蓋或抑制。污染菌多為需氧菌或兼性厭氧菌，它們在含氧環(huán)境中生長迅速，容易占據(jù)優(yōu)勢。

可能原因：

樣本采集時未能有效避免空氣暴露，導(dǎo)致樣本中原本少量的需氧菌獲得生長機會。

培養(yǎng)基或稀釋液滅菌不chedi。

接種操作在非潔凈環(huán)境中進(jìn)行，空氣沉降菌落入。

預(yù)防要點：

樣本采集后盡快處理，利用中度厭氧菌對短時氧氣暴露的耐受性，無需過度焦慮。

對培養(yǎng)基、培養(yǎng)器具和操作環(huán)境進(jìn)行滅菌處理，強化滅菌驗證。

接種操作在超凈工作臺或生物安全柜中進(jìn)行。

03 營養(yǎng)污染

問題?描述：

培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分如果受到污染，如添加了不適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)或存在有害的代謝產(chǎn)物，都可能影響厭氧菌的正常生長。

?可能原因：

培養(yǎng)基配制不當(dāng)，如添加了過量的抗生素或其他抑制厭氧菌生長的物質(zhì)。

培養(yǎng)基在配制或儲存過程中受到污染。

04 操作污染

問題描述：

同一批次實驗中，部分培養(yǎng)皿污染而其他正常，或污染呈隨機分布，提示問題源于操作環(huán)節(jié)而非設(shè)備本身。從樣本采集到轉(zhuǎn)運、再到接種的整個前處理過程中，若操作不當(dāng)，可能導(dǎo)致樣本中原本存在的厭氧菌死亡或雜菌過度生長，最終培養(yǎng)結(jié)果無法反映樣本真實情況。

可能原因：

樣本采集容器未經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌處理。

樣本轉(zhuǎn)運時間過長，未采取適當(dāng)?shù)谋４娲胧?/p>

接種涂布時操作不規(guī)范，引入環(huán)境雜菌（如：接種環(huán)未充分冷卻便接觸菌液；在冷卻過程中接觸非無菌表面；重復(fù)使用一次性槍頭/涂布棒；手指或為滅菌器具碰觸培養(yǎng)皿內(nèi)壁等）。

厭氧培養(yǎng)設(shè)備殘留上次實驗的污染物。

預(yù)防要點：

建立標(biāo)準(zhǔn)操作流程，確保厭氧培養(yǎng)設(shè)備密封良好，定期檢查并清潔更換密封件。

樣本采集容器應(yīng)無菌且密封良好。

接種操作熟練規(guī)范，減少在空氣中的暴露時間。

05 溫濕度控制不當(dāng)

問題描述：

菌落生長形態(tài)異常、生長速度偏離預(yù)期、或同一批次結(jié)果不一致。溫濕度問題往往不如氧氣污染直觀，容易被忽略。

可能原因：

傳統(tǒng)厭氧工作站需將整個箱體控制在適宜溫濕度，但內(nèi)部溫濕度分布可能不均。

培養(yǎng)罐放入的恒溫培養(yǎng)箱溫度校準(zhǔn)偏差，實際溫度偏離設(shè)定值。

培養(yǎng)環(huán)境過于干燥，導(dǎo)致培養(yǎng)基干裂、滲透壓升高。

二、 從“經(jīng)驗判斷"到“數(shù)據(jù)驅(qū)動"

面對上述重重挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)依賴操作者經(jīng)驗和化學(xué)指示劑的方法已顯力不從心，智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的培養(yǎng)與監(jiān)測系統(tǒng)正在成為微生物實驗室的新選擇。

三、華端產(chǎn)品核心優(yōu)勢

針對厭氧菌培養(yǎng)過程中可能出現(xiàn)的氧氣污染、操作污染、溫濕度控制不當(dāng)?shù)葐栴}，我司兩款產(chǎn)品提供了一套從“環(huán)境生成"到“過程監(jiān)控"的完整智能化解決方案。

