这篇文章是写给那些想知道“我如何知道我的细菌培养‘完成’了？”我什么时候可以采集我的细胞？

细菌生长曲线概述

我们先来回顾一下细菌生长曲线的四个基本阶段：对数期、滞后期、静止期和死亡期(图1)。与此同时，细胞正在适应和调整他们的新环境。然后，培养物进入对数期，在此期间细胞迅速分裂，数量翻倍(大肠杆菌在对数期每20分钟翻一番)。当液体培养基中达到最大细胞密度时，细胞进入静止期。在这个阶段，细胞数量总体上没有增加。33，354个死细胞被新分裂的细胞取代，但活细胞总数保持不变。如果你研究的是产孢细菌，这可能是营养细胞产孢的阶段，或者是新孢子的形成。最后，死亡(或衰退)阶段是由许多因素引起的，包括营养或氧气的缺乏，细胞代谢引起的培养基pH值的变化，或有毒细胞废物的积累。

用OD600来确定你的文化处于什么阶段。

最简单的方法是测量OD600或600 nm的光密度，以测量培养基在其生长曲线上的距离。这个波长是专门为细菌OD测量选择的，因为与紫外线波长不同，600nm对培养物无害。这种波长通常不被黄色介质如TSB和LB吸收。通过监测OD600的生长速率，可以确定培养的滞后期、记录期和稳定期。

那么如何衡量呢？对于悬浮在液体中的简单细胞，您首先需要一个零或“空白”分光光度计，其中含有新鲜的、未接种的介质，减去介质对测量的任何吸收贡献。然后，从你的文化中取样，测量OD600。这种测量方法可以很容易地计算出培养瓶中每毫升培养细胞的总数。不错吧。尽管如此，还是有一些需要注意的

当你取培养基样本时，确保你混合好并立即测量，因为细胞可能在一分钟左右开始沉淀，这将导致结果不准确。

如果细菌在溶液中形成生物膜或聚集体，将严重影响测量的准确度和精密度。在这种情况下，您可能需要超声或进一步处理培养物来分解这些“簇”。查阅文献，了解您正在使用的菌株，以避免或消除这个问题。

最重要的是，1的OD值不准确！如此高的OD读数超出了大多数分光光度计的动态范围，这意味着这些读数不会随着细胞浓度的增加而线性增加。如果你得到的OD值大于1，稀释你的样品2倍或更多，直到它达到OD600 1。

如果经常在烧瓶中培养细菌，训练自己用眼睛估计OD值是有帮助的。这样，当烧瓶明显超出您要寻找的OD范围时，跳过OD600检测可以节省宝贵的时间。查看本文了解更多信息，并考虑使用酶标仪来提高OD测量的通量。

监测生长和代谢的其他方法

虽然使用培养物的OD600来监测生长是一种可靠的方法，但还有其他几种方法来评估细菌培养物的生长和代谢。您可能会发现，这些因素中的一些也与您的特定应用更相关或更有用！

通过收集培养物的样本并在显微镜下检查，你可以开始了解培养物中活细胞的大致浓度。额外好处：你可以对比细胞的图片，看看是否有不同形态的批次，或者一次产孢培养了多少营养细胞。

溶解氧和二氧化碳。想想啤酒(由酵母制成)、康普茶(由酵母和各种细菌制成)和其他由微生物发酵的饮料。在这些例子中，随着发酵的进行，氧气(O2)被消耗并且二氧化碳(CO2)被形成。同样的过程发生在需氧细菌培养中！溶解O2和CO2探针通常用于生物反应器中。如果你想要一个微创的选择，光学传感器(和贴片)存在，使用LED荧光监测溶解2瓶从外面！

大多数细菌会随着时间的推移降低培养基的pH值，包括大肠杆菌。对于一些物种来说，酸的产生实际上会限制培养物的最大生长和生存能力。像氧传感器一样，有一种方法可以连续监测烧瓶中的pH值。

糖的分析。使用某些仪器，可以快速可靠地确定生长培养基中的残余糖。例如，如果你的培养基中的主要碳源是葡萄糖，那么在细菌生长中期获得葡萄糖测量数据可以让你知道培养基在生长曲线中的位置。

那么你应该在什么时候收获一种文化呢？

简而言之，这完全取决于文化的最终目标是什么。例如，我培养并诱导大肠杆菌大量过量表达非天然蛋白，然后从培养物中纯化出来。我经常发现，我从培养物中获得的蛋白质的质量和数量取决于我收获的相细胞。然而，在其他情况下，目标只是获得尽可能多的细胞。

一旦知道了需要采集细胞的具体生长阶段，一定要做一些测试(包括测量)，确保你对细菌生长时间的评估是正确的。这将使你强烈地感觉到你的文化需要多长时间来准备收获，并提供历史数据来比较增长曲线。总是从较小的“种子”培养开始，以获得可靠且持续生长的烧瓶。最后，如果你不愿意降低污染的风险，你可以测试你的细胞培养技术几次。

从相对简单的OD测量到代谢物分析，有许多方法可以监控实验室中的细菌生长。由于生长阶段对培养的影响很大，知道如何准确测量这个参数是任何细菌实验室的关键技术！