恒浊器

一种连续培养微生物的装置

恒浊器是一种连续培养微生物的装置。可以根据培养液中的微生物的浓度,通过光电系统观控制培养液的流速,从而使微生物高密度的以恒定的速度生长。恒浊反映的是细胞密度的恒定。放线菌以及霉菌等形成菌丝的微生物不能通过恒浊器来连续培养。

与恒化器的比较
装置 控制对象 培养基 培养基流速 生长速率 产物 应用范围
恒浊器 菌体密度(内控制) 无限制生长因子 不恒定 最高速率 大量菌体或与菌体相平行的代谢产物 生产为主
恒化器 培养基流速(外控制) 有限制生长因子 恒定 低于最高速率 不同生长速率的菌体 实验室为主
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细菌的细胞是极其微小的,但是,与一切其他细胞或个体一样,也有一个自小到大的生长过程。在整个生长过程中,细胞内发生阶段性的十分复杂的生物化学变化和细胞学变化。可是,要研究单个细菌的这类变化,技术上是十分困难的。能使用的方法,一是用电子显微镜观察细菌细胞的超薄切片,二是使用同步培养(synchronousculture)技术,即设法使群体中的所有细胞尽可能都处于同样细胞生长和分裂周期中,然后分析此群体的各种生物化学特征,从而了解单个细胞所发生的变化。这种通过同步培养而使细胞群体处于分裂步调一致的状态,就称同步生长(synchronousgrowth)。
获得细菌同步生长的方法主要有两类,其一是通过环境条件来诱导同步性,例如用变换温度、光线或对处于稳定期的培养物添加新鲜培养基等;其二是通过物理学方法从随机的、不同步细菌群体中选择出同步的群体,它一般可用选择性过滤或梯度离心法来达到。在这两类方法中,由于诱导法可能造成与正常细胞循环周期不同的周期变化,所以不及选择法好,这在生理学研究中尤为明显。
在选择法中,有代表性的是Helmstetter-Cummings技术。他们根据某些细菌会紧紧地粘附在硝酸纤维微孔滤膜上的原理,设计了一个具体的选择方法:将非同步的细菌液体培养物通过微孔滤膜,让细胞吸附于其上;然后将滤膜反置,再以新鲜培养液滤过。这时,一些未粘牢的细胞先被冲洗掉,接着脱落到培养液中的都是那些新分裂形成的细胞,于是就获得了同步生长。
同步生长的细菌,在培养过程中会很快丧失其同步性。例如,在第一个细胞分裂周期中,起先细胞数一直未增加,到后来,数目突然增加一倍。到第二个分裂周期时,情况就没有那么明显了。到第三个分裂周期时,已几乎完全丧失同步性。其中的道理非常简单,因为在不同个体间,细胞分裂周期一般都有较大的差别。
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