01 HD-AN系列智能厭氧/微需氧培養(yǎng)系統(tǒng)——精準(zhǔn)環(huán)境生成

本系統(tǒng)通過真空置換抽排原理，在密封的厭氧罐內(nèi)快速生成O?濃度（0~18%范圍）、CO?濃度（0~60%范圍）可精確設(shè)置的氣體環(huán)境。之后，厭氧罐可與主機脫離，放入普通恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

精準(zhǔn)控氧：O?濃度控制精度達(dá)±0.1%，可精確滿足不同厭氧菌的生長需求，從源頭避免氧氣污染。

便捷高效：最多可選4通道，快速生成培養(yǎng)環(huán)境，預(yù)設(shè)厭氧、微需氧培養(yǎng)模式，一鍵啟動，無需人工干預(yù)。

經(jīng)濟節(jié)約：耗氣量少，達(dá)到微需氧氣體消耗≤2L/12平皿；達(dá)到厭氧氣體消耗≤7L/12平皿，顯著降低運營成本。

靈活配置：多種培養(yǎng)罐可選（適合放置6個、12個、24個、36個、60個培養(yǎng)皿的培養(yǎng)罐；適合放置彎曲菌專用雙孔培養(yǎng)皿的培養(yǎng)罐；適合放置酶標(biāo)板、96孔板等帶液體培養(yǎng)物的培養(yǎng)罐）。

02 HD-AO系列無線氧濃度實時監(jiān)測系統(tǒng)——全程可視化監(jiān)控

本系統(tǒng)將小型傳感器置于厭氧罐內(nèi)，可實時監(jiān)測并記錄關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)，數(shù)據(jù)異常時自動報警。

全程透明：將無氧環(huán)境轉(zhuǎn)化為可視化數(shù)據(jù)曲線，氧濃度、溫濕度變化一目了然。若出現(xiàn)密封不嚴(yán)或操作失誤，曲線會顯示異常波動，幫助精準(zhǔn)定位問題。

智能預(yù)警：實時監(jiān)測氧濃度、溫度、濕度（二代產(chǎn)品可監(jiān)測CO?濃度），參數(shù)超限自動報警，并通過手機小程序推送提醒。

合規(guī)追溯：監(jiān)測數(shù)據(jù)可導(dǎo)出生成報告，滿足檢測單位對過程監(jiān)控的追溯要求。

靈活適配：采用熒光猝滅原理傳感器，壽命長，體積小巧，可輕松放入?yún)捬豕蕖房酆械榷喾N密閉培養(yǎng)容器中。

告別污染反復(fù)困擾

過去，厭氧菌培養(yǎng)常被戲稱為“玄學(xué)"，因為失敗原因難以捉摸。今天，通過引入智能化的培養(yǎng)和監(jiān)測設(shè)備，我們可以將培養(yǎng)環(huán)境從“不可控"變?yōu)椤熬珳?zhǔn)可控"，將氣體濃度等關(guān)鍵參數(shù)從“不可知"變?yōu)椤皩崟r可知"。

讓每一次培養(yǎng)結(jié)果都清晰可靠

若您正為厭氧菌培養(yǎng)的穩(wěn)定性而煩惱，歡迎聯(lián)系我們，獲取更詳細(xì)的技術(shù)方案與產(chǎn)品試用機會。

參考資料：

[1] 承磊, 馬詩淳, 巫可佳, 張輝, 鄧宇. 厭氧微生物培養(yǎng)分離：過去、現(xiàn)在和未來. 微生物學(xué)報, 2021, 61(4): 946-968.

[2] Rutten MG. The history of atmospheric oxygen. Space Life Sciences, 1970, 2(1): 5-17.

[3] Baughn AD, Malamy MH. The strict anaerobe Bacteroides fragilis grows in and benefits from nanomolar concentrations of oxygen. Nature, 2004, 427(6973): 441-444.

[4] Stolper DA, Revsbech NP, Canfield DE. Aerobic growth at nanomolar oxygen concentrations. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2010, 107(44): 18755-18760.

[5] Madigan MTMJ, Bender KS, Buckley DH, Stahl DA. Brock biology of microorganisms. USA: Pearson Education, 2010.

[6] 食品微生物檢測. 厭氧菌培養(yǎng)過程中可能出現(xiàn)的污染情況