微生物培養基的故事

   
   微生物，無論是細菌、黴菌還是酵母菌，在自然界的天然環境中並不是彼此老死不相往來地獨立生活，而是互相混雜在一起生活的。在汙水、或在人的口腔和腸道中，我們可以找到幾百種不同的微生物。正是因為這個原因，當19世紀巴斯德和其他微生物學家開始研究微生物時，花了許多時間才明白：不同微生物引起的化學變化或造成的疾病是不同的。所以，要研究引起某種疾病或引起某種化學變化的微生物，必須把混雜在一起生活水平微生物按種類分開。要把每種微生物分開，就必須讓它們長在一種人們為它們準備好的物質上，這種人工專門為微生物需要的養料外，還必須嚴格防止別的微生物進入，因為要得到的隻是生長著某種微生物的培養物，所以在加進這種微生物之前，培養基內必須沒有任何其他微生物。也就是說，使用前的培養基必須經過嚴格滅菌。把各種微生物彼此分開的技術，在微生物學上叫做純種分離技術，而防止其他微生物混入的操作，稱作無菌操作。我們今天的一切微生物學技術，都離不開無菌操作和純種分離技術；培養基的研究也是不可缺少的知識。 　　經過了幾十年的時間，到19世紀末，微生物學家終於獲得了比較滿意的培養基。以法國微生物學家巴斯德和德國醫生科赫為代表的許多微生物學家用無菌技術進行了大量的工作，分離出許多種純種的微生物。在這些過程中，也發生過許多有趣的故事。 　　我們已經說過，1滴汙水中含有上千萬、甚至幾億個微生物細胞，要把它們一個個分開，最容易的方法是把這滴汙水稀釋。假定1滴汙水中有1千萬個細菌細胞，那麽把它稀釋1千萬倍，平均每滴稀釋液中便應該隻有1個細菌。1878年，英國醫生李斯特為了研究使牛奶變酸的微生物，他把牛奶稀釋了1百萬倍，再用自己設計製造的、帶有極細管口的注射器取出萬分之一毫升牛奶稀釋液，放進事先經過滅菌的培養基中，在保溫箱裏培養幾天後，培養基變渾濁了，在顯微鏡下一看，都是像項鏈一樣的成串的球菌。從此便把這種使牛奶變酸的球形細菌叫做鏈球菌。因為產生的酸主要是乳酸，所以叫乳酸鏈球菌。這種培養基是液體，所以叫做液體培養基。 　　液體培養基固然可以用來分離微生物，但是過程比較長，也不容易鑒定是否是純培養。於是科赫便想到用固體培養基來培養。他看到魚膠（科學家稱之為明膠）比較容易融化但又容易凝固，便把它們融化後倒在玻璃板上鋪成一個平麵，待它凝固後，用一根燒這的白金針（白金燒過後很快便冷卻）挑上一點要分離的含有微生物的樣品在明膠表麵劃線，然後把這塊有明膠玻璃板放在保溫箱裏培養。24小時後，明膠表麵有劃痕的地方便會長出了許多肉眼可以看見的斑點，每一個斑點，基本上是由一個微生物細胞通過許多次分裂繁殖而形成的一群微生物，微生物學家稱它夥為菌落。采用科赫的劃線分離方法，分離微生物比用液體培養基分離更容易了。這樣隻要把一個個單獨的菌落挑出來，就可能把各種微生物彼此分開來，從而得到純種。這種用固體做成的培養基，稱為固體培養基。 　　但是人們很快發現，明膠在20℃以上便很容易變軟，不容易劃線，溫度再高一些，便開始融化，更難劃線了，即使劃好了，在30℃以上培養細菌時，本來可以分開生長的菌落也會擠在一起。這個困難後來被科赫的一個助手克服了。這個助手的妻子叫丈夫用做果醬的瓊脂試試，結果一試便成功了。瓊脂是從一種海藻裏提取出來的膠狀物質。它在將近100℃時才會融化，而冷到45℃左右才凝固，而且絕大部分微生物都不能利用瓊脂用為養料生長。從科赫時期到現在，100年過去了，但是世界上隻要研究或者應用微生物的地方，今天仍然在使用瓊脂做培養基。科赫實驗室的另一位工作人員，看到融化的瓊脂容易在玻璃板上到處亂流，於是設計了一種帶圍邊的圓形小盤子，現在我們在微生物學實驗室看到的培養皿，就是這樣發明的。 　　微生物的培養基配方猶如人們的菜譜，新的種類是層出不窮的。至今，前人提供的培養基本方至少也有數萬種。對於研究微生物的人來說，培養在的製作就像給人做飯一樣重要。 

 

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