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衛(wèi)生檢驗(yàn)專業(yè)是個(gè)涉及多學(xué)科知識(shí)的專業(yè),主要包括理化檢驗(yàn)和生物相關(guān)檢驗(yàn)兩大方面的內(nèi)容。衛(wèi)生檢驗(yàn)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)要求培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科的實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)學(xué)生開展科學(xué)研究的思維和能力,同時(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的重要補(bǔ)充。因此,綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容需要滿足這些要求,尋找合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容具有重要意義。一般的微生物不能利用瓊膠,因此瓊膠在微生物實(shí)驗(yàn)中用作培養(yǎng)基載體,但是有些細(xì)菌通過產(chǎn)生瓊膠酶去利用降解瓊膠,這些細(xì)菌菌落在瓊膠固體培養(yǎng)基上形成透明降解圈,不需要碘液即可觀察,非常簡(jiǎn)便和有趣。瓊膠降解菌的相關(guān)研究(篩選、鑒定和酶活測(cè)定等)涉及多個(gè)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)技能,包括微生物學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等,有利于提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)技能,具有適合于開展綜合實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。本文根據(jù)本科生特點(diǎn)和知識(shí)水平,對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了探討。
1.瓊膠降解菌的篩選
1.1樣品采集瓊膠降解菌在自然界中分布廣泛,除了海洋環(huán)境以外,土壤、河底沉積物[5]以及河水等環(huán)境中均可篩選得到瓊膠降解菌。因此,結(jié)合校園環(huán)境特點(diǎn)和就近原則,可選擇采集校園內(nèi)或周邊環(huán)境中的土壤、湖底/河底沉積物以及河水和湖水等樣品用作瓊膠降解菌的篩選。臨近海洋的校園,也可選擇采集海洋中的海藻、海水和海底沉積物等樣品。可采樣樣品的多樣性使得可以實(shí)行分組采樣,不同組采集不同的樣品。采樣前向?qū)W生強(qiáng)調(diào)對(duì)采樣相關(guān)容器和工具的滅菌處理,以確保菌株來源的準(zhǔn)確性。
1.2菌株篩選瓊膠降解菌的培養(yǎng)基會(huì)隨著樣品不同而不同。對(duì)于陸地環(huán)境樣品,一般采用普通營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基或者LB培養(yǎng)基,對(duì)于海洋環(huán)境樣品,一般采用2216E培養(yǎng)基。這一點(diǎn)內(nèi)容向?qū)W生灌輸了菌株篩選應(yīng)根據(jù)樣品而選擇相應(yīng)的培養(yǎng)基的思想。一般采取稀釋平板涂布法進(jìn)行瓊膠降解菌的菌株篩選,因此需要采用相應(yīng)的瓊膠固體培養(yǎng)基,這里的瓊膠不僅是因?yàn)橛糜谥谱鞴腆w培養(yǎng)基,同時(shí)也成為瓊膠降解菌的底物。瓊膠降解菌因可以產(chǎn)生瓊膠酶去降解瓊膠,會(huì)在瓊膠固體培養(yǎng)基上菌落周圍形成透明降解圈,降解圈大小代表著降解瓊膠的能力,肉眼可見,容易觀察,如果往瓊膠培養(yǎng)基中傾倒盧戈氏碘液,透明降解圈會(huì)更加明顯易見。容易觀察的瓊膠降解圈因此非常適合于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
1.3菌株的純化挑選產(chǎn)生透明瓊膠圈的菌落進(jìn)行純化,加強(qiáng)學(xué)生在固體平板劃線分離純化菌株的技能訓(xùn)練,作出較美觀的劃線。
2.瓊膠降解菌的鑒定
2.1菌株形態(tài)和細(xì)菌染色首先觀察菌落形態(tài)和顏色,再用光學(xué)顯微鏡觀察菌體形態(tài),最后進(jìn)行革蘭氏染色試驗(yàn),加強(qiáng)學(xué)生的顯微觀察技能的訓(xùn)練。
2.2生理生化鑒定選取常見的生理生化指標(biāo)進(jìn)行初步的鑒定,比如氧化酶、過氧化氫酶、糖類分解試驗(yàn)、溶血性檢查、凝固酶試驗(yàn)和抗生素抗性。條件允許情況下,可讓學(xué)生使用藥敏試驗(yàn)的自動(dòng)鑒定系統(tǒng)。
2.3分子生物學(xué)鑒定總DNA提取:讓學(xué)生嘗試兩種總DNA提取方法,一種是傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑DNA提取法,一種是DNA提取試劑盒法。讓學(xué)生了解DNA提取試劑盒法的原理,比較兩種提取方法的優(yōu)缺點(diǎn)。用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)提取的DNA的質(zhì)量。16SrRNA基因的PCR擴(kuò)增:雖然實(shí)驗(yàn)使用的16SrRNA基因的引物是直接購買回來的通用引物(27F和1492R),但仍然有必要向?qū)W生講解引物設(shè)計(jì)的原理和16SrRNA基因通用引物的設(shè)計(jì)根據(jù)。這部分內(nèi)容使學(xué)生掌握PCR擴(kuò)增技術(shù)、PCR產(chǎn)物的檢測(cè)分析以及回收純化技術(shù)。PCR產(chǎn)物測(cè)序及分析:將擴(kuò)增得到的PCR產(chǎn)物與T載體連接,轉(zhuǎn)化大腸桿菌,最終進(jìn)行DNA測(cè)序。將測(cè)得的16SrRNA基因序列提交EzTaxon數(shù)據(jù)庫與現(xiàn)有細(xì)菌的標(biāo)準(zhǔn)菌株的相關(guān)序列進(jìn)行比對(duì),或者在Genbank數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)。根據(jù)比對(duì)結(jié)果以及菌株形態(tài)和生理生化鑒定結(jié)果確定菌株的分類歸屬。如果所獲得基因序列與數(shù)據(jù)庫序列存在差異,即可讓學(xué)生將所測(cè)基因序列提交至Genbank,將會(huì)大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.菌株的產(chǎn)酶檢測(cè)
將瓊膠降解菌培養(yǎng)在含有一定量瓊膠的液體培養(yǎng)基中,誘導(dǎo)菌株產(chǎn)生瓊膠酶至培養(yǎng)基中,通過用DNS測(cè)還原糖法測(cè)定培養(yǎng)液中的瓊膠酶活性,計(jì)算每毫升培養(yǎng)液所含的酶活單位,讓學(xué)生比較各自所篩選得到的菌株的產(chǎn)酶能力,既能加強(qiáng)學(xué)生的生物化學(xué)技能訓(xùn)練,又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。結(jié)論瓊膠降解菌的相關(guān)研究(篩選、鑒定和酶活測(cè)定等)涉及多個(gè)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)技能,包括微生物學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等,有利于提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)技能,且實(shí)驗(yàn)條件較易滿足,實(shí)驗(yàn)趣味性較好,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,具有適合于衛(wèi)生檢驗(yàn)專業(yè)開展綜合實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。
作者:林伯坤 喻玉立 邵軍麗 郭蓮仙 戴娟秀 黃明元 單位:廣東醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院