一 原理说明
1. 标配多波长硬件基础
Bioscreen‑C‑Pro原厂滤光轮标配8个光学通道,常规包含405 nm、420 nm、450 nm、492 nm、540 nm、580 nm、600 nm单色滤光片以及420‑580 nm宽波段浊度通道,可单次实验同步开启多个波长采集信号,氙灯光源输出连续光谱,依靠旋转滤光轮切换不同检测通道。
有色培养基当中天然色素、pH指示剂、植物提取物只会选择性吸收特定波段光线;微生物菌体颗粒能够广谱散射可见光。单一600nm读数无法区分吸光度来源于菌体还是基质色素;借助多波长对比读数、宽波段通道、空白基线校正便可以抵消基质颜色带来的干扰。
2. 干扰区分逻辑
色素造成的吸光峰值只会固定在个别波长;菌体散射信号在全部可见光波段都会出现衰减。对比多条波长动力学曲线,剔除只由色素变化引起的信号浮动,依靠宽波段总透光量获取真实菌体浊度。
二 实验前期准备
1. 光路检查
关闭主机电源等待氙灯冷却,取出样品托盘,使用无尘擦拭纸清洁底部光源窗口、上部检测器玻璃,清除飞溅培养基、水汽薄膜、灰尘污渍;清洁结束通电预热30分钟,保证光源输出稳定。
检查滤光轮运转顺畅,确认所需单色滤片、宽波段WB通道可以正常切换。
2. 样品和空白对照组配置
按照实验配方配制有色培养基,实验组接入活化后的菌种;设置两类空白对照,一类为静态空白孔,装入未接种的同款有色培养基;另一设置基质梯度对照孔,用来追踪培养全程色素自身的吸光度变化。
超净工作台内完成加样,每孔添加200‑250 μL培养液,外圈微孔设置蒸发缓冲孔,全部微孔液面高度保持一致。
3. 蜂窝板安放
将蜂窝板卡入托盘卡扣,保证板材底部和加热托盘充分贴合,关闭孵育舱舱门。
三 软件多波长抗干扰完整参数设置
1. 基础孵育与振荡参数设置
设置微生物适宜的培养温度,腔体提前空载预热40 min。
开启读数前自动振荡,每次光学扫描之前振荡60‑120 s,振荡结束静置25‑30 s消散微孔内部气泡之后启动读取。菌体沉降会带来读数偏差,稳定的悬浮状态能够降低多波长信号噪声。
2. 检测通道勾选设置
进入波长编辑页面,同时勾选目标单色波长以及宽波段浊度通道;常规配置勾选600 nm、540 nm、450 nm、WB宽波段通道,多通道同步采集OD数据。
当培养基偏向黄色优先增加420nm通道,红色基质增加580nm通道,用来定位色素吸收峰。
3. 基线扣除模式设置
软件开启实时空白孔校正,每一轮扫描结束自动减去同批次空白培养基各个波长对应的吸光度数值。
静态空白只能够扣除初始底色,所以需要定时对比空白孔多条波长曲线,如果空白组OD随时间上升,则代表培养基色素发生氧化、pH变色,后续数据处理依靠多波长差值法剔除色素信号。
4. 扫描周期设定
普通细菌设置15‑30 min扫描一次;生长速度缓慢的霉菌、藻类设置60 min采集一回全部波长信号;保存整套程序参数。
5. 特殊模式参数
色素干扰严重的培养基优先把宽波段通道当作菌体浊度判定标准;单色波长只用来监测色素、代谢有色产物动态变化,不要依靠单一单色通道判断微生物生物量。
四 运行阶段管控
整个培养周期不要随意开启孵育舱舱门,开门会扰动腔体温度、湿度,造成微孔水分蒸发,改变培养液色素浓度。
定期查看多波长生长曲线,当短波长OD上涨、宽波段浊度数值没有明显浮动,就代表信号波动来自培养基色素变化,并不是菌体增殖。
如果开展厌氧培养,启动气体模块置换腔体空气,通气结束等待舱内温度稳定之后再进行多波长扫描。
五 后期数据处理,消除基质干扰操作步骤
1. 对比各个波长空白对照组的吸光度变化,标记出色素专属吸收波段。
2. 舍弃色素吸收峰值波长的OD数值,以宽波段通道浊度作为微生物生长指标。
3. 利用双通道差值校正,例如色素主要吸收450 nm,便可采用 WB‑A450的计算方式抵消有色基质干扰。
4. 同一批次实验组、对照组统一使用同样波长配置,不可随意更换检测通道。
六 实操注意事项
所有实验组振荡时长、静置时间、温度、扫描间隔参数保持一致;做多板对照实验定期调换两块蜂窝板摆放位置,补偿腔体温度、光照不均带来的系统误差。
微孔当中微小气泡可以散射光线,加样之后静置除去气泡再密封封板,防止气泡干扰多通道OD读数。
撰写论文时在方法部分写明启用的波长组合、宽波段通道、空白校正方式、振荡时序,方便其他研究者复现实验。
