清宮玻璃底版微生物初步分析研究

摘 要：故宮博物院藏有2萬多件玻璃底版，由于這些底版年代久遠、自身材質特殊，再加上保存方式和環境等因素的影響，部分玻璃底版已出現諸多問題，而微生物的破壞是玻璃底版變色、損毀的重要因素。為開展院藏玻璃底版的保護工作，文章通過科學儀器分析及實驗研究，對玻璃底版上的微生物進行取樣培養、檢測、分離鑒定，明確了玻璃底版中主要細菌和霉菌的種屬，針對其生長特點和需求，從微生物視角分析適合玻璃底版的存儲環境及保護對策。

關鍵詞：清宮;玻璃底版;微生物;細菌;霉菌;檢測

1 引言

攝影術自發明以來，經歷了銀版、蛋白相紙、玻璃濕版、玻璃干版、膠片、數碼影像等幾個階段[1]。玻璃底版（硬片）是賽璐珞膠片（軟片）發明前廣泛采用的底版，具有廣泛的應用。故宮博物院清宮、河南博物館等歷史博物館中都珍藏有大量的玻璃底版[2]，尤其是故宮博物院，珍藏的玻璃底版多達2萬多張，這些底版通過一百多年前的攝影術，將20世紀初北京的市容市貌、紫禁城的重要歷史事件、重要歷史文物、古建筑的風貌永久地進行了定格。這些底版具有歷史影像載體與20世紀文物的雙重屬性，對故宮博物院院史研究、古建原狀復原、古建保護與修繕、故宮整體保護、數字資源系統建設等方面工作具有重要的價值[3]。然而，由于玻璃底版材質的特殊，使它質地脆弱，時效有限，加上故宮博物院的玻璃底版保存久遠，又因玻璃底版片基介質本身的脆弱及保存環境、保存方式的影響，故宮博物院所藏的部分玻璃底版上的藥膜與空氣中的氧、光發生作用，對玻璃底版造成危害，有些玻璃底版畫面已經出現了破裂、變色、褪色、霉菌、粘連、發灰、發黃、發霉等情況，影響了玻璃底版原有的記錄信息，迫切需要盡快地進行玻璃底版的搶救性保護工作[4]。

玻璃底版上藥膜內的銀鹽層容易氧化，由于故宮博物院的玻璃底版保管條件有限，室溫自然環境、濕度及溫度不能恒定，受濕氣影響而產生了各種微生物。微生物加重了玻璃底版的變色、褪色和發霉等問題[5]。目前，關于玻璃底版中微生物問題的研究還鮮有開展。開展故宮玻璃底版的保護工作，需要了解玻璃底版中的微生物狀況，對玻璃底版中的微生物進行科學分析，有助于了解這些微生物的名稱、特性，進而針對微生物的特點，提出有效的玻璃底版保護措施，這對保護清宮玻璃底版具有重要的意義?；诖?，本文選擇了6件藥膜面用肉眼觀測到不同形狀斑的玻璃底版做檢測，分析其中的微生物特性。

2 材料與方法

2.1 樣品選擇

在故宮博物院清宮的2萬多片玻璃底版中，既有繪畫、書法、碑帖、陶瓷、雕塑等文物類影像，還有清宮皇室肖像等人物類影像，更有老北京建筑及故宮建筑等古建類影像，以及歷史事件影像等。玻璃底版不僅影像類型多樣，其自身的玻璃尺寸也多種多樣，尤其是十六寸和十八寸的，甚至還有大于十八寸的巨大幅玻璃底版，由于保存不易，存世相當少。為了滿足研究的需要，本文從大于十六寸的玻璃底版中，選擇了保存環境一樣、受損程度差距不大，且外觀上看受微生物侵害癥狀明顯的6件不同類別的玻璃底版為樣品，這些玻璃底版的玻璃基體透明，玻璃有破損、缺角現象，具體年代和來源不詳。實驗的過程中，將選用的玻璃實體樣品按照1～6進行編號，每件實體樣品的特點如圖1～圖6所示。

實驗所選擇的6塊玻璃底版樣品的文物類別、尺寸如表1所示。從表1中可以看出2號和6號底版尺寸一致，是所選擇的6片底版中尺寸最小的，其畫面類別一致;3、4、5號玻璃底版長度一致，3號和5號玻璃底版寬度一致，1號玻璃底版的面積和厚度最大。

