
微生物耐受性是微生物在极端环境(如高温、酸碱、渗透压等)中存活和繁殖的能力,其强弱直接决定微生物的生存范围、生态分布及应用价值。在食品卫生检测、生物医药研发、环境监测等领域,微生物耐受性试验是核心实验内容之一,例如通过检测大肠埃希氏菌的耐热性评估食品污染风险,通过分析蜡样芽胞杆菌的耐受性制定食品加工灭菌工艺。
温度是影响微生物耐受性的关键环境因子,微生物耐受性试验对温度控制的精准度、稳定性和均匀性要求极高——温度偏差超过0.5℃即可能导致微生物生长代谢异常,影响试验结果的准确性和重复性。电热恒温水浴锅作为微生物培养中常用的控温设备,其性能直接决定试验的可靠性。
博清生物科技(南京)有限公司研发的电热恒温水浴锅是实验室专用控温设备,采用PID智能控温技术、不锈钢内胆设计,具备多重安全保护功能,广泛应用于科研机构、高等院校及企业实验室的精密恒温操作。
一、材料与方法
(一)试验材料
1、供试菌株
大肠埃希氏菌ATCC25922,蜡样芽胞杆菌BC2,两种菌株均为革兰氏阴性杆菌(大肠埃希氏菌)和革兰氏阳性杆菌(蜡样芽胞杆菌),常用于微生物耐受性试验的模式菌株。
2、仪器设备
核心设备:博清生物电热恒温水浴锅;辅助设备:生物安全柜、高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、紫外分光光度计、菌落计数器、电子天平。
3、培养基与试剂
LB液体培养基:蛋白胨10g、酵母提取物5g、NaCl 10g、蒸馏水1000mL,pH 7.0~7.2,121℃、101kPa高压灭菌20min;LB固体培养基:在LB液体培养基中添加1.5%~2.0%琼脂,灭菌条件同上;生理盐水(0.85% NaCl),121℃、101kPa高压灭菌20min;结晶紫中性红胆盐琼脂(VRBA),用于大肠埃希氏菌菌落计数。
(二)试验方法
1、菌株活化与菌悬液制备
将保存于-80℃的供试菌株取出,在生物安全柜中接种至LB固体培养基平板,37℃恒温培养24h进行活化;挑取活化后的单菌落,接种至LB液体培养基中,37℃、120r/min摇床培养16~18h,获得对数期菌液;采用生理盐水梯度稀释法,将菌液稀释至10⁶ CFU/mL,作为试验用菌悬液,备用。
2、水浴锅控温性能验证
采用博清生物电热恒温水浴锅,分别设定试验温度37℃、44.5℃、55℃(分别对应微生物适宜生长温度、大肠埃希氏菌耐热筛选温度、高温胁迫温度),待设备达到设定温度并稳定30min后,采用高精度温度计(精度±0.01℃),在水浴锅不同区域(中心、四角)设置5个监测点,每10min记录一次温度,连续记录60min,计算各温度点的平均温度、温度偏差及波动度,验证设备的控温精度和均匀性。每个温度设定3个重复,取平均值。
3、温度胁迫下微生物耐受性试验
取10mL制备好的菌悬液,加入无菌离心管中,分别放入设定好温度(37℃、44.5℃、55℃)的博清生物电热恒温水浴锅中,进行恒温胁迫培养,分别在培养0h、2h、4h、6h、8h时取样,采用稀释涂布平板法(每个样品3个重复),将样品稀释至合适浓度后,涂布于LB固体培养基(大肠埃希氏菌同时涂布VRBA培养基),37℃恒温培养24h后,采用菌落计数器统计活菌数(CFU/mL)。
以未进行温度胁迫的菌悬液作为空白对照,计算不同胁迫时间下微生物的存活率(存活率=胁迫后活菌数/空白对照活菌数×100%),以存活率作为微生物耐受性评价指标。同时,采用紫外分光光度计测定菌悬液OD₆₀₀值,分析微生物生长速率与温度胁迫时间的关系。
4、试验重复性验证
选取37℃和44.5℃两个关键温度点,重复上述微生物耐受性试验3次,计算每次试验中不同胁迫时间点微生物存活率的相对标准偏差(RSD),验证博清生物电热恒温水浴锅在微生物耐受性试验中的重复性。
二、结果与分析
(一)博清生物电热恒温水浴锅控温性能分析
博清生物电热恒温水浴锅在不同设定温度下的控温性能检测结果。该设备在37℃、44.5℃、55℃三个设定温度下,平均温度与设定温度的偏差均≤0.1℃,温度波动度≤±0.3℃,不同监测点的温度均匀性≤±0.5℃,符合微生物耐受性试验对控温精度(±0.1℃)和均匀性(±0.5℃)的要求。
设备启动后,可在15~20min内达到设定温度,且具备断电记忆功能,意外断电后重新通电可快速恢复至设定温度,有效避免温度波动对试验的影响。此外,不锈钢内胆抗腐蚀性能强,便于试验后清洁消毒,可减少交叉污染,保障试验的准确性。
(二)温度胁迫下微生物耐受性检测结果
1、大肠埃希氏菌耐受性分析
