基于 GL-16G-C 冷冻离心机的微生物菌种富集与纯化实验方案
上海仪器网 / 2025-09-30
一、实验目的
利用上海安亭 GL-16G-C 冷冻离心机的低温控温（-20℃~40℃）与可调转速（最高 16000r/min）功能，实现复杂样品（如土壤、水体、食品）中目标微生物的富集分离与纯化，获得高活性、单一菌株的纯培养物，为后续菌种鉴定、功能研究提供基础。
二、实验原理
通过选择性培养基对样品中的目标微生物进行初步富集，抑制杂菌生长；再利用 GL-16G-C 冷冻离心机的离心力差异，分离微生物与样品杂质（如土壤颗粒、细胞碎片），降低杂菌干扰；最后结合平板划线法，实现单一菌种的纯化，全程低温环境可减少微生物活性损失。
三、实验材料与设备
1. 实验材料
- 样品：土壤（取 5-10cm 表层土）、水体（河流 / 湖泊水样，经 0.45μm 滤膜过滤）或食品（如发酵食品匀浆）；
- 培养基：目标微生物选择性培养基（如大肠杆菌用 LB 培养基、乳酸菌用 MRS 培养基）、无菌生理盐水（0.85% NaCl）；
- 其他：无菌离心管（50mL）、无菌移液管（1mL/10mL）、无菌培养皿、接种环、酒精灯、恒温培养箱（37℃）。
2. 核心设备
- 上海安亭 GL-16G-C 冷冻离心机（配备 50mL 转子，需提前校准转速与温度）；
四、实验步骤
1. 样品预处理与微生物富集
- 称取 10g 土壤样品（或取 10mL 水样 / 食品匀浆），加入 90mL 无菌生理盐水中，振荡摇匀（200r/min，30min），制成 10⁻¹ 样品稀释液；
- 取 10mL 10⁻¹ 稀释液，加入 90mL 选择性培养基中，置于 37℃恒温培养箱，振荡培养（180r/min）12-24h，完成目标微生物富集。
2. 基于 GL-16G-C 冷冻离心机的分离操作
- 离心机预热与参数设定：打开 GL-16G-C 冷冻离心机，设定温度为 4℃（保护微生物活性），转速为 8000r/min，离心时间为 10min，启动预热，待温度稳定至 4℃后备用；
- 样品分装：在超净工作台中，将富集后的菌液分装至无菌 50mL 离心管，每管装液量不超过 30mL（避免离心时液体溢出），平衡各离心管重量（误差≤0.5g）；
- 离心操作：将平衡后的离心管对称放入离心机转子中，盖紧离心机盖，确认参数无误后启动离心程序；
- 上清液收集：离心结束后，待转子完全停止转动，打开离心机盖，取出离心管，此时管底为杂质沉淀（如土壤颗粒、死菌），上层为含目标微生物的上清液，用无菌移液管吸取上清液至新的无菌离心管中，弃去沉淀。
3. 菌种纯化与培养
- 取上述上清液，用无菌生理盐水梯度稀释至 10⁻³~10⁻⁵浓度（根据微生物丰度调整）；
- 分别取 0.1mL 不同稀释度的菌液，滴加至选择性培养基平板上，用涂布棒均匀涂布；
- 将平板倒置，置于 37℃恒温培养箱中培养 12-24h，直至出现单菌落；
- 用无菌接种环挑取形态一致的单菌落，接种至新鲜的选择性培养基斜面，37℃培养 12h，获得纯培养菌种，可用于后续鉴定或保藏。
五、关键注意事项
- 离心机操作安全：离心前必须确保离心管重量平衡，转子盖拧紧，避免离心时转子偏移；离心过程中若出现异常震动或噪音，需立即停机检查；
- 温度控制：针对对温度敏感的微生物（如乳酸菌），可将离心机温度设定为 2℃~4℃，避免高温导致菌种失活；
- 无菌操作：样品分装、上清液收集、平板涂布等步骤需在超净工作台中进行，避免杂菌污染，影响纯化效果；
- 参数调整：若样品中杂质较多（如高黏土含量土壤），可适当提高转速至 10000r/min，延长离心时间至 15min，确保杂质充分沉淀。
六、实验结果验证
- 纯度验证：取纯化后的菌种，进行革兰氏染色，在显微镜下观察，若菌体形态一致，无杂菌，说明纯化成功；
- 活性验证：将纯化菌种接种至选择性培养基中，37℃培养 12h，观察生长情况，若菌落形态均一、生长旺盛，说明菌种活性良好。