2.2 分析方法

為有效地對玻璃底版的微生物進行分析，通過細菌和霉菌培養法，對所采集到的微生物進行培養，通過序列分析及觀測特征等方法，確定玻璃底版中的微生物種屬。

步驟1：從各玻璃底版上分離培養并鑒定樣品上的微生物，包括細菌和霉菌。將樣品放到無菌水中浸泡并震蕩，分別取菌液涂布接種到牛肉膏蛋白胨固體培養基、PDA（馬鈴薯蔗糖固體培養基）、沙氏培養基三種培養基上，于28～30攝氏度的溫度中培養3～5天，觀察統計各種菌落。

步驟2：將分離到的細菌接種到新鮮牛肉膏蛋白胨培養基上，培養16～20小時，進行細菌革蘭氏染色及顯微鏡觀察，利用細菌通用引物進行菌落PCR。

步驟3：PCR完成后通過瓊脂糖凝膠電泳檢測，測定序列，將序列分析結果與國際核酸序列庫進行分析比對，確定種屬關系。在顯微鏡下觀察霉菌的產孢子結構及菌絲結構，根據菌落特征、產孢子結構特征、菌絲特征進行綜合考慮，鑒定種屬。

3 結果分析

3.1 細菌分離結果及鑒定

3.1.1 細菌分離結果

在PDA培養基上6個實體樣品均長出一種暗紫紅色細菌菌落，菌落邊緣不整齊，正反面顏色一致。在牛肉膏蛋白胨固體培養基上，2號實體樣品長出大量均一的細菌菌落，呈白色。3、4、5、6號實體樣品都長出與1～6號菌體樣品在PDA培養基上長出相似的細菌菌落。細菌分離結果如表2所示。

從表2可以看出，在牛肉膏蛋白胨培養基上，1號菌體樣品沒有長出細菌，而2～6號菌體樣品均長出了芽孢桿菌，在PDA培養基上，所有菌體樣品都長出了芽孢桿菌。2號菌體樣品生長出巨大芽孢桿菌，其內部發生的蛋白酶和淀粉酶的水解作用，能夠導致底版變色，并產生黏絲狀物質，改變底版原有的圖像結構。而枯草芽孢桿菌則具有耐氧化能力強的特點，在玻璃底版中的銀鹽物質氧化后仍然能夠存在，從而會對底版中的顯像物質造成干擾。

3.1.2 細菌菌落特征分析鑒定結果

分析菌體樣品中的細菌菌落特征，其中細菌1～6號菌體在PDA培養基上形成紅褐色菌落，邊緣不整齊，菌落中心顏色深，菌落正反面顏色相似。在牛肉膏蛋白胨固體培養基上，形成淡淡褐色，略帶淡淡的粉色，菌落邊緣整齊，正反面顏色相似，見圖7左所示;細菌1～6號菌體在PDA培養基上形成的菌落特征，為革蘭氏染色陽性，菌體形態為長桿狀，見圖7右所示。

2號菌體在固體牛肉膏蛋白胨培養基上，長出大量均一的乳白色菌落，表面光滑，邊緣整齊，菌落正面和背面顏色相似，見圖8左。在顯微鏡下觀察，為革蘭氏染色陽性，菌體形態為長桿狀，見圖8右。

細菌3～6號菌體樣品在牛肉膏蛋白胨固體培養基上長出的細菌菌落和細菌1～6號菌體樣品在PDA培養基上長出的細菌菌落形態相似，如圖9左，在顯微鏡下觀察，為革蘭氏染色陽性，菌體形態，見圖9右。

細菌菌落特征分析鑒定結果表明，2號菌體樣品在牛肉膏蛋白胨固體培養基上長出的細菌、3～6號菌體樣品在牛肉膏蛋白胨固體培養基上長出的細菌和1～6號菌體樣品在PDA培養基上長出的細菌均為革蘭氏染色陽性，菌體形狀相似，說明三種細菌屬于同一個菌屬。

3.2 霉菌分離結果及鑒定

3.2.1 霉菌分離結果

在沙氏培養基上，其中1～4號菌體樣品都長出霉菌，從顏色上來看，其菌落中心為綠色，邊緣顏色顯白色，同心圓狀，5號菌體樣品上出現黃色霉菌、菌絲和孢子蔓延。在顯微鏡下觀察，1～4號菌體樣品在沙氏培養基上長出的霉菌菌絲粗，內有類似孢子狀結構，5號菌體樣品在沙氏培養基上產生大量球形或亂形孢子。霉菌分離結果如圖10～圖14所示。

3.2.2 霉菌特征分析鑒定結果

1～4號菌體樣品在沙氏培養基上長出的霉菌，其菌落大，菌落直徑1～2厘米，菌落正面呈黑褐色或略帶綠色，菌落邊緣有圓環，菌落背面呈黑褐色，是菌絲為黑褐色的霉菌，如圖15所示。根據菌落和菌絲特征，將其鑒定為向基孢屬。

