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【轉(zhuǎn)帖】培養(yǎng)基的凝固劑 已有5人參與
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瓊脂 瓊脂的成分與分子結(jié)構(gòu) 瓊脂(agar)產(chǎn)自石花菜或其他幾種紅海藻,包含有兩個(gè)組分:一個(gè)是可以形成結(jié)實(shí)而強(qiáng)力的凝膠,稱“瓊脂糖”(agarose);另一個(gè)則是不會(huì)發(fā)生凝膠化的組分,稱“瓊脂膠”(a garopectin)。瓊脂糖約占天然瓊脂80%,瓊脂膠是瓊脂糖的硫酸酯。由于瓊脂的來(lái)源不同,瓊脂糖和瓊脂膠的含量也隨之變化。瓊脂糖分子以線型鏈的形式存在,它是紅海藻的一個(gè)成分,與iota 和kappa 卡拉膠成鏡像關(guān)系。這一線型分子鏈包含有以(1→3)聯(lián)結(jié)的β-D 吡喃半乳糖基單元(A單元)與以(1→4)聯(lián)結(jié)的3,6 失水α-D 吡喃半乳糖基單元(B單元)相聯(lián)結(jié)。A單元及B單元構(gòu)成二糖單元,因3,6 失水環(huán)接近于每個(gè)B單元,它可以很容易變化而發(fā)生水解。瓊脂糖的二糖單元及二級(jí)結(jié)構(gòu): 形態(tài)特征:成品瓊脂一般分為細(xì)長(zhǎng)條狀和粉末狀。細(xì)長(zhǎng)條狀的瓊脂在市場(chǎng)上常被稱為“洋菜”,色類白或淡黃色;半透明,表面皺縮,微有光澤,質(zhì)輕軟而韌,不易折斷;完全干燥后,則脆而易碎;無(wú)嗅無(wú)味[。 溶解性:高純度的瓊脂在常溫下實(shí)際上不溶于水,只吸收水分發(fā)生溶脹和微微地溶于乙醇胺和甲酰胺,在接近沸騰的情況下可分散到中水形成溶膠。其濃度達(dá)到15g/L的溶液時(shí)仍清澈透明。 凝膠化溫度:瓊脂的凝膠化溫度遠(yuǎn)低于凝膠融化溫度,其可用于微生物固體培養(yǎng)基的凝固劑也是因?yàn)檫@一點(diǎn)。由不同種類的原料所制取的瓊脂,明顯地具有不同的凝固溫度,但來(lái)自相同原料的瓊脂,其凝固溫度基本上是一致的。用于微生物固體培養(yǎng)基凝固劑瓊脂的凝膠化溫度一般在35℃～40℃,而凝膠熔點(diǎn)應(yīng)在75℃～85℃。酸堿度對(duì)瓊脂的凝固性影響很大,而高溫高壓(1 1kg/cm2,1×105Pa)的影響很小。酸堿度是瓊脂在正常濃度范圍內(nèi)能否凝固的關(guān)鍵因素。當(dāng)4. 30 瓊脂的凝膠化原理 凝膠化是指體型縮聚反應(yīng)進(jìn)行到一定程度,反應(yīng)體系的黏度突然增加,并且出現(xiàn)具有彈性凝膠的現(xiàn)象。此時(shí),體系中包含了兩部分:一部分是凝膠,它具巨型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),不溶于一切溶劑;另一部分是溶膠,其分子量較小,被籠罩在凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。因此,凝膠是介于固體和液體之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。根據(jù)交聯(lián)方式,凝膠可分為化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)兩種�；瘜W(xué)交聯(lián)是高分子鏈段間以共價(jià)鍵交聯(lián)起來(lái),這種交聯(lián)很牢固,使高分子只發(fā)生溶脹,而不能熔融更不溶解。物理交聯(lián)包括有氫鍵、庫(kù)倫力、配位鍵及物理纏結(jié)等形成的線性分子間的交聯(lián)。瓊脂依靠高分子鏈段相互作用間可形成氫鍵而成為凝膠結(jié)構(gòu)。這種氫鍵會(huì)因加熱等而被破壞,使凝膠變?yōu)槿苣z。瓊脂的凝膠化主要是其瓊脂糖之間氫鍵結(jié)合的結(jié)果,其含有的大量的水在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定上發(fā)揮了重要的作用。凝膠中水有幾種狀態(tài)存在,在高分子網(wǎng)絡(luò)附近的水與網(wǎng)絡(luò)有很強(qiáng)的相互作用。將緊挨著高分子網(wǎng)絡(luò)的,在極低溫度下也不凍結(jié)的水稱為不凍水;而將在 10℃ 20℃才凍結(jié)的水稱為束縛水;離網(wǎng)絡(luò)很遠(yuǎn)的水,顯示與普通水同樣的性質(zhì),稱作自由水。在溶膠狀態(tài),溫度接近水沸點(diǎn)時(shí),瓊脂分子是一種隨機(jī)卷曲狀態(tài)。溫度降至凝固點(diǎn),在凝膠狀態(tài)時(shí),瓊脂分子相互交聯(lián),形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),基本結(jié)構(gòu)為左手雙螺旋。沿著螺旋軸兩側(cè)有很大的空穴,使瓊脂能結(jié)合足夠多的水。瓊脂的流變性變化是瓊脂凝膠化過(guò)程中的一個(gè)重要特征。在溫度高時(shí),其流變行為與稀溶液中的聚合物流變行為相似;在溫度低至凝固點(diǎn)以下時(shí),流變行為像交聯(lián)的聚合物;溫度在溶膠和凝膠的變化過(guò)程中,流變性更為復(fù)雜。另外,瓊脂的流變性受瓊脂的濃度、分子量以及其它的物質(zhì)(如甘油)的影響。 瓊脂在微生物固體培養(yǎng)基凝固劑方面的應(yīng)用 瓊脂是微生物固體培養(yǎng)基和半固體培養(yǎng)基中最常用的性能優(yōu)良的凝固劑。在液體培養(yǎng)基中加10～20g/L的瓊脂后加熱融化,凝固后即可得固體培養(yǎng)基,加5g/L的瓊脂可得半固體培養(yǎng)基。陳宏偉經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后提出:用凝膠強(qiáng)度來(lái)計(jì)算瓊脂的用量更為科學(xué)。固體培養(yǎng)基的適宜凝膠強(qiáng)度為250～450g/cm2之間,這樣硬度的固體培養(yǎng)基,既有利于物質(zhì)的擴(kuò)散和微生物對(duì)物質(zhì)的吸收,又有一定的硬度,有利于劃線、涂布和影印等技術(shù)的操作。而半固體培養(yǎng)基的適宜凝膠強(qiáng)度為90g/cm2左右,這樣的培養(yǎng)基既可以凝固而不流動(dòng),又不影響菌體的運(yùn)動(dòng),用手輕輕敲打試管即可使培養(yǎng)基破碎。 |
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