一、 核心原理:
革兰氏染色并非简单地给细菌“上色”,其背后是基于细菌细胞壁结构根本性差异的精密化学原理。
关键在于“细胞壁”:
革兰氏阳性菌(G⁺): 拥有一层厚实(20-80 nm)且致密的肽聚糖层(占细胞壁干重的50%-90%),如同一堵坚固的砖墙。这层肽聚糖网结构中还穿插着大量的磷壁酸。这种结构非常致密。
革兰氏阴性菌(G⁻): 细胞壁结构复杂且薄。它只有一层很薄的肽聚糖层(2-3 nm),但在这层之外,还有一层至关重要的外膜。外膜由脂蛋白、脂质双层和脂多糖(LPS) 组成。
染色过程的化学博弈:
初染(结晶紫): 所有细菌都被染成紫色,此时看不出区别。
媒染(碘液): 碘与结晶紫结合,在菌体内形成不溶于水的结晶紫-碘复合物(CV-I Complex)。G⁺菌的厚肽聚糖网眼恰好能将这个大分子复合物“锁”在里面。
脱色(酒精或丙酮酒精): 这是最关键、最需要技巧的一步。
对于G⁺菌:厚厚的肽聚糖层在脱色剂作用下会脱水、收缩,网眼变得更小,从而将CV-I复合物牢牢锁死在内,紫色无法被洗脱。
对于G⁻菌:脱色剂会溶解其外膜中的脂质成分,并破坏薄薄的肽聚糖层,形成孔洞。CV-I复合物很容易就从这些孔洞中被抽提出来,紫色褪去,菌体变得无色。
复染(沙黄或番红): 作为一种对比色,将已经被脱色的G⁻菌染成红色或粉色。而G⁺菌由于依然保留着浓郁的紫色,不会被红色覆盖。
一句话总结原理:G⁺菌因细胞壁厚而致密,能保留初染剂的颜色;G⁻菌因细胞壁有外膜且肽聚糖薄,易被脱色从而染上复染剂的颜色。
二、 标准操作步骤(实操指南)
成功的染色依赖于严谨的操作。以下是经典的四步法:
1、涂片制备:
取菌:用接种环无菌取菌落(或液体培养基)少许。
涂片:在载玻片上用生理盐水乳化,涂成薄而均匀的菌膜。
固定:涂片自然风干后,快速通过酒精灯火焰2-3次(以玻片不烫手背为宜)进行热固定,目的是杀死细菌并使其牢固附着在玻片上。
2、初染(结晶紫):
滴加结晶紫染液,覆盖菌膜,染色1分钟。
用细缓水流轻轻冲洗掉染液。
3、媒染(卢戈氏碘液):
滴加碘液覆盖菌膜,染色1分钟。
用水轻轻冲洗。
4、脱色(95%酒精或丙酮酒精混合液):
将脱色剂滴在玻片上,并轻轻晃动,直至流下的液体无明显紫色(此过程通常仅需数秒至20秒,是技术关键!)。
立即用水轻轻冲洗,终止脱色。
5、复染(沙黄或番红):
滴加复染液,染色30秒至1分钟。
用水轻轻冲洗。
6、镜检:
用吸水纸轻轻吸干水分(勿擦拭),或自然风干。
在油镜下(1000倍)观察。
流程概览:涂片 → 固定 → 结晶紫(1min)→ 水洗 → 碘液(1min)→ 水洗 → 酒精(关键!)→ 水洗 → 沙黄(30s-1min)→ 水洗 → 吸干 → 镜检
三、 常见误区与注意事项(避坑指南)
许多初学者结果不理想,往往源于以下误区:
1、涂片太厚: 菌层过厚会导致脱色不完全,G⁻菌核心的紫色未被洗脱,可能被误判为G⁺菌。务必制成薄而均匀的菌膜。
2、脱色过度或不足:
过度脱色: 酒精作用时间太长,连G⁺菌的CV-I复合物也被洗脱,导致G⁺菌被染成红色,误判为G⁻菌。这是最常见的错误。
脱色不足: 酒精作用时间太短,G⁻菌的紫色未被洗掉,复染不上色,所有菌都是紫色,无法区分。
