微生物分离之双层平板法的应用场景及操作要点有哪些?
小杨 / 2026-03-17 10:18:15
百欧博伟生物:双层平板法因能形成边界清晰、形态规则的空斑/溶菌圈,且能实现目标微生物与宿主的充分接触,是微生物学中兼具分离、计数、鉴定的经典方法,核心适配噬菌体相关研究,也广泛用于产溶菌活性微生物的筛选,同时可拓展至部分微生物的活性检测与特性鉴定,以下是其标准化、高频的应用场景,按研究方向分类说明,附实操要点:
一、噬菌体相关研究(核心主流应用)
这是双层平板法最经典、最核心的应用领域,也是该方法被研发的初衷,适配所有烈性噬菌体的相关实验,结果精准度远高于单层平板法,是噬菌体研究的金标准方法。
1、环境中噬菌体的分离与纯化
实操要点:样品需预处理(离心/浸提去杂质),宿主菌处于对数生长期,保证噬菌斑清晰可挑取。
2、噬菌体效价(滴度)的精准测定
测定样品中噬菌体的浓度,以PFU/mL(噬菌斑形成单位/毫升) 表示,是噬菌体增殖、保存、应用的基础定量指标。
计算公式:效价 = 单个平板噬菌斑数 × 稀释倍数 × 10(加入样品体积为 0.1mL 时),需选择噬菌斑数在30~300 个的平板统计,保证结果准确性。
3、噬菌体宿主范围的鉴定
更换不同的指示菌(宿主菌),将同一噬菌体样品铺于含不同宿主菌的双层平板,观察是否形成噬菌斑,判断噬菌体的宿主特异性(窄谱/广谱),为噬菌体的应用提供依据。
实操要点:所有指示菌均需活化至对数生长期,培养基适配对应宿主菌生长。
4、噬菌体的纯化与复筛
初筛得到的噬菌体常含杂噬菌/杂质,通过3~5 次连续的双层平板铺板 - 挑斑 - 增殖,获得形态、大小、活性均一致的纯噬菌体株,保证后续研究的单一性。
5、噬菌体增殖效果的检测
噬菌体在宿主菌悬液中增殖后,通过双层平板法测定增殖前后的效价,计算增殖倍数,判断噬菌体的增殖能力,筛选增殖效率高的噬菌体株。
二、产溶菌活性微生物的筛选与鉴定
利用双层平板法的溶菌圈效应,筛选能分泌溶菌酶、抗菌肽、抑菌蛋白等溶菌物质的微生物,通过溶菌圈的大小判断溶菌活性强弱,是微生物抑菌活性筛选的常用方法,适配细菌、真菌等微生物的初筛。
1、产溶菌酶微生物的筛选
从土壤、植物体表、动物肠道、发酵食品等样品中筛选芽孢杆菌、乳酸菌、放线菌等产溶菌酶的菌株,将样品稀释液铺于含指示菌(如
金黄色葡萄球菌)的双层平板,培养后观察溶菌圈,圈越大则溶菌酶活性越强。
2、益生菌抑菌活性的初筛
筛选具有抑菌作用的益生菌(如
乳酸菌、
双歧杆菌),将益生菌菌悬液/发酵上清铺于含致病菌(如
大肠杆菌、
沙门氏菌、
志贺氏菌)的双层平板,通过溶菌圈判断益生菌的抑菌效果,为益生菌的筛选提供快速依据。
3、海洋/极端环境微生物的抑菌活性筛选
海洋、高盐、高温等极端环境的微生物常产生特殊的溶菌物质,双层平板法可快速初筛这类微生物的溶菌活性,操作简便、结果直观,适合大规模样品的初筛。
4、溶菌物质活性的定量初步判断
将溶菌物质(如溶菌酶粗提液、抑菌蛋白纯化液)进行梯度稀释,铺于双层平板,通过溶菌圈的大小/有无,判断溶菌物质的最低抑菌浓度(MIC),为后续纯化提供参考。
三、其他拓展应用
除上述核心场景外,双层平板法还可根据空斑/圈形成原理,拓展至部分微生物的活性检测、突变株筛选等,是方法的灵活延伸,需结合实验需求调整条件。
1、病毒(非噬菌体)的分离与计数
部分动物/植物病毒可在宿主细胞(贴壁/悬浮细胞)中增殖,将含病毒的样品与宿主细胞混合铺于双层细胞平板(底层为固体培养基,上层为软琼脂 + 宿主细胞),培养后形成病毒空斑,用于病毒的分离、计数(空斑形成单位 PFU),如脊髓灰质炎病毒、腺病毒的检测。
注意:需适配动物/植物细胞的培养条件(如恒温 CO₂培养箱),培养基为细胞专用培养基。
2、微生物突变株的筛选
筛选对溶菌物质、噬菌体敏感/抗性的微生物突变株,将诱变后的微生物菌悬液铺于含噬菌体/溶菌物质的双层平板,通过无噬菌斑/无溶菌圈的菌落,筛选抗性突变株;反之可筛选敏感突变株。
3、溶菌物质的粗提液活性检测
对微生物分泌的溶菌物质进行粗提后,将粗提液梯度稀释铺于双层平板,通过溶菌圈的大小判断粗提液的溶菌活性,为后续的纯化工艺优化提供依据。
4、食品中抑菌微生物的快速检测
从酸奶、泡菜、酱油等发酵食品中快速筛选具有抑菌作用的微生物,双层平板法操作简便、耗时短(12~24h 出结果),适合食品微生物的快速检测与筛选。
四、不同应用场景的共性操作要点
无论用于噬菌体研究还是溶菌微生物筛选,双层平板法的核心操作要求一致,保证结果的准确性和重复性:
指示菌(宿主菌/靶菌)需活化至对数生长期,活性最强,空斑/溶菌圈最清晰;
上层软琼脂温度严格控制在45~50℃,避免高温杀死指示菌/噬菌体,低温导致软琼脂凝固;
样品稀释度需合适,保证平板上的空斑/溶菌圈数在30~300 个,避免过密(融合)或过疏(统计误差大);
全程严格无菌操作,避免杂菌污染导致菌苔混乱,无法识别空斑/溶菌圈;
平板倒置培养,防止冷凝水滴落冲散上层软琼脂,干扰结果观察。
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