在我們的生活中,顏色是很重要的分辨工具。
生化測試通常會使用顏色系統。
對微生物學家而言,最基本的染色法是丹麥細菌學家 Hans Christian Gram 在 1884 年開發的。革蘭染色法可以判定形態,將細菌分成兩大類。染成紫色的細菌稱為「革蘭陽性」。染成粉紅色的稱為「革蘭陰性」。這種染色技術可提供細胞壁結構的資訊,因為革蘭陽性生物只有肽聚糖網格,而革蘭陰性細胞則有額外的脂質雙層。此資訊是預測抗生素反應的重要指標,因為許多抗生素只對革蘭陽性細菌有效。革蘭染色法對於鑑別細菌仍然很重要,並構成選擇生化測試的基礎。(表 1 和 圖 1)。
圖 1. 革蘭染色(左側為革蘭陽性蠟殼桿菌,右側為革蘭陰性檸檬酸桿菌)。
通常需要一種快速、簡單、低成本的方法來確認或判定水或食品控制中的細菌。其中一種方法是使用發色和螢光底物結合選擇性培養基。另一種方法是使用生化測試試劑。所有的生化測試都是以選擇性檢測不同微生物的特徵酶活性為基礎。其目的在於區分病原體、顯示特定的問題以及在某種程度上存在的理想生物。在大多數情況下,識別流程圖 (Figure 2)可協助說明簡單的方法。在此類 ID 流程圖中,當然還有其他不使用顏色系統的測試,例如過氧化氫酶測試(產生氣泡)、生長或抑制測試、顯微鏡測試等。
其中最著名、最常用的測試是吲哚測試(Kovac's 試劑),其中使用了顏色複合機制。微生物透過色氨酸酶從色氨酸分子中分裂出吲哚(苯並吡咯)的能力可用來區分腸杆菌科。試劑中的對氨基苯甲醛會與吲哚結合,形成櫻桃紅色的複合物,可溶解於酒精、乙醚和氯仿中。
圖 2. 革蘭染色(左側為革蘭陽性蠟殼桿菌,右側為革蘭陰性檸檬酸桿菌)。
圖 3. 革蘭染色(左側為革蘭陽性蠟殼桿菌,右側為革蘭陰性檸檬酸桿菌)。
由於試劑中含有異戊醇或丁醇,因此會產生上相,在陽性反應中呈櫻桃紅色。建議使用不含葡萄糖的生長培養基,以及色烷含量高的蛋白胨。將 Kovac's Reagent 加入培養 24-48 小時的培養物中,例如在胰蛋白胨水 (70194) 中培養。培養時間可縮短至 4 小時,方法是以較小的體積接種更多的細胞材料。輕微搖晃有助於提取,不到一分鐘就會出現櫻桃紅的顏色,表示反應呈陽性。
另一種常用的方法是用指示劑檢測酵素反應。最常用的指示劑是 pH 指示劑,但也有其他指示劑,例如氧化還原指示劑。最簡單的系統是偵測某種糖如葡萄糖、乳糖或其他碳水化合物的發酵。此系統可在許多培養基找到,例如以溴甲酚紫作為指示劑的葡萄糖疊氮化物肉湯(圖 4)和酚紅肉湯,其基礎是以會變色的 pH 指示劑偵測發酵過程中產生的酸。
圖 4. 革蘭染色(左側為革蘭陽性蠟殼桿菌,右側為革蘭陰性檸檬酸桿菌)。
還有其他以產生硫化氫為基礎的系統,如檸檬酸鐵銨(培養基)或醋酸鉛(試紙)。一個有趣的系統是ß-內酰胺酶檢測試劑盒,它是一種快速酸度測試,用於檢測微生物的ß-內酰胺酶活性。其原理是苄青霉素中的ß-内酰胺环被水解,产生青霉烷酸。此過程會導致細菌懸浮液酸化,並改變酸基指示劑的顏色。如果存在帶有ß-內醯胺酶的微生物,溶液會由紅色轉為黃色。反應結果可在10-30分鐘後讀出(圖5)。
有許多產品的顏色反應是用來區分和識別的,Sigma-Aldrich將所有這些產品列在以下產品組別中:
i。生化試劑
ii.生化試片和試條
iii.測試套件
i。生化鑑定培養基
ii.顯色培養基
iii.螢光培養基
圖 5. ß- 內酰胺酶檢測試劑盒(陽性反應顯示為顏色轉為黃色)
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