微生物培养-大肠杆菌

大肠杆菌是一种兼性厌氧菌，最适生长温度为37°C。我们为其提供富含碳源、氮源、维生素和矿物质的标准培养基——LB培养基（Luria-Bertani培养基）。在液体培养基中，菌体会均匀增殖，使培养基变浑浊；在添加了琼脂的固体培养基上，单个细菌会固定生长并繁殖形成一个肉眼可见的菌落。

一、常用配置：

• 温度：37℃

• 转速：200-250 rpm振荡培养12-16小时（过夜）

二、方案原理：

• 典型场景：大肠杆菌的培养

配置参数与原理：

• 温度：37℃

大肠杆菌是人体肠道中的共生菌，其最适生长温度与人体体温一致（37℃）。在此温度下：

细胞代谢酶（如DNA聚合酶、核糖体等）活性最高，DNA复制、蛋白质合成等生命活动效率较大化。

若温度低于30℃：酶活性下降，代谢减缓，繁殖速度显著降低。

若温度高于42℃：可能触发热休克反应，甚至导致细胞死亡。

• 转速：150-200 rpm（振荡培养）

氧气供应：大肠杆菌虽为兼性厌氧菌（可在有氧/无氧条件下生长），但有氧呼吸能显著提升能量（ATP）产量，加速繁殖。振荡使培养液形成涡流，增加气液接触面积，提高溶氧量。

营养均匀分布：避免局部营养物质耗尽或代谢废物积累，确保所有细菌处于相似的生长环境。

防止沉淀：避免细胞或营养物质沉降，维持悬浮状态。

转速范围选择：

150 rpm：适合对剪切力敏感的菌株或高密度培养（减少机械损伤）。

200 rpm：较大化溶氧和营养混合效率，适合快速扩增。

＞250 rpm：可能因剪切力过强破坏细胞膜，反而抑制生长。

• 扩增培养的其他关键因素

培养基成分：如LB培养基（胰蛋白胨、酵母提取物、NaCl）提供氮源、碳源和无机盐；若需高密度培养，可能改用TB（Terrific Broth）等富营养培养基。

初始接种量：通常为1:100或1:50稀释，确保细菌快速进入对数生长期。

pH控制：维持pH 7.0-7.2（通过缓冲体系如磷酸盐），避免酸性/碱性环境抑制酶活性。

• 应用场景示例

质粒扩增：在含抗生素的LB培养基中扩增携带目标质粒的大肠杆菌，用于后续基因克隆。

蛋白表达：在TB培养基中诱导表达重组蛋白，结合温度调控（如30℃诱导以减少包涵体形成）。