巧克力琼脂平板的核心原理与制备方法及具体操作步骤!
小杨 / 2025-09-17 10:50:01
巧克力琼脂平板(Chocolate Agar Plate)是实验室常用的营养丰富型培养基,因加热处理后血液中的血红蛋白释放,使培养基呈巧克力色而得名。它能为营养需求苛刻的细菌(如
脑膜炎球菌、
流感嗜血杆菌等)提供生长所需的 X 因子(原卟啉)和 V 因子(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,NAD),广泛用于苛养菌的分离培养。以下是其具体制备方法,操作需遵循无菌操作规范,确保培养基无菌且成分比例准确。
一、核心原理
巧克力琼脂的关键是对脱纤维羊血(或马血)进行加热处理:通过 56~58℃的 “温和加热”,破坏红细胞释放血红蛋白(提供 X 因子),同时使血液中的 V 因子释放并保持活性(避免高温破坏 V 因子),最终与基础营养琼脂(如
哥伦比亚琼脂、
脑心浸液琼脂)混合,形成适合苛养菌生长的培养基。
二、材料准备
1、基础成分(以制备 1000mL 培养基为例,可按比例缩放)
成分名称 用量 作用说明
哥伦比亚琼脂基础 40~45g 提供碳水化合物、蛋白质、维生素等基础营养,是培养基的“骨架”
脱纤维羊血(或马血) 50~100mL 提供 X 因子(血红蛋白)和 V 因子,需新鲜、无溶血,避免使用牛血(含 V 因子抑制物)
无菌蒸馏水(或去离子水) 900~950mL 溶解基础琼脂,确保成分均匀分散
2、仪器与耗材
电子天平、pH 计、磁力搅拌器、恒温水浴锅(精度 ±1℃)
锥形瓶(2000mL,带棉塞或硅胶塞)、量筒(1000mL)
高压蒸汽灭菌器(121℃灭菌用)
无菌培养皿(直径 90mm,提前灭菌或一次性无菌)
无菌移液管(10mL、50mL)、酒精灯、无菌操作台
温度计(量程 0~100℃,用于监测加热温度)
三、具体制备步骤(分 6 步,核心是“加热处理血液”和“无菌倒平板”)
步骤 1:溶解基础琼脂,调整 pH
用电子天平准确称取 40~45g 哥伦比亚琼脂基础,放入 2000mL 锥形瓶中。
用量筒量取 900~950mL 无菌蒸馏水,倒入锥形瓶,轻轻摇匀(避免琼脂粘壁)。
将锥形瓶置于 磁力搅拌器上,60~70℃水浴加热(或直接用电炉小火加热,需不断搅拌),直至琼脂完全溶解(溶液澄清,无肉眼可见颗粒)。
用 pH 计检测溶液 pH,需调整至 7.2~7.4(若 pH 偏低,滴加 1mol/L NaOH;若偏高,滴加 1mol/L HCl,边加边搅拌,避免局部过酸 / 过碱)。
步骤 2:高压蒸汽灭菌(杀灭杂菌,避免污染)
向锥形瓶中补加无菌蒸馏水至 1000mL(加热溶解过程中会有水分蒸发,需补足体积,确保浓度准确)。
锥形瓶口塞紧棉塞(或硅胶塞),外包牛皮纸(防止灭菌时水汽进入),放入高压蒸汽灭菌器。
设定灭菌参数:121℃、103.4kPa(1.05kg/cm²)、灭菌 15~20 分钟(灭菌时间从达到设定温度开始计时,避免灭菌不彻底)。
灭菌结束后,关闭灭菌器,待压力降至 0、温度降至 80~90℃时,取出锥形瓶,置于无菌操作台旁的水浴锅中(60~70℃保温,防止琼脂凝固,备用)。
步骤 3:血液加热处理(关键步骤,释放 X/V 因子)
取出冷藏的 新鲜脱纤维羊血(提前在室温下放置 10~15 分钟,避免温差过大导致红细胞破裂),用量筒量取 50~100mL,倒入无菌烧杯中。
