学校科学/革兰氏染色
革兰氏染色,或革兰氏方法,是一种经验方法,根据细菌细胞壁的化学和物理特性将细菌物种分为两个大类。
该方法以发明者丹麦科学家汉斯·克里斯蒂安·革兰氏的名字命名,他于 1884 年开发了这种技术来区分肺炎球菌和肺炎克雷伯菌。
当怀疑感染时,会对体液或活检进行革兰氏染色。它比培养产生结果更快,在感染会对患者的治疗和预后产生重大影响时尤其重要;例如脑脊液用于脑膜炎,滑液用于化脓性关节炎。
革兰氏阳性细菌具有厚厚的网状肽聚糖细胞壁,能够保留紫色染料/碘复合物。革兰氏阴性细菌具有薄的肽聚糖细胞壁。除了内膜,它们还具有外膜,外膜含有脂质,并通过周质空间与细胞壁隔开。
脱色混合物会导致革兰氏阳性细胞壁中多层肽聚糖脱水,从而减小分子之间的空间,导致细胞壁将结晶紫-碘复合物捕获在细胞内。但在革兰氏阴性细菌中,脱色混合物充当脂质溶剂,并溶解革兰氏阴性细胞壁的外膜。薄层的肽聚糖无法保留结晶紫-碘复合物,革兰氏阴性细胞被脱色。脱色步骤至关重要,需要一定的技巧,因为革兰氏阳性不是全有或全无的现象。
作为经验法则(有一些例外),革兰氏阴性细菌作为致病生物更危险,因为它们的外膜通常被荚膜或粘液层隐藏,这些荚膜或粘液层隐藏了细胞的抗原,从而充当“伪装” - 人体通过其抗原识别外来物质;如果它们被隐藏,人体就更难检测到入侵者。荚膜的存在通常会增加病原体的毒力。此外,革兰氏阴性细菌在其外膜中具有脂多糖。脂多糖是一种内毒素,会加剧炎症。这种炎症可能非常严重,甚至可能导致败血性休克。革兰氏阳性感染通常不太严重,因为人体不含肽聚糖,实际上,人体会产生一种叫做溶菌酶的酶,这种酶会攻击革兰氏阳性细菌的开放肽聚糖层。革兰氏阳性细菌也更容易受到 β-内酰胺类抗生素(如青霉素)的影响。
- 首先,使用接种环从培养物中取出一部分接种物,放在载玻片上,然后让其风干。如果培养物是固体,则通过在载玻片上添加一滴水或无菌盐水并与接种环混合来稀释它。这里重要的是取一小部分接种物,以便最终结果是细菌的稀疏单层。初学者在这一步中放太多接种物是一个常见的错误。
- 将标本通过火焰加热固定,将载玻片接种面朝上,通过本生灯火焰 1-2 次,不要让载玻片变得烫手。这样做可以防止细菌在以后被冲走,还可以杀死细菌。
- 使用碱性染料结晶紫或龙胆紫对载玻片进行染色。革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌都会吸收这种染料。让其染色 1 分钟。在肉眼观察下,载玻片应该呈现紫色,如果在此时用显微镜观察,革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌都是紫色的。也可以使用鲁戈氏液代替结晶紫。
- 用清水冲洗,最多 5 秒。
- 加入碘液(革兰氏碘液)(1% 碘,2% 碘化钾溶于水)1 分钟。它充当媒染剂,固定染料。
- 用清水冲洗。
- 多次使用 95% 乙醇或丙酮和酒精的混合物,直到样本不再出现颜色。这会洗掉所有未结合的碱性染料(通常是结晶紫),使革兰氏阳性生物呈紫色,革兰氏阴性生物呈未染色(无色)。
- 立即用清水冲洗,以防止过度脱色。
- 涂抹合适的复染剂。关于最佳选择意见不一,但合适的染料包括番红或品红。革兰氏阳性和革兰氏阴性生物都会吸收这种染料,但不会改变革兰氏阳性生物的颜色,因为它们已经是紫色的。然而,它会使革兰氏阴性生物呈粉红色。
- 轻轻吸干,使其干燥。不要涂抹。
在显微镜下检查载玻片
- 革兰氏阳性生物将呈蓝黑色或紫色。
- 革兰氏阴性生物将呈红色或粉红色。
无法通过这种染色技术可靠地区分的生物被称为革兰氏可变
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