显色培养基概述

Jvo Siegrist

AnalytiX Issue 3

显色培养基为微生物的计数、检测和鉴定提供了一系列好处

使用含有显色底物的传统培养基配方与改良培养基配方是目前微生物学领域中的一个重要课题。这种发展背后的重点是生产可以使微生物的检测和鉴定更加迅速和可靠的培养基。显色底物（例如ONPG、X-Gal或X-Glu）以及指定的培养基选择性是显色培养基背后的简单原理。靶标生物的特征是酶系统代谢底物，并释放色素原。然后可以通过直接观察培养基中明显的颜色变化来目测发色团。有时无需进一步测试即可直接确认靶标生物。

图 1. HiCrome™快速大肠菌群肉汤

表1微生物潜在的酶活性、显色底物和选择性系统的摘要

物种	酶	底物	选择剂
蜡状芽孢杆菌	ß-葡糖苷酶，磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C	吲哚-β-吡喃葡萄糖苷，吲哚基-肌-肌醇-1-磷酸酯	多粘菌素B
弧形杆菌	na	na	脱氧胆酸盐，头孢哌酮，两性霉素B
假丝酵母	ß-乙酰半乳糖苷酶，碱性磷酸酶	吲哚-N-乙酰基-β-D-氨基葡萄糖，磷酸吲哚酯	庆大霉素氯霉素
产气荚膜梭菌	ß-葡萄糖苷酶（加蔗糖发酵）	吲哚-β-D-葡萄糖苷	D-环丝氨酸，多粘菌素B
大肠菌群/大肠杆菌	β-葡萄糖醛酸酶，β-半乳糖苷酶	吲哚β-葡糖苷酸，吲哚β-半乳糖苷	胆汁盐，tergitol 7®，SDS，新霉素，头孢磺啶
克罗诺杆菌（阪崎肠杆菌）	α-葡萄糖苷酶	吲哚-α-D-葡萄糖苷	脱氧胆酸盐，结晶紫，硫代硫酸钠
大肠杆菌O157	ß-葡萄糖苷酶，α-半乳糖苷酶	吲哚-β-D-葡糖醛酸苷，吲哚基-α-半乳糖苷	胆盐，SDS，结晶紫，亚碲酸钾，新生物素，头孢克肟
肠球菌	ß-D-葡萄糖苷酶	吲哚-β-葡萄糖苷	叠氮化钠，聚山梨酯80
扩展光谱 ß-内酰胺酶肠杆菌（ESBL）	ß-D-葡萄糖苷酶	吲哚-β-葡萄糖苷	头孢泊肟，头孢噻肟，头孢他啶
克雷伯氏菌	ß-D-呋喃核糖苷酶，ß-D-葡糖苷酶	吲哚-β-D-核糖呋喃糖苷，吲哚-β-D-葡糖苷	胆盐，SDS，羧苄青霉素
李斯特菌属	ß-葡萄糖苷酶	吲哚-β-葡萄糖苷	氯化锂，头孢他啶，两性霉素B，萘啶酸，多粘菌素B
单核乳杆菌	磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C，ß-葡萄糖苷酶，	吲哚基-β-葡萄糖苷，吲哚基-肌-肌醇-1-磷酸	氯化锂，头孢他啶，两性霉素B，萘啶酸，多粘菌素B
假单胞菌	ß-丙氨酰芳基酰胺酶	7-氨基-1-戊基-苯恶嗪-3-酮	西替利米
• 沙门氏菌	α-半乳糖苷酶，脂肪酶	吲哚基-α-半乳糖苷，吲哚基-脂肪酸酯	脱氧胆酸钠
MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）	α-葡萄糖苷酶	吲哚-α-D-吡喃葡萄糖苷	甲氧西林，高浓度氯化钠
金黄色葡萄球菌	α-葡萄糖苷酶，磷酸酶，脱氧核糖核酸酶	吲哚-a，D-葡萄糖苷，酚酞磷酸酯，磷酸吲哚酚	亚碲酸盐，氯化锂
链球菌	β-葡萄糖醛酸酶	吲哚-β-葡糖醛酸	叠氮化钠
UTI（尿路感染）	ß-葡萄糖苷酶，ß-半乳糖苷酶	吲哚-β-吡喃葡萄糖苷，吲哚-β-半乳糖苷	-
弧菌	ß-葡萄糖苷酶，ß-半乳糖苷酶	吲哚-β-半乳糖苷，吲哚-β-半乳糖苷，吲哚-β-半乳糖苷	高浓度的氯化钠，硫代硫酸钠，柠檬酸钠，胆酸钠
VRE（耐万古霉素肠球菌）	α-葡萄糖苷酶，β-葡萄糖苷酶，β-半乳糖苷酶	吲哚-α-吡喃葡萄糖苷，吲哚-β-吡喃葡萄糖苷，吲哚-β-半乳糖苷	万古霉素
酵母菌和霉菌	ß-N-乙酰半乳糖苷酶，ß-木糖苷酶	吲哚基-N-乙酰基-β-D-氨基葡萄糖，吲哚基-β-D-木糖苷	土霉素

