工業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)則與安全
一、工業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵��?br />1. 工業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />工業(yè)微生物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科，必須在掌握廣泛理論基礎(chǔ)知識的同時(shí)，掌握好扎實(shí)嫻熟的操作技能，這樣才能真正掌握好這門學(xué)科。因此，在理工科學(xué)校開設(shè)工業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，可以訓(xùn)練學(xué)生掌握微生物學(xué)基本的操作技能，同時(shí)也讓學(xué)生初步接觸學(xué)科先進(jìn)的技術(shù)和方法，使學(xué)生在有限的時(shí)間里系統(tǒng)扎實(shí)地掌握微生物學(xué)獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)，并將實(shí)驗(yàn)技能與實(shí)際應(yīng)用密切聯(lián)系起來，以更好地服務(wù)于相關(guān)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)境及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。通過實(shí)驗(yàn)課，培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、分析問題和解決問題的綜合能力；樹立嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，以及敢于創(chuàng)新的開拓精神；培養(yǎng)勤儉節(jié)約、愛護(hù)公物、相互協(xié)作的優(yōu)良作風(fēng)。
2. 工業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)要求
為了上好工業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，保證實(shí)驗(yàn)安全，特別對上工業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生提出下列幾點(diǎn)要求。
（1）每次實(shí)驗(yàn)前必須對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行充分預(yù)習(xí)，以了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、原理、方法和�?shí)驗(yàn)步驟，操作時(shí)能達(dá)到心中有數(shù)。只有思路清楚，膽大心細(xì)，有條不紊，才不易出現(xiàn)意外的實(shí)驗(yàn)效果。
（2）上課時(shí)，非必要的物品和書包請勿帶入室內(nèi)，勿隨便走動(dòng)和高聲談話，保持室內(nèi)安靜；關(guān)好門窗，以免空氣干擾造成污染。
（3）實(shí)驗(yàn)操作前需認(rèn)真聆聽教師講解和觀看演示，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)需認(rèn)真、細(xì)心、謹(jǐn)慎。對每次實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果要認(rèn)真仔細(xì)觀察，對于當(dāng)前不能得到結(jié)果而需要連續(xù)觀察的實(shí)驗(yàn)需記下每次觀察的現(xiàn)象和結(jié)果，并需及時(shí)記下，以便分析和作出正確的報(bào)告。
（4）實(shí)驗(yàn)需進(jìn)行培養(yǎng)的材料，一律要求注明班別、組別和日期，有的還需注明實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的名稱和菌種的名稱，并放于教師指定的地點(diǎn)進(jìn)行培養(yǎng)。