5號菌體樣品在沙氏培養基上長出的霉菌，其分生孢子梗與菌絲有明顯區別，分枝有時叢集呈疣狀突起，分生孢子串生，為球形或卵圓形，呈無色或微黃色，如圖16所示。根據其桿菌菌落特征、菌絲及產孢子結構，將5號菌體樣品在沙氏培養基上長出的霉菌鑒定為串珠霉屬。

串珠霉又稱為脈孢霉，和向基孢屬霉類似，兩者都是一種生活力極強的霉菌。由于串珠霉的分生孢子具有較強的耐高溫特點，能夠在4～44攝氏度內的環境下生長，尤其是在25～36攝氏度的環境中，串珠霉生長最快。研究表明，串珠霉在培養料含水量53%～67%時生長迅速，且能在pH3～9的環境中生長[6]。

通過細菌和霉菌的分離培養及鑒定研究，所有樣品上都含有枯草芽孢桿菌，其中1號菌體樣品含有一種枯草芽孢桿菌，2號菌體樣品含有一種巨大芽孢桿菌和一種枯草芽孢桿菌，3～6號菌體樣品上都含有兩種枯草芽孢桿菌，是枯草芽孢桿菌不同的菌株。1～4號菌體樣品都含有一種霉菌，分類上屬于向基孢屬，5號菌體樣品含有一種霉菌，分類上屬于串珠霉屬，6號實體樣品上未分離到霉菌。結合1～6號實體樣品的尺寸和環境可以發現，在玻璃底版中，細菌和霉菌的產生與玻璃的尺寸沒有明顯的關系，在當前的保存環境下，細菌和霉菌都具有較好的長勢，需要針對這些不同細菌與霉菌的生長特點，制定相應的處理和保護措施。

4 結語

對6種實體樣品進行細菌和霉菌的分離鑒定表明，在細菌方面，6個實體樣品均含有枯草芽孢桿菌，其中1號實體樣品含一種枯草芽孢桿菌，2號實體樣品含有一種巨大芽孢桿菌和一種枯草芽孢桿菌，3～6號樣品均含有兩種枯草芽孢桿菌。在霉菌方面，1～5號實體樣品均含有霉菌，6號實體樣品未含有霉菌，其中1～4號為向基孢屬，5號為串珠霉屬?，F有研究表明，細菌和霉菌的生長和繁殖需要在滿足適宜的溫度、足夠的水分、潮濕的環境、存在有機物的環境下才能進行生長并繁殖[7]。其中，霉菌最適宜的生長溫度在25～35攝氏度之間，在相對濕度90%～100%條件下生長良好，相對濕度降至80%～85%，霉菌生長變得緩慢甚至停滯。對于細菌和霉菌的控制，只要控制與細菌和霉菌生命活動有關的任何一個因素，其生長就會受到極大的抑制。因此，可以從抑制細菌和霉菌的生長條件上，通過改變玻璃底版的存儲環境進行保護。

枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌以及霉菌均適合在ph為6～7中性環境、溫度30攝氏度左右的環境下生長，可以通過改變環境的ph情況和室溫情況，將玻璃底版放置在偏堿性、20攝氏度左右、濕度低于40%、干燥、通風、潔凈地方，以抑制細菌和霉菌生長。同時又不至溫度過高引起藥膜密度增大，使玻璃底版的感光度和反差降低。總之，微生物是引起清宮玻璃底版破壞的重要因素，從微生物視角進行清宮玻璃底版的保護，一方面既要考慮營造不利于細菌和霉菌增長的環境，另一方面又要考慮所制造的環境不改變玻璃底版本身的物理和化學性質。

參考文獻

[1]胡陳婷，徐少云.后期技術塑造濕版效果[J].人像攝影，2015（4）：190-191.

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[4]周耀卿.故宮博物院藏古建類玻璃底版的價值發掘與整理、保護、數字化[J].北京檔案，2014（9）：47-53.

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[6]劉薇，徐爾尼，徐穎宣，等.串珠霉與鏈霉菌混合發酵產纖維素酶條件的研究[J].中國釀造，2008（14）：26-29.

[7]劉俊杰，李倩，裴晶晶.環境條件對微生物在濾料表面生長繁殖的影響[J].天津大學學報（自然科學與工程技術版），2014（4）：304-309.

【作者簡介】徐彩蘭（1968—），女，本科，文學學士，副研究館員，研究方向：玻璃底片、盆景。