大肠杆菌杀灭(抑制)试验方法与评价
本研究依据微生物学标准方法,设计严谨试验评估样品对大肠杆菌(Escherichia coli)的杀灭或抑制效果。
一、 试验原理
利用大肠杆菌(标准菌株ATCC 25922或等效菌株)作为指示微生物,通过定量或定性方法测定待测样品处理后残留菌落数量或抑制区域大小,评价其抗菌效能。
二、 材料与设备
- 试验菌株: 大肠杆菌ATCC 25922(经复苏、传代、确认生化特性)。
- 培养基:
- 营养琼脂培养基(NA)
- 营养肉汤培养基(NB)
- (必要时)中和剂培养基
- 试剂: 无菌生理盐水(0.85% NaCl)、标准中和剂(如卵磷脂-吐温80等,需验证)。
- 仪器: 恒温培养箱(36±1℃)、生物安全柜(Ⅱ级)、高压灭菌器、振荡器、移液器、培养皿、锥形瓶、比浊仪或菌落计数器。
- 待测样品: 按预定浓度或使用方式配制。
三、 试验方法
A. 定量杀灭试验(悬液法 - 适用液体样品)
- 菌悬液制备:
- 挑取大肠杆菌单菌落接种于NB,36±1℃振荡培养18-24小时。
- 取培养液离心,无菌生理盐水洗涤2次,重悬调整浓度至1×10⁸ ~ 5×10⁸ CFU/mL(0.5麦氏单位)。
- 中和剂验证: 预先确认所选中和剂能有效阻断样品残余活性且对微生物无毒。
- 试验分组:
- 试验组: 9 mL样品 + 1 mL菌悬液 → 混匀 → 作用至预定时间(T₁, T₂...Tn)。
- 阳性对照组: 9 mL生理盐水 + 1 mL菌悬液 → 混匀 → 作用至预定时间。
- 阴性对照组: 9 mL生理盐水 + 1 mL无菌生理盐水 → 混匀。
- 样品对照: 9 mL样品 + 1 mL无菌生理盐水 → 混匀 → 作用至预定时间。
- 中和剂对照组: 9 mL中和剂 + 1 mL菌悬液 → 混匀 → 作用至预定时间。
- 中和与培养:
- 作用时间结束后,立即取1 mL混合液加入9 mL含中和剂的培养基中(或按已验证方法中和)。
- 充分混匀,静置10分钟。
- 进行10倍系列稀释(通常至10⁻⁴)。
- 取适宜稀释度液体1 mL或0.1 mL,倾注营养琼脂平板(每个稀释度至少2皿)。
- 36±1℃培养48小时。
- 菌落计数: 计数平板菌落数(30~300 CFU/皿),计算每毫升原混合液中活菌浓度(CFU/mL)。
B. 定性抑制试验(琼脂扩散法 - 适用可扩散物质)
- 菌悬液制备: 同A.1,调整浓度至1×10⁶ ~ 1×10⁷ CFU/mL。
- 含菌平板制备:
- 取15-20 mL已灭菌冷却至约45℃的营养琼脂,加入1 mL菌悬液,混匀。
- 倾注无菌平皿,待凝。
- 样品施加:
- 滤纸片法: 将无菌圆形滤纸片(直径约6 mm)浸润样品溶液,沥干后贴于含菌平板表面。
- 打孔法: 用无菌打孔器在含菌平板上打孔(直径约6 mm),去除孔内琼脂,加入定量样品溶液。
- 样品块法: 将待测固体样品制成规定尺寸(如4mm×4mm)方块,直接贴于平板。
- 培养与测量: 平板正置于36±1℃培养箱中孵育18-24小时。测量样品周围形成的清晰抑菌圈直径(mm),精确至0.1 mm。
四、 结果计算与评价
A. 定量杀灭试验
- 计算各组活菌浓度: 阳性对照组活菌浓度记为N₀ (CFU/mL),试验组各时间点活菌浓度记为Nₜ (CFU/mL)。
- 计算杀灭率:
- 杀灭率 (%) =
[(N₀ - Nₜ) / N₀] × 100%
- 或计算杀灭对数值:
Log减少值 = lg N₀ - lg Nₜ
- 杀灭率 (%) =
- 评价标准:
- 通常认为杀灭率 ≥ 99.9%(或Log减少值 ≥ 3.0)具有显著的杀菌效果。
- 具体评价标准需根据试验目的(如消毒、防腐)参照相应行业规范。
- 对照组要求:
- 阳性对照组应显示正常生长。
- 样品对照组、阴性对照组、中和剂对照组应无菌生长或生长可接受(无明显抑制或促进)。
B. 定性抑制试验
- 直接测量抑菌圈直径(包括滤纸片/孔/样品块直径)。
- 抑菌圈直径越大,通常表示抑菌能力越强。
- 结果需与溶剂或空白对照比较。
五、 试验报告
报告应清晰包含:
- 样品信息(编号、性状、浓度/使用方法)。
- 试验菌株名称及编号。
- 试验方法详细描述(定量/定性)。
- 作用时间点。
- 所用中和剂及其验证结果。
- 所有对照组结果。
- 定量试验:各时间点活菌浓度、杀灭率或Log减少值。
- 定性试验:抑菌圈直径测量值(平均值)。
- 试验日期、环境条件(温湿度)。
- 操作人员。
- (可选)代表性照片。
六、 关键注意事项
- 无菌操作: 全程严格无菌操作,防止污染。
- 菌种活性: 使用处于对数生长期的新鲜培养物。
- 中和剂有效性: 必须预先验证所选中和剂能有效终止样品作用且不影响微生物生长。
- 样品代表性: 确保样品处理(如溶解、稀释)不影响其活性。
- 接触均匀性: 确保菌悬液与样品充分均匀混合。
- 作用时间控制: 严格遵守设定的作用时间,及时中和。
- 培养条件: 确保恒温培养,避免温度波动。
- 重复试验: 每个试验组需设置平行样(通常≥3次),结果取平均值。
- 生物安全: 在大肠杆菌属生物安全等级规定(通常BSL-1或BSL-2)的实验室进行,遵守废弃物处理规定。
结论: 本方案提供了评估样品对大肠杆菌杀灭或抑制效果的标准框架。试验设计遵循科学性和可重复性原则,结果可量化表征样品的抗菌效能。实际应用中需根据具体样品特性及评价目标对方法细节进行适当调整和验证。
注: 本方案为通用描述,具体试验参数(如作用时间、判定标准)应根据实际应用场景(如消毒效果评价、防腐效能测试、材料抗菌性评估)参照相应的国家、行业标准或研究目的进行设定。