（5）實(shí)驗(yàn)微生物培養(yǎng)物均需輕取輕放，小心、嚴(yán)格地按操作規(guī)程進(jìn)行，以免發(fā)生意外致容器破損，造成污染。若微生物培養(yǎng)物污染桌面、地面、用具、衣服或皮膚甚至菌液誤入口中，應(yīng)立即報(bào)告指導(dǎo)教師，及時(shí)處理，切勿隱瞞。
（6）使用顯微鏡或其他貴重儀器時(shí)，要求細(xì)心操作，特別愛護(hù)。進(jìn)行高壓蒸汽滅菌時(shí)，要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。負(fù)責(zé)滅菌的同學(xué)在滅菌過程中不準(zhǔn)離開實(shí)驗(yàn)室，并隨時(shí)觀察滅菌鍋工作情況，以免發(fā)生意外。
（7）每次實(shí)驗(yàn)完畢，必須將實(shí)驗(yàn)器材洗凈放妥，整理臺(tái)面，并將實(shí)驗(yàn)室收拾整潔，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。凡帶菌的器材需經(jīng)浸泡消毒或高溫滅菌后才能清洗。嚴(yán)禁將實(shí)驗(yàn)的菌種及器材隨意攜帶到室外。
（8）每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束，應(yīng)以實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度認(rèn)真作出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對異�；虿焕硐氲慕Y(jié)果需加以討論，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出合理的解釋，下次實(shí)驗(yàn)時(shí)交給指導(dǎo)教師批閱，
二、微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度和安全守則
微生物實(shí)驗(yàn)室存在化學(xué)方面有毒、易燃、易爆、腐蝕和致癌的危害，有時(shí)還存在高壓、紫外線和其他輻射的危害。另外，微生物工作者還會(huì)受到來自微生物菌株的危害，在處理菌株、載玻片和所有裝過或接觸過活菌株的容器時(shí)要加倍小心。菌株主要通過消化道、呼吸道、皮膚傷口和眼部等部位造成人體的感染（眼睛是感染原進(jìn)入?yún)s不發(fā)生局部病理反應(yīng)的大門），一些微生物菌株甚至可以通過皮膚進(jìn)入體內(nèi)。因此，在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員必須遵循微生物操作技術(shù)規(guī)范，必須符合實(shí)驗(yàn)室生物安全守則要求。
1. 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度
（1）正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，由實(shí)驗(yàn)室主管限制人員進(jìn)入。實(shí)驗(yàn)人員一律穿工作衣進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，以防衣服被菌污染或被染液弄臟，離開實(shí)驗(yàn)室時(shí)脫下，并應(yīng)經(jīng)常洗干凈。留長發(fā)者應(yīng)戴帽或?qū)㈤L發(fā)束扎于腦后，以免著火或被污染。
（2）非實(shí)驗(yàn)所需物品不得置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。未經(jīng)教師許可，不得將實(shí)驗(yàn)室內(nèi)物品帶出。
（3）實(shí)驗(yàn)室應(yīng)保持安靜，不得高聲談笑，無事不得到處走動(dòng)。不得在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)食、喝水、抽煙、處理隱形眼鏡、使用化妝品。食物應(yīng)儲(chǔ)存于工作區(qū)外的專用櫥柜或冰箱內(nèi)。
