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:
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。
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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