芽孢活化:取冻干芽孢粉,加入无菌生理盐水(无需添加表面活性剂,芽孢无团聚特性),涡旋振荡 30 秒,制成芽孢悬液;将悬液置于 80℃水浴中热休克 10 分钟(唤醒休眠芽孢,提高萌发率,若省略此步骤萌发率会降至 40% 以下),迅速冷却至室温。
初步培养:取活化后的芽孢悬液 1mL,接种至 50mL 芽孢形成液体培养基,37℃、180rpm 振荡培养 24 小时,此时菌体进入稳定期,芽孢形成率达 60%-70%。
芽孢扩增与纯化:取上述培养液涂布芽孢形成琼脂平板,37℃培养 48 小时,挑取表面粗糙、中心凹陷的单个菌落,转接至新鲜平板培养 72 小时,待芽孢完全成熟(显微镜观察芽孢占比≥90%),用无菌生理盐水洗脱平板表面芽孢,制成高浓度芽孢悬液(浓度可达 10?-10? CFU/mL)。
浓度校准:采用 “涂布计数法 + 芽孢染色计数法” 双重验证。取 1mL 芽孢悬液,用无菌生理盐水 10 倍梯度稀释至 10??、10??,取 0.1mL 涂布营养琼脂平板(每个稀释度 3 个平行),37℃培养 24 小时计数,计算平均菌落数与芽孢浓度,误差需控制在 ±0.2 log 内;同时,取稀释后的芽孢悬液进行孔雀绿芽孢染色,显微镜下计数芽孢占比,需≥90%,否则需延长培养时间。若浓度误差超范围,需排查热休克温度 / 时间不当、稀释吸管污染或振荡培养转速不足等问题。
形态与生化鉴别:
显微镜观察:革兰氏染色呈阳性短杆状,芽孢染色后可见绿色椭圆形芽孢(位于菌体中央或次末端,不膨大),与其他芽孢杆菌(如枯草芽孢杆菌芽孢多位于菌体中央且略膨大)鉴别。
生化特性:能发酵葡萄糖、蔗糖产酸不产气,不发酵乳糖;触酶阳性,氧化酶阴性;能在 7% NaCl 培养基中生长,45℃环境下可正常繁殖,这些特性可进一步确认菌株身份。
个人防护:人员佩戴无菌手套、一次性口罩与实验服,操作前后用 75% 乙醇消毒手部,无需穿防护服或护目镜(与 BSL-2 级真菌操作差异显著)。
环境消毒:实验结束后,用 0.2% 含氯消毒剂擦拭超净台台面与实验器具,开启紫外灯照射 30 分钟;若发生芽孢悬液泄漏,用浸有含氯消毒剂的纱布覆盖 30 分钟后清理,防止芽孢扩散。
废弃物处理:含菌培养物(如培养基、芽孢悬液)需 121℃高压灭菌 30 分钟(芽孢耐高温,需比普通细菌延长 10 分钟,确保彻底杀灭);实验耗材(如培养皿、吸头)灭菌后按普通废弃物处理,无需按医疗有害废弃物分类。
沙土管保存法(推荐):取灭菌沙土(颗粒直径 0.3-0.6mm)装入 10mL 试管,加入 2mL 高浓度芽孢悬液,振荡使芽孢均匀吸附,室温通风干燥后密封试管,4℃冷藏存放,保质期可达 8-10 年,芽孢存活率≥90%,该方法成本低、操作简便,适合大批量菌株存储。
-80℃冷冻保存法:将芽孢悬液与 50% 无菌甘油按 1:1 混合(甘油终浓度 25%,防止冷冻损伤),分装为 1mL / 支的冻存管,快速放入 - 80℃冰箱(避免缓慢冷冻导致芽孢细胞膜破裂),冻存次数无严格限制(反复冻融 5 次内存活率仍≥80%),保质期 3-4 年,适合短期频繁使用的场景。
存储管理:可与其他 BSL-1 级细菌同区域存放于普通双锁冰箱,无需单独划分专属区域(与真菌存储要求差异显著);标签注明 “斯皮兹泽芽孢杆菌(ATCC6633,WDCM 00003)”“芽孢悬液”“存储日期”,建立领用台账,记录领用用途(如 “消毒验证”“热加工工艺测试”),管理难度远低于高风险微生物。