（4）禁止使用口吸移液管，應(yīng)使用機(jī)械移液裝置。制定安全使用和處理銳利器具如注射器針頭、手術(shù)刀片等的方案。
（5）仔細(xì)進(jìn)行每一步操作，以減少飛濺物或氣溶膠的產(chǎn)生。工作臺(tái)面在每天工作結(jié)束前至少應(yīng)消毒一次，發(fā)生生物活性物質(zhì)潑灑時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。所用培養(yǎng)物、儲(chǔ)存物及其他廢物在排放前，應(yīng)先經(jīng)過可行的消毒如高壓滅菌法處理。
（6）實(shí)驗(yàn)后的廢物和用過的化學(xué)藥品分別傾入污物桶或瓷缸內(nèi)，不得丟入水槽，以免堵塞下水道或腐蝕水管。
（7）要在實(shí)驗(yàn)室外臨近處進(jìn)行消毒處理的物品，必須存放在耐用、防擴(kuò)散的密閉容器中，且必須依據(jù)當(dāng)?shù)丶皣�家的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行包裝后才能從實(shí)驗(yàn)室中移出。
（8）實(shí)驗(yàn)完畢后，對所用的儀器、工具、標(biāo)本等，要認(rèn)真進(jìn)行清點(diǎn)和擦洗，如有短缺、損壞需填寫賠償報(bào)告單。值日生離開實(shí)驗(yàn)室前必須將實(shí)驗(yàn)室打掃干凈，用消毒液擦抹桌面，并檢查水、電、窗是否關(guān)好。
2. 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的安全守則
（1）對貴重的精密儀器，必須詳細(xì)閱讀儀器說明書后方可使用。實(shí)驗(yàn)中所用的試劑，應(yīng)了解它的性質(zhì)后再使用。若試劑瓶標(biāo)簽上字跡不清或出現(xiàn)標(biāo)簽脫落時(shí)，則試劑必須經(jīng)過檢驗(yàn)，否則不得使用。
（2）在使用有毒物品或易揮發(fā)的有毒液體（氰化鉀、氫氟酸、二硫化碳等），以及易揮發(fā)的強(qiáng)酸、氨或易發(fā)生惡臭的物質(zhì)（硫化銨、硫化氫等）時(shí)，必須在排氣良好的地方或通風(fēng)櫥中進(jìn)行；在使用易爆品、濃酸和濃堿，以及其他一些有強(qiáng)烈反應(yīng)性能的物質(zhì)時(shí)，應(yīng)戴護(hù)目鏡和橡皮手套。
（3）吸取有毒液體及濃酸、濃堿時(shí)，都不得以移液管用口吸的方式吸取，必須用上端帶有橡皮球的移液管或注射器吸取，或用量筒、量杯量取。強(qiáng)酸的濃溶液（鹽酸、硝酸、硫酸）或25%的氨水，均應(yīng)儲(chǔ)存在磨口瓶中。
（4）對易爆乙醚不得輕易加熱，必須經(jīng)測試確定其中無過氧化物后方可操作。對盛有易燃、易爆液體（乙醚、苯、二硫化碳等）的瓶子和安瓿，不得放在使用煤氣或有電熱器的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)加熱，應(yīng)放在無火源的通風(fēng)處使用。一離開實(shí)驗(yàn)桌子要熄火。
（5）使用具有爆炸性的試劑時(shí)（如苦味酸和多硝基化合物）應(yīng)特別小心。嚴(yán)防火源、火花，避免猛力沖擊和振蕩。
（6）危險(xiǎn)試劑必須由專人保管和儲(chǔ)存。有毒或易爆物品應(yīng)封閉在鐵箱或鐵柜中，并由專人保管物品賬冊和鑰匙。
（7）易吸水的試劑（氯化鈣、氫氧化鈉、氫氧化鉀等）必須嚴(yán)封在有蓋的玻璃瓶中，用后宜用石蠟封好；見光即發(fā)生變化的試劑（硝酸銀、磺胺劑、四氯化碳等）應(yīng)保存在棕色玻璃瓶中，放在陰涼的柜、櫥中，避免日光直射；在空氣中可以自燃的金屬鉀、黃磷等，應(yīng)保存在相應(yīng)的盛有適當(dāng)液體的密閉容器中，如金屬鉀應(yīng)保存在煤油中，黃磷要放在水中保存。
（8）凡進(jìn)行易燃、易爆性實(shí)驗(yàn)時(shí)，所需儀器設(shè)備必須符合要求，不得馬虎敷衍，以免發(fā)生危險(xiǎn)。
（9）必須保證實(shí)驗(yàn)室的安全，防護(hù)器材時(shí)刻處于完善待用狀態(tài)。