显色培养基的优势：

• 更快的结果（与传统方法相比）
• 可靠的视觉检测（通常无需进一步测试）
• 可以直接从培养基进行其他测试

近年来，显色培养基的研究取得了很大进展。最初的研究集中于使用合成底物检测酶促微生物活性。此时使用硝基苯酚和硝基苯胺化合物，产生黄色。然而，硝基苯酚的颜色受pH变化的影响，使得难以在微生物学中可靠地使用。后来的发展包括使用萘酚或萘胺。如今，尽管有各种各样的现代显色底物可供使用，但大多数现代底物都基于吲哚基底物。这样，使用不同的发色团和代谢产物衍生物就可以在一种测定中检测出各种酶活性。吲哚基底物的颜色可以如下：蓝色（5-溴-4-氯-3-吲哚基-= X，3-吲哚基-= Y），洋红色（5-溴-6-氯-3-吲哚基-），鲑鱼（6-氯-3-吲哚基-），紫色（5-碘-3-吲哚基-）和绿色（N-甲基吲哚基-）。吲哚基和这些发色团的主要优点之一是它们保留在细胞中，从而可以表征单个细胞（不扩散到培养基中）。

在过去的一年里，关于酶和物种特异性的知识也有了进一步的进展。选择性试剂和各种生色底物开发方面的这些最新进展已导致可用于满足客户独特分析重点的各种显色培养基（表1和2）。

