微生物鑒定基礎——革蘭氏染色

2021-12-13 12:05:19  微生物基本知識

歷史起源

在微生物領域,有什么比革蘭氏染色更廣泛的應用?自從1884年發明以來,它一直在被頻繁使用,而且作為一種初篩的手段與現代化的鑒定方法有了更多的結合。

 

它最初應用是在臨床環境中。當檢查膿腫的膿液涂片時,革蘭氏染色可以過濾掉大約一半臨床相關細菌,為緊急選擇使用哪一類抗生素提供指導。脊髓液的革蘭氏染色可顯示出革蘭氏陽性球菌(可能是肺炎球菌),革蘭氏陰性球菌(幾乎肯定是腦膜炎球菌),革蘭氏陰性桿菌(流感嗜血桿菌)


標準步驟

固定

加熱固定牢固,涂片要薄

結晶紫初染

不管革蘭氏陽性還是陰性細菌都可以被結晶紫染色

碘液媒染

革蘭氏陽性菌的顏色其實是復合顏色(結晶紫+碘液)

乙醇脫色

95%乙醇,注意控制時間

番紅復染

革蘭氏陽性菌其實也帶有番紅的顏色,只是結晶紫顏色更深


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革蘭氏染色的基礎是不同細菌細胞壁的不同。革蘭氏陽性菌通常具有厚的肽聚糖層,可以保持初染媒染的染料。而革蘭氏陰性菌肽聚糖層比較薄,初染媒染的染料在乙醇脫色時逸出。所以作為關鍵點來說,就是細胞壁,任何影響細胞壁的事件都有可能導致革蘭氏染色的錯誤結果。

比如菌齡(細菌的培養時間)很重要,太嫩的細胞壁還沒有形成,太老的有可能又自融了。如果抑制性平板上的抑制劑剛好抑制的是細胞壁的話,那你革蘭氏染色也無效。還有一些來源于血培養或者牛奶培養的細菌,細胞壁的通透性會存在不同。所以染色前的培養要點是:基礎培養基上的新鮮(最好是指數期)純培養產物。

革蘭氏染色只是分類學上人為設計的一個方法,并不是非黑即白(應該是非紫即紅)的確切判斷。一些細菌在染色之后會表現為紫色和紅色的混合,讓人肉眼無法分辨。而且還有一些細菌在生長過程中細胞壁的肽聚糖層厚度會逐漸變薄或強度變弱,例如芽孢桿菌、丁酸弧菌和梭菌,導致生長后期會革蘭氏染色結果發生改變(由陽性變成陰性)。另外還有一些細菌,例如分支桿菌、結核菌和麻風桿菌,革蘭氏染色的結果不可預見。

在國外的一些研究中,科學家將經過特殊革蘭氏染色的細菌進行薄切片后電子顯微鏡下觀察。發現很多桿菌、放線菌、梭菌會在培養的不同階段部分發生革蘭氏染色結果的改變。(原始論文聯系石決明個人微信micro-bob索?。?/span>

思考1革蘭氏染色會從陰性變為陽性嗎?

革蘭氏染色不僅僅是看顏色,更全面的做法是要結合顯微鏡的形態進行分類鑒定。  






   從上表中可以看出,兩列內容可以有很多種組合,將革蘭氏染色的分類作用進行放大。在一些廠家的全自動生化鑒定儀的設計中,也是通過這種方式設計培養卡的(如下圖所示)。

  

思考2革蘭氏陰性球菌存在嗎?

隨著微生物科學的發展,革蘭氏染色其實在鑒定領域已經沒有多少技術優勢,又存在一些不確定性。但是由于操作成本低、時間短、容易理解掌握,一直有廣泛的應用基礎。發展下來,反而成了其他鑒定手段的第一步初篩方法,比如上文提到的生化鑒定培養卡的選擇(在Vitek Compact系統、Biolog系統、Phoenix系統中均是如此),還有質譜鑒定系統中基質的選擇。

另外,有人在朋友圈分享過革蘭氏染色的“靈異”事件。革蘭氏染色陰性的球菌被基因鑒定為藤黃微球菌,與常規認識的藤黃微球菌為革蘭氏陽性有出入。這可以視作為新老鑒定技術的碰撞。