（10）其他特殊藥品、儀器的安全操作規(guī)程，應(yīng)由教師及有關(guān)人員予以補(bǔ)充指導(dǎo)。
第一章　工業(yè)微生物的顯微技術(shù)
第一章　工業(yè)微生物的顯微技術(shù)
微生物最顯著的特征就是個(gè)體極其微小，人這雙肉眼的眼力不足，必須借助于顯微鏡才能觀察到它們的個(gè)體形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，正是由于顯微技術(shù)的建立，才使人類真正認(rèn)識到豐富多彩的微生物世界。因此，顯微技術(shù)是一項(xiàng)很重要的技術(shù)，熟練掌握顯微操作技術(shù)是研究微生物不可缺少的手段�，F(xiàn)代的顯微技術(shù)，除用于觀察生物體的形態(tài)和細(xì)微結(jié)構(gòu)外，還可與計(jì)算機(jī)結(jié)合，用于生物體組成成分的定性與定量分析等。
顯微鏡的種類很多，一般可將它們分為光學(xué)顯微鏡和非光學(xué)顯微鏡兩大類。光學(xué)顯微鏡又可分為可見光顯微鏡和不可見光顯微鏡兩類�？梢姽怙@微鏡包括明視野顯微鏡（即普通光學(xué)顯微鏡）、暗視野顯微鏡、相差顯微鏡、熒光顯微鏡和偏光顯微鏡等，其中以普通光學(xué)顯微鏡最為常用；不可見光顯微鏡包括X射線、紅外光、紫外光等顯微鏡。非光學(xué)顯微鏡包括透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡及超聲波顯微鏡等。
本章將對目前微生物學(xué)研究中最常用的普通光學(xué)顯微鏡、暗視野顯微鏡、相差顯微鏡和熒光顯微鏡的操作技術(shù)進(jìn)行介紹，對于電子顯微鏡（電鏡）則側(cè)重介紹其生物標(biāo)本的制作特點(diǎn)和基本技術(shù)。通過以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對不同類型的顯微鏡能有比較全面的了解，并能根據(jù)所要觀察微生物的種類和情況，選擇適當(dāng)?shù)娘@微鏡進(jìn)行觀察，基本上能掌握觀察微生物個(gè)體形態(tài)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的顯微技術(shù)。
本章的主要內(nèi)容包括：①普通光學(xué)顯微鏡的操作技術(shù)；②暗視野顯微鏡的操作技術(shù)；③相差顯微鏡的操作技術(shù)；④熒光顯微鏡的操作技術(shù)；⑤電子顯微鏡的操作技術(shù)。本章共設(shè)置6個(gè)實(shí)驗(yàn)，除實(shí)驗(yàn)一為學(xué)生必修的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)外，其他5個(gè)顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)可根據(jù)實(shí)際情況加以取舍或精簡。
第一節(jié)　普通光學(xué)顯微鏡的操作技術(shù)
普通光學(xué)顯微鏡（以下簡稱顯微鏡）（圖1-1、圖1-2）是一種具有高度放大作用的光學(xué)儀器，它的分辨率（分辨兩點(diǎn)或兩根細(xì)線之間最小距離的能力）最高可以達(dá)0.2μm，而人的眼睛對明視距離的最高分辨率僅有0.1mm，即100μm。微生物的個(gè)體很微小，一般是以微米（μm）來描述的。人們要研究微生物的個(gè)體形態(tài)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)，單憑肉眼的眼力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須借助于顯微鏡，它能使人眼的分辨率提高500倍。因此，顯微鏡是微生物學(xué)必不可少的常用工具，人們必須了解清楚顯微鏡每一部件的結(jié)構(gòu)和功用，熟練掌握它的操作技術(shù)。
圖 1-1　普通光學(xué)顯微鏡（單筒式） 圖 1-2　普通光學(xué)顯微鏡（雙筒式）
圖1-3　普通光學(xué)顯微鏡的構(gòu)造圖
