不同原理培養箱對大腸埃希菌生長的影響

張雷

（四川勞研科技有限公司 四川攀枝花 617000）

1 前言

大腸埃希菌（革蘭氏陰性短桿菌），俗名大腸桿菌，周身鞭毛，能運動，無芽孢，是人和動物腸道中的正常棲居菌。大腸埃希菌的致病物質之一是血漿凝固酶。根據致病性的不同，致瀉性大腸埃希菌被分為產腸毒素性大腸埃希菌、腸道侵襲性大腸埃希菌、腸道致病性大腸埃希菌、腸集聚性黏附性大腸埃希菌和腸出血性大腸埃希菌5種。部分埃希菌菌株與嬰兒腹瀉有關，并可引起成人腹瀉或食物中毒的暴發。

在實際工作中，常用到培養箱對各種樣品進行培養分離，而不同原理的培養箱對大腸埃希菌的生長有不同的影響。其中，常用的培養箱有3類：隔水式培養箱、電熱式培養箱、生化培養箱。

隔水式培養箱是具有高精度的恒溫設備，其溫度波動范圍為±0.5℃，可用于植物組織發芽、育苗、微生物的培養、昆蟲和小動物的飼養、水質檢測的生化需氧量（BOD）的測定及其他用途的恒溫試驗，是生物遺傳工程、醫藥、農、林、環境科學、畜牧、水產等生產、科研、教育部門的理想設備。

電熱式培養箱的外殼通常用石棉板或鐵皮噴漆制成，電熱式培養箱的夾層用石棉或玻璃棉等絕熱材料制成，以增強保溫效果，培養箱頂部設有溫度計，用溫度控制器自動控制，使箱內溫度恒定。直接電熱式培養箱采用的是用電熱絲直接加熱，利用空氣對流，使箱內溫度均勻，其溫度波動范圍為±2℃。

生化培養箱具有制冷和加熱雙向調溫系統，溫度可控的功能，其溫度波動范圍為±2.5℃，是生物、遺傳工程、醫學、衛生防疫、環境保護、農林畜牧等行業的科研機構、大專院校、生產單位或部門實驗室的重要試驗設備，廣泛應用于低溫恒溫試驗、培養試驗、環境試驗等試驗過程中。生化培養箱控制器電路由溫度傳感器、電壓比較器和控制執行電路組成。

雖然3種培養箱都可以培養大腸埃希菌，但是3種培養箱的加熱方式不一樣，溫度波動范圍不同，對大腸埃希菌的生長有一定的影響。為使本實驗的研究結論具有通用性和普遍性，本實驗選擇了一株大腸埃希菌菌株作為研究對象[1]，將其接種到培養基中，放入不同的培養箱中，觀察培養箱的溫度波動，研究其對大腸埃希菌生長的影響。

2 材料與方法

2.1 儀器

生物安全柜；電熱式培養箱（DH6000B，天津市泰斯特儀器有限公司）；隔水式培養箱（HENGZi，上海躍進醫療器械有限公司）；生化培養箱（SPX智能型，寧波市科技園區新江南儀器有限公司）。

2.2 試劑與材料

大腸埃希菌標準菌株（ATCC25922）；營養瓊脂（170103）；乳糖蛋白胨培養基（170517）；滅菌生理鹽水（201702140）。

2.3 方法

2.3.1 菌種的活化

將凍藏的大腸埃希菌標準菌株磁珠用接種環取出，用接種環把大腸埃希菌標準菌株磁珠在營養瓊脂平板上分區劃線。把劃線的營養瓊脂平板放入（37±0.5）℃培養箱培養 24 h。

2.3.2 菌液的制備以及菌落的計數

挑取菌落到1 mL滅菌磷酸緩沖液中，制成1麥氏比濁度的菌懸液。從菌懸液中吸取0.5～4.5 mL滅菌生理鹽水中，制成1∶10的稀釋液，然后逐一10倍稀釋到10-7麥氏比濁度。取10-7麥氏比濁度的稀釋液采用多管發酵法完成實驗。取樣量分別為1 mL、0.1 mL、0.01 mL。每次試驗做3份多管發酵法試驗，共做7次。每次試驗的3份多管發酵法試驗分別放入隔水式培養箱、電熱培養箱、生化培養箱中，44.5℃培養24 h。同時吸取10-7麥氏比濁度的稀釋液2 mL，分別于2個平皿各1 mL，每個平皿傾注約15 mL已融化并冷卻到約45℃的營養瓊脂培養基，并立即旋搖平皿，使稀釋液與培養基充分混勻，待冷卻凝固后，翻轉平皿，使底面向上，置于44.5℃培養內培養48 h，進行菌落計數，共做7次。

2.3.3 溫度的記錄

從早上開始上班時記錄不同培養箱的的溫度，每隔1 h記錄一次。

3 結果與分析

3.1 精密度分析

3種培養箱的各個時間段的溫度見表1和圖1；在7次試驗中，用得到的大腸埃希菌最大或然數（MPN數）做精密度分析。結果見表2。從表1、表2和圖1來看，隔水式培養箱的溫度波動范圍小，結果值的相對標準偏差（RSD）為11.4%，相對穩定；電熱式培養的溫度波動范圍大，結果值的RSD為24.3%，相對較大；生化培養箱的溫度波動范圍大，結果值的RSD為15.7%，相對較大。

3.2 t檢驗分析

在7次試驗中，用得到的大腸埃希菌MPN值與平皿的菌落數相比做t檢驗分析。結果見表3。從表3可知，隔水式培養箱培養大腸埃希菌的MPN值與平皿菌落總數相比較，差異無統計學意義（t=1.807，P＞0.05）（t為樣品平均數與總體平均數的離差統計量；P為假設兩組比較無差異的概率）；電熱式培養箱和生化培養箱培養大腸埃希菌的MPN值與平皿菌落總數相比較，差異有統計學意義 （t=2.700、5.004，P＜0.05）。

表1 3種培養箱的各個時間段的溫度

（續表1）

圖1 3種培養箱溫度波動

4 討論

由上述實驗結果可知，培養箱溫度的波動情況對大腸埃希菌在的生長有很大的影響。使用溫度波動范圍小的培養箱進行培養時，用多管發酵法得到的大腸埃希菌的MPN值的RSD值相對較小，結果值相對穩定；同時用多管發酵法得到的大腸埃希菌的MPN值與平皿得到的菌落數相比較，差異也無統計學意義。但是在溫度波動范圍大的時候，多管發酵法得到的大腸埃希菌的MPN值的RSD值相對較大，說明結果值不穩定，可靠性不高；同時，在溫度波動范圍大的時候，用多管發酵法得到的大腸埃希菌的MPN值與平皿得到的菌落數相比較，差異有統計學意義，同樣也說明結果值不可靠。

表2 3種培養箱的相對標準偏差

表3 3種培養箱的MPN值與平皿菌落數t檢驗

綜上所述，培養箱是大腸埃希菌生長繁殖的良好場所[2]，但是溫度波動大小對大腸埃希菌的生長有很大的影響，溫度波動太大時，得到的結果值的可靠性不高。因此，在對分離培養大腸埃希菌時，應盡量選擇溫度波動范圍較小的培養箱。