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在微生物发酵过程中,OD值(光密度值,通常使用600 nm波长,称为OD600)与活菌数量之间有一定的对应关系,通常OD值反映的是发酵液中微生物细胞的总体数量(包括活菌和死菌)。但是,OD值与活菌数量的对应关系并不是直接线性的,而是依赖于具体的微生物种类、培养条件等。

一般的对应关系:

  1. OD值反映总体细胞浓度:OD值测量的是光的散射程度,表示培养液中细胞的总体浓度(细胞密度),但无法区分活菌和死菌。因此,OD值越高,微生物细胞总数通常越多。

  2. 活菌数量与OD值的关联

    • 在微生物快速生长期,活菌数量占总体细胞数量的较大比例,此时OD值和活菌数量之间可以近似为线性关系,即OD值增大,活菌数量也会增加。

    • 但在衰亡期,死菌比例增加,OD值依然可能较高,而活菌数量却显著下降。因此,在这种情况下,OD值和活菌数量的对应关系就不再明显。


一、OD600=1时,几种常见微生物的活菌浓度

OD600值达到1时,微生物活菌数量的估算取决于具体的微生物类型和实验条件。一般来说,不同微生物的活菌数量在OD600=1时会有所不同。以下是一些常见微生物的参考值:

1. 大肠杆菌(E. coli):

对于大肠杆菌,OD600=1 通常对应 8×10^8 CFU/mL(CFU:菌落形成单位,表示活菌数)。

2. 酵母(Saccharomyces cerevisiae):

酵母细胞较大,OD600=1时的活菌数量一般在 1×10^7 - 1×10^8 CFU/mL 之间。

3. 乳酸菌(Lactobacillus spp.):

乳酸菌等其他细菌的活菌数量与大肠杆菌接近,OD600=1时约为 10^8 CFU/mL


二、OD600-微生物活菌数量关系图(举例)

这是一个展示施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)的OD600与活菌数量(CFU/mL)关系的图。图中的OD600值从0到3,活菌数量从10^6到10^9 CFU/mL,随着OD值的增加,活菌数量逐渐上升。在OD600为1时,大约对应10^8 CFU/mL。



三、常见微生物的尺寸:

一般而言,微生物细胞越大,同等OD下,CFU越小。以下是主要微生物的尺寸信息:

微生物的形态和尺寸差异很大,根据不同的分类(如细菌、真菌、酵母、原生生物等),它们的大小和形态各具特色。以下是一些常见微生物的形态和尺寸:

1. 细菌(Bacteria)

细菌种类繁多,形态和尺寸差异较大,通常以杆状、球状或螺旋状为主。

  • 球菌(Cocci):球形或椭圆形,单个或成对、链状、簇状出现。

    • 尺寸:0.5 - 1.0 微米(µm)。

    • 例子:金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),链球菌(Streptococcus)。

  • 杆菌(Bacilli):长条或杆状细胞,单独、成对或链状排列。

    • 尺寸:0.5 - 1.0 µm 宽,1.0 - 5.0 µm 长。

    • 例子:大肠杆菌(Escherichia coli),枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。

  • 螺旋菌(Spirilla):螺旋形或波状,形态比较灵活。

    • 尺寸:1.0 - 1.5 µm 宽,5.0 - 20.0 µm 长。

    • 例子:霍乱弧菌(Vibrio cholerae),梅毒螺旋体(Treponema pallidum)。

2. 酵母菌(Yeasts)

酵母是单细胞真菌,通常呈椭圆形或卵圆形。

  • 形态:通常是椭圆或球形,可以通过出芽方式繁殖。

  • 尺寸:3 - 10 µm。

  • 例子:酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、白色念珠菌(Candida albicans)。

3. 真菌(Fungi)

真菌包括酵母和霉菌,其中霉菌为多细胞真菌,通常以丝状结构出现。

  • 形态:呈丝状(菌丝体)、孢子或其他形态。

  • 尺寸

    • 菌丝体的直径通常在 2 - 10 µm。

    • 孢子大小从 1 - 10 µm 不等。

  • 例子:青霉菌(Penicillium),黑曲霉(Aspergillus niger)。

4. 放线菌(Actinomycetes)

放线菌是介于细菌与真菌之间的一类微生物,具有菌丝状的结构。

  • 形态:类似于真菌的分支状菌丝。

  • 尺寸:菌丝直径约为 0.5 - 2.0 µm,长度可达数十微米。

  • 例子:链霉菌(Streptomyces)。

5. 原生动物(Protozoa)

原生动物是单细胞真核生物,形态各异。

  • 形态:包括变形虫状、纤毛虫、鞭毛虫等。

  • 尺寸:通常在 10 - 50 µm,但有的原生动物可达 1 mm。

  • 例子:草履虫(Paramecium),疟原虫(Plasmodium)。

6. 藻类(Algae)

藻类是能进行光合作用的单细胞或多细胞生物,部分属于微生物范畴。

  • 形态:有鞭毛、球形或丝状。

  • 尺寸:单细胞藻类通常为 1 - 50 µm,某些种类的多细胞藻类可更大。

  • 例子:小球藻(Chlorella),衣藻(Chlamydomonas)。

7. 病毒(Viruses)

病毒非常微小,且无法独立生存。

  • 形态:多为二十面体、螺旋或球形。

  • 尺寸:通常为 20 - 300 纳米(nm),但部分巨型病毒可达 500 nm 或更大。

  • 例子:流感病毒(Influenza virus),HIV病毒(HIV)。

总结表:

微生物类型

常见形态

尺寸范围

例子

细菌(球菌)

球形

0.5 - 1.0 µm

金黄色葡萄球菌

细菌(杆菌)

杆状

0.5 - 1.0 µm 宽,1.0 - 5.0 µm 长

大肠杆菌

细菌(螺旋菌)

螺旋形

1.0 - 1.5 µm 宽,5.0 - 20.0 µm 长

霍乱弧菌

酵母菌

椭圆形、球形

3 - 10 µm

酿酒酵母

真菌(霉菌)

丝状、孢子状

菌丝直径 2 - 10 µm,孢子 1 - 10 µm

青霉菌

放线菌

菌丝状

0.5 - 2.0 µm

链霉菌

原生动物

多样形态

10 - 50 µm

草履虫

藻类

鞭毛、球形、丝状

1 - 50 µm

小球藻

病毒

球形、螺旋状

20 - 300 nm

流感病毒

这些数据为一般情况,实际尺寸和形态会根据微生物种类及其生长条件有所不同。

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