普通光學(xué)顯微鏡的結(jié)構(gòu)可分為兩大部分（圖1-3）：機(jī)械裝置和光學(xué)系統(tǒng)。機(jī)械裝置保證光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn)確配置和靈活調(diào)控，是顯微鏡的基本構(gòu)架；光學(xué)系統(tǒng)直接影響著顯微鏡的性能，是顯微鏡的核心組件。
1. 機(jī)械裝置
（1）鏡座：顯微鏡的底座，起支撐和穩(wěn)固作用。鏡座可呈馬蹄形、圓形、三角形或“丁”字形等，并有較大的底面積和質(zhì)量。
（2）鏡臂：顯微鏡的脊梁，立于鏡座上面，起支撐鏡筒、鏡臺(tái)和光學(xué)部件的作用。有的還可調(diào)節(jié)傾斜度，便于觀察。凡鏡筒能上下升降的顯微鏡，鏡臂也是活動(dòng)的；而鏡臺(tái)能上下升降的顯微鏡，鏡臂是固定于鏡座的。
（3）鏡臺(tái)：又稱載物臺(tái)。是放置標(biāo)本片的平臺(tái)，方形或圓形。一般圓形鏡臺(tái)為旋轉(zhuǎn)式，方形鏡臺(tái)為固定式。鏡臺(tái)上面裝有標(biāo)本片固定夾和標(biāo)本移動(dòng)器，可使標(biāo)本片前后左右移動(dòng)，以利于觀察標(biāo)本的不同部位。有的還裝有標(biāo)尺，可固定標(biāo)本位置以利于重復(fù)觀察。鏡臺(tái)中央均留有一孔洞，可讓入射光束透過。
（4）鏡筒：位于鏡臂上端，是一個(gè)空心的圓筒，上端可放入目鏡，下端接轉(zhuǎn)換器和物鏡。從鏡筒的下端螺紋口到上端目鏡的距離一般為160mm。鏡筒有直筒式、單斜筒式、雙斜筒式等。
（5）轉(zhuǎn)換器：是一個(gè)能轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤，用于裝配物鏡，上面有3～5個(gè)孔洞，可裝上和調(diào)換幾種不同放大倍數(shù)的物鏡。
（6）調(diào)焦旋鈕：用于調(diào)節(jié)鏡筒或鏡臺(tái)上下移動(dòng)，使物鏡焦距準(zhǔn)確，以便獲得清晰的物像。包括粗調(diào)旋鈕和細(xì)調(diào)旋鈕，前者升降速度快，只做粗略的調(diào)焦；后者升降速度很慢，每轉(zhuǎn)一周，鏡筒僅升降0.1mm，可進(jìn)行細(xì)微調(diào)焦。
2. 光學(xué)系統(tǒng)
（1）光源：新式顯微鏡的光源通常安裝在顯微鏡的鏡座內(nèi)，通過按鈕開關(guān)和拉桿來控制。常用燈光或散射日光作光源。在使用白熾燈時(shí)，在聚光器下加一藍(lán)色濾光片效果更佳。
（2）反光鏡：由凹、平兩面圓形鏡子組成。通常強(qiáng)光多用平面鏡，光線較弱時(shí)才用凹面鏡�？勺杂赊D(zhuǎn)動(dòng)方向，以反射光線至聚光器上。鏡座內(nèi)裝有內(nèi)置光源的顯微鏡則不需反光鏡。
（3）聚光器：位于鏡臺(tái)下面，由數(shù)個(gè)透鏡組成。用于集聚由反光鏡反射來的光線，使其集中于標(biāo)本上。聚光器可以上下移動(dòng)調(diào)節(jié)，以獲得最適光亮度。下面裝有虹彩光圈，可任意開閉，用來調(diào)節(jié)射入聚光器光線的強(qiáng)弱。
（4）物鏡：即接物鏡，又稱鏡頭，是最重要、最貴重的部件。物鏡由許多透鏡組成，起著放大標(biāo)本片上被檢物物像（實(shí)像）的作用。物鏡的性能可以用數(shù)值孔徑（numerical aperture，NA）來表示。一般物鏡上標(biāo)有放大倍數(shù)、數(shù)值孔徑、鏡筒長度和指定使用蓋玻片厚度4種數(shù)字。在低倍鏡、高倍鏡和油鏡3種物鏡中，油鏡的放大倍數(shù)和數(shù)值孔徑最大，工作距離最短，即最接近標(biāo)本片（圖1-4）。
圖1-4　物鏡的標(biāo)注及工作距離
（5）目鏡：由1～3片透鏡組成，可將經(jīng)物鏡放大的實(shí)像進(jìn)一步放大成虛像，并映入人的眼睛。不同目鏡上也標(biāo)有5×、10×、15×等標(biāo)志以表示其放大倍數(shù)。使用時(shí)可根據(jù)需要選用適當(dāng)?shù)哪跨R。
在顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)中，物鏡的性能最為重要。普通光學(xué)顯微鏡通常配置有幾個(gè)物鏡，可分為干燥系和油浸系兩