表 2根据检测到的生物体，我们的显色培养基产品系列（未列出生荧光培养基。）

生物体	培养基
蜡状芽孢杆菌	Sigma-Aldrich	92325	HiCrome™ 杆菌培养琼脂
白色念珠菌	Sigma-Aldrich	94382	白色念珠菌标识琼脂，已改良
Cl. 产气荚膜菌	Sigma-AldrichSigma-Aldrich	1239875605	CP ChromoSelect Agarm-CP琼脂
Cl. 产气荚膜菌	Sigma-AldrichSigma-AldrichSigma-Aldrich	707220914292435	HiCrome™大肠杆菌琼脂BHiCrome™ ECD琼脂与MUGTBX琼脂
大肠杆菌和大肠菌	Sigma-AldrichSigma-AldrichSigma-AldrichSigma-AldrichSigma-Aldrich	8193873009859275148939734	HiCrome™大肠菌琼脂HiCrome™ ECC琼脂HiCrome™ ECC选择性琼脂HiCrome™ 快速大肠菌肉汤膜乳糖葡萄糖醛酸琼脂
大肠杆菌 0157:H7	Sigma-AldrichSigma-AldrichSigma-AldrichSigma-Aldrich	39894725578033083339	HiCrome™ EC O157琼脂HiCrome™ EC O157：H7选择性琼脂，适用于EC O157：H7HiCrome™ Mac康基山梨糖醇琼脂的BaseHiCrome™浓缩肉汤基质
耐热大肠杆菌	Sigma-Aldrich	90924	HiCrome™ m-TEC 琼脂
阪崎肠杆菌（Cronobacter spp.）	Sigma-AldrichSigma-Aldrich	9232414703	HiCrome™ Cronobacter spp. AgarHiCrome™ Cronobacter spp. 琼脂，改良的
肠球菌	Sigma-AldrichSigma-Aldrich	5244151759	HiCrome™肠球菌肉汤HiCrome™快速肠球菌琼脂
屎肠球菌	Sigma-Aldrich	90919	HiCrome™ 肠球菌粪便琼脂基质
克雷伯氏菌	Sigma-Aldrich	90925	HiCrome™ 克雷伯氏菌选择性琼脂基质
• 李斯特菌	Sigma-AldrichSigma-Aldrich	5370777408	HiCrome™李斯特菌琼脂基质，改良型李斯特菌微分琼脂（基础）
变形杆菌，致病性革兰氏阳性生物	Sigma-Aldrich	16636	HiCrome™ UTI 琼脂，改良版
沙门氏菌	Sigma-AldrichSigma-AldrichSigma-AldrichSigma-AldrichSigma-Aldrich	8193873009859275148939734	HiCrome™ MM琼脂HiCrome™ RajHans培养基，改良型HiCrome™沙门氏菌琼脂HiCrome™沙门氏菌琼脂，改良的沙门氏菌产色琼脂
金黄色葡萄球菌	Sigma-AldrichSigma-Aldrich	0566268879	HiCrome™金黄色琼脂基质酚酞磷酸酯琼脂
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌	Sigma-Aldrich	90923	HiCrome™ MeReSa琼脂基
弧菌	Sigma-Aldrich	92323	HiCrome™ 弧菌琼脂
酵母和真菌	Sigma-Aldrich	66481	HiCrome™ OGYE 琼脂基

新型CP ChromoSelect琼脂

欧洲饮用水质量指令在参考方法中建议使用mCP琼脂回收产气荚膜梭菌。在本研究中，评估了三种培养基（mCP、TSCF 和 CP ChromoSelect 琼脂）在不同水样中产气荚膜梭菌的回收率。在使用膜过滤技术测试的 139 个水样品中，发现至少 131 种（94.2％）的分析样品在至少一种培养基上对产气荚膜梭菌呈阳性。

CP ChromoSelect琼脂（CCP琼脂）上的绿色菌落被算作产气荚膜梭菌的分离株。在CCP琼脂上的483个绿色菌落中，96.9％（465个菌落，吲哚阴性）被鉴定为产气荚膜梭菌，15个菌落（3.1％）为吲哚阳性，并被鉴定为C. sordelli、C. bifermentans或C. tetani。仅3株（0.6％）给出假阳性结果，并被鉴定为C. fallax、C. botulinum和C. tertium。数据方差分析显示，在本工作中使用的不同培养基之间获得的计数没有统计学上的显著差异。

mCP方法在常规筛选中工作非常繁重，并且细菌菌落不能用于进一步的生化测试。相反，CCP和TSC上的菌落易于计数和继代培养以进行确认测试。TSCF不仅检测产气荚膜梭菌，还检测所有减少亚硫酸盐的梭状芽胞杆菌；但是，在某些情况下，琼脂过度变黑会影响较低稀释度的计数。如果污染太高，TSCF不能始终如一地产生黑色菌落，结果，菌落的白色给出了假阴性结果。

从所有培养基中分离的典型和非典型菌落的鉴定已经证明，CCP琼脂是水样品中的产气荚膜梭菌回收的最特异性培养基。

图 2. HiCrome™ ECC琼脂（73009）

图 3. HiCrome™ 大肠菌琼脂（81938）

图 4. CP ChromoSelect琼脂（Cl.Perfringens显示为绿色菌落，12398）

材料

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