将烧杯放入 恒温水浴锅,设定温度 56~58℃,用温度计持续监测血液温度(核心:温度不可超过 58℃,否则会破坏 V 因子;不可低于 56℃,否则血红蛋白释放不充分)。
加热过程中,用无菌玻璃棒轻轻搅拌血液(避免局部过热),观察血液颜色变化:从鲜红色逐渐变为 暗棕色(巧克力色),此过程约 5~10 分钟(需持续监测,避免过度加热导致血液凝固)。
达到巧克力色后,立即将烧杯从水浴锅中取出,放入 室温水中冷却(快速降温至 45~50℃,防止持续加热破坏营养成分)。
步骤 4:混合基础琼脂与血液(无菌操作,避免污染)
将保温在 60~70℃的基础琼脂溶液(锥形瓶)转移至无菌操作台内,待其温度降至 45~50℃(用手背触碰锥形瓶外壁,不烫手即可,避免温度过高杀死血液中的营养成分,或过低导致琼脂提前凝固)。
在无菌操作下,用无菌移液管吸取 冷却后的巧克力色血液,缓慢倒入基础琼脂溶液中,边倒边轻轻摇匀(避免剧烈摇晃产生气泡,影响平板平整度)。
(可选)若需制备选择性巧克力琼脂,此时可加入抗生素添加剂(如万古霉素 5μg/mL、多粘菌素 B2.5μg/mL),轻轻摇匀(需严格按说明书控制浓度,避免抑制目标菌生长)。
步骤 5:倒平板(均匀分配,避免浪费)
在无菌操作台上,取出无菌培养皿(一次性或灭菌后的),打开皿盖(仅打开一条缝隙,避免外界杂菌落入),将混合好的培养基缓慢倒入培养皿中,每皿倒入 15~20mL(厚度约 3~4mm,过厚影响菌落观察,过薄易干裂)。
倒完后,轻轻晃动培养皿(顺时针或逆时针转动),使培养基均匀覆盖皿底,避免产生气泡或局部厚薄不均。
盖上皿盖,将培养皿平放在无菌操作台上,室温下静置 30~60 分钟(或放入 37℃培养箱中静置 20 分钟),待培养基完全凝固(凝固后表面光滑、无凹陷)。
步骤 6:质量检测与储存(确保培养基合格)
无菌性检测:取 1~2 个制备好的平板,不接种任何菌,放入 35~37℃培养箱中培养 24~48 小时,若平板表面无任何菌落生长,说明培养基无菌合格;若有菌落,需重新制备。
适用性检测:接种标准菌株(如
脑膜炎球菌 ATCC 13090),35~37℃、5% CO₂培养箱中培养 24 小时,若菌株生长良好(菌落呈圆形、光滑、无色透明),说明培养基营养合格。
储存:合格的平板需倒置(防止冷凝水滴落污染菌落),放入 4±2℃冰箱中储存,保质期一般为 7~14 天(若添加抗生素,保质期缩短至 3~5 天,需标注制备日期和失效日期)。
四、关键注意事项(避免制备失败的核心要点)
血液选择:优先使用脱纤维羊血,不可用牛血(牛血中含 V 因子抑制物,会抑制
流感嗜血杆菌、
脑膜炎球菌生长);血液需新鲜(采集后 48 小时内使用),无溶血、无凝块。
温度控制:
血液加热:严格控制在 56~58℃,温度过高会破坏 V 因子,导致苛养菌无法生长;温度过低则血红蛋白释放不足,培养基颜色偏浅,营养不足。
基础琼脂与血液混合:基础琼脂温度需降至 45~50℃,过高会杀死血液中的营养成分,过低会导致琼脂提前凝固,无法均匀混合。
无菌操作:从灭菌后到倒平板的全过程需在无菌操作台上进行,避免空气中的杂菌污染;移液管、培养皿等耗材需提前灭菌,操作时避免手触碰皿口和培养基表面。
pH 调整:pH 需严格控制在 7.2~7.4,过酸或过碱会抑制目标菌生长(如脑膜炎球菌在偏酸性环境中生长不良)。
通过以上步骤,即可制备出营养充足、无菌合格的巧克力琼脂平板,适用于
脑膜炎球菌、
流感嗜血杆菌等苛养菌的分离、培养和鉴定。
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