3、忘记碘液: 没有形成CV-I大分子复合物,染料极易被洗脱,导致全部菌染成红色。
4、水洗过猛: 强烈的水流冲击会冲掉菌膜,导致制片失败。
5、菌龄不当: 使用过于衰老的培养物(如培养超过48小时)时,部分G⁺菌的细胞壁可能受损、解体,失去保留结晶紫的能力,出现“革兰氏可变性”或假阴性反应。最好使用培养18-24小时的新鲜菌种。
6、玻片不洁: 玻片上的污渍会影响观察和判断。
四、 结果判读:
在油镜下,您需要观察颜色、形状、排列和比例。
特征 | 革兰氏阳性菌(G⁺) | 革兰氏阴性菌(G⁻) |
---|---|---|
颜色 | 紫色 或蓝紫色 |
红色 或粉色 |
常见形态 | 球菌、杆菌 |
球菌、杆菌、弧菌等 |
典型代表 | 球菌: 金黄色葡萄球菌、链球菌 杆菌: 枯草芽孢杆菌、李斯特菌、梭菌 |
球菌: 脑膜炎奈瑟菌 杆菌: 大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌 |
判读技巧与特殊情况:
寻找典型视野: 不要只盯着一个地方,应多移动视野,寻找细菌分散、单个、染色清晰的区域进行判读。
“阴阳分明”: 在一个视野中,G⁺菌和G⁻菌的颜色对比应该非常鲜明。如果所有菌都呈现一种不蓝不红的模糊颜色,通常是脱色步骤出了问题。
注意假象:
杂质: 染料沉淀或其他杂质可能被误认为细菌,但其形状不规则,边缘不清。
革兰氏可变菌: 如某些芽孢杆菌、奴卡菌等,其染色性不稳定,可能在同一涂片上出现紫色和红色的混合。
中性粒细胞: 在临床标本(如痰、脓液)中,中性粒细胞的细胞核会被染成红色,胞质浅淡,不要与细菌混淆。
五、 临床与科研意义:为何历久弥新?
快速初步诊断: 在数分钟内,医生就能根据染色结果初步判断是G⁺菌还是G⁻菌感染,从而指导经验性用药(例如,首选针对G⁺菌的万古霉素或针对G⁻菌的头孢三代)。
评估标本质量: 在痰液标本中,通过观察鳞状上皮细胞和白细胞的数量,可以判断标本是否来自下呼吸道,还是被唾液污染。
纯培养物鉴定: 在细菌鉴定流程中,革兰氏染色是第一步,决定了后续生化试验的选择方向。
科研基础: 是研究细菌形态、结构、分类和抗菌药物作用机制的基础手段。
总结
革兰氏染色是一项将微观结构与宏观颜色联系起来的精巧实验。掌握它,不仅在于记住步骤,更在于理解其原理,并在无数次实践中磨练出对“脱色”火候的精准把握。它就像一把钥匙,为我们打开了通往细菌世界的第一扇大门。无论您是医学检验者、微生物学者还是学生,精通革兰氏染色,都将为您的专业之路打下最坚实的基石。
食品微生物检测
展源
何发
2025-07-24
2025-07-15
2025-07-30
2025-08-01
2025-07-02
2025-07-22
2025-07-22
谈及2024年安捷伦大中华区的业绩表现,杨挺表示,尽管在2023年和2024年全球经济增速放缓,安捷伦中国的业绩仍稳步增长,尤其在制药、食品、环境等行业展现出强劲的市场需求。未来,随着中国科技创新和绿色发展政策的持续推进,安捷伦将继续深化在中国的布局,进一步推动本土化创新。 总结 2024年安捷伦媒体沟通会不仅展示了安捷伦在液相色谱领域的创新成果,也体现了公司在中国市场的深耕与战略部署。
作者:张明
评论
加载更多