大肠埃希氏菌ATCC25922在不同温度胁迫下的存活率变化。37℃为大肠埃希氏菌适宜生长温度,胁迫培养8h后,存活率仍保持在90%以上,菌悬液OD₆₀₀值持续上升,表明微生物生长状态良好;44.5℃胁迫下,大肠埃希氏菌存活率随胁迫时间延长逐渐下降,培养8h后存活率降至35.2%±2.1%,OD₆₀₀值趋于稳定,符合大肠埃希氏菌耐热性特征;55℃高温胁迫下,大肠埃希氏菌存活率下降迅速,培养2h后存活率降至12.3%±1.8%,培养8h后存活率不足5%,表明高温显著抑制大肠埃希氏菌的生长繁殖。
试验过程中,博清生物电热恒温水浴锅稳定维持设定温度,未出现明显温度波动,确保了大肠埃希氏菌在不同温度胁迫下生长状态的稳定性,试验数据重复性良好(RSD≤2.8%)。
2、蜡样芽胞杆菌耐受性分析
蜡样芽胞杆菌BC2在不同温度胁迫下的存活率变化显示,该菌株具有较强的温度耐受性:37℃胁迫培养8h后,存活率达95%以上,生长速率最快;44.5℃胁迫下,培养8h后存活率仍保持在68.5%±3.0%,显著高于同温度下大肠埃希氏菌的存活率(P<0.05);55℃高温胁迫下,培养8h后存活率为18.7%±2.5%,表现出较强的耐高温能力,与相关研究结果一致。
由于博清生物电热恒温水浴锅具备良好的温度均匀性,同一批次试验中不同离心管内的菌悬液温度一致,蜡样芽胞杆菌的生长差异主要源于自身耐受性,而非温度偏差,进一步证实了设备对试验结果准确性的保障作用。
(三)试验重复性验证结果
在37℃和44.5℃两个关键温度点,重复3次微生物耐受性试验,计算不同胁迫时间点微生物存活率的RSD值,结果显示:37℃胁迫下,大肠埃希氏菌和蜡样芽胞杆菌存活率的RSD分别为2.1%~2.8%和1.9%~2.5%;44.5℃胁迫下,两者存活率的RSD分别为2.5%~3.2%和2.2%~2.9%,均小于5%,表明采用博清生物电热恒温水浴锅开展微生物耐受性试验,具有良好的重复性,试验结果可靠。
三、讨论
微生物耐受性试验的核心需求是为微生物提供稳定、精准的温度环境,温度控制的精度和稳定性直接影响试验数据的准确性和重复性。传统电热恒温水浴锅普遍存在控温精度低、温度波动大、均匀性差等问题,易导致微生物生长代谢异常,无法满足科研级试验的要求。
博清生物电热恒温水浴锅采用PID智能控温技术,结合高精度铂电阻传感器,实现了温度的精准控制,控温精度达±0.1℃,温度波动度≤±0.3℃,显著优于传统水浴设备[1,5]。其不锈钢内胆设计不仅具备较强的抗腐蚀性能,可适应微生物培养中各类培养基和试剂的接触,还便于清洁消毒,减少交叉污染,保障试验的无菌环境。此外,设备具备的防过热、防漏电、超温报警及断电记忆功能,进一步提升了试验的安全性和便捷性,降低了人为操作误差。
本研究中,采用博清生物电热恒温水浴锅开展大肠埃希氏菌和蜡样芽胞杆菌的温度耐受性试验,结果显示,设备可稳定维持不同设定温度,为微生物胁迫培养提供均匀的热环境,试验数据重复性良好(RSD≤3.2%),能够精准反映两种菌株的温度耐受性差异——蜡样芽胞杆菌的耐高温能力显著高于大肠埃希氏菌,与相关研究结论一致。这一结果证实,博清生物电热恒温水浴锅能够满足微生物耐受性试验的严苛要求,可有效支撑微生物耐热性、耐温性等相关研究。
在食品卫生检测领域,大肠埃希氏菌的耐热性检测是评估食品污染风险的重要手段,博清生物电热恒温水浴锅可精准维持44.5℃的筛选温度,为大肠埃希氏菌的分离鉴定提供可靠支撑;在生物医药研发中,该设备可用于微生物耐药性相关的耐受性试验,为抗生素研发提供实验数据;在环境监测领域,可通过模拟不同温度环境,研究微生物的环境适应性,为水质污染评估提供科学依据。
此外,博清生物电热恒温水浴锅具有多种型号(SY-D系列、SY-J系列),涵盖单列单孔至双列六孔等不同规格,容积从3L到18L不等,可满足不同试验规模的需求,适配多种规格的实验器皿,具有广泛的适用性。
本研究仅探讨了博清生物电热恒温水浴锅在温度胁迫下微生物耐受性试验中的应用,后续可进一步研究该设备在酸碱、渗透压等其他胁迫条件下的应用效果,拓展其应用范围。同时,可结合分子生物学技术,深入分析设备控温稳定性对微生物耐受相关基因表达的影响,为微生物耐受性机制研究提供更全面的技术支撑。
博清生物SY系列电热恒温水浴锅控温精度高、稳定性好、温度均匀性强,控温精度达±0.1℃,温度波动度≤±0.3℃,可稳定维持微生物耐受性试验所需的不同温度条件,且具备安全、易清洁、适配性强等优势,符合科研级试验的设备要求。
该设备可有效支撑温度胁迫下微生物耐受性试验的开展,能够精准测定大肠埃希氏菌、蜡样芽胞杆菌等菌株的存活率和生长速率,试验重复性良好(RSD≤3.2%),可准确反映微生物的温度耐受性差异。
博清生物科技(南京)有限公司研发的电热恒温水浴锅可广泛应用于科研机构、食品检测、生物医药等领域的微生物耐受性研究,为相关试验提供可靠的控温设备支撑,具有较高的推广应用价值。





