OD600测量：微生物实验中的关键技术

2024-07-17367

简介

在微生物学实验中，测定细菌培养液中的细胞浓度是一项常见的实验。研究人员常透过测量OD600（600nm波长处的吸光值）（Optical Density at 600nm），来快速估算细菌浓度，进而了解细菌的生长曲线。一般来说，实验室观测细菌生长期时，多依靠对培养时间的经验和目测浊度来推断。如果实验需要使用特定生长阶段的细菌，则通过分光光度计进行OD600测量，有助于准确判读细菌细胞浓度和生长阶段。本文将概述OD600测量的原理和应用，并介绍可用于快速进行 OD600 测定的EzDrop 1000C分光光度计。

OD600测量的原理及限制

OD是optical density的缩写，代表光密度（或称吸光值），而OD600则是指在600nm波长下测得的吸光值，常用于测量菌液浓度（cells/ml）。根据比尔-朗伯定律（Beer-Lambert law），吸光值与溶液中吸光物质的浓度成正比。不过需要注意的是，这个定律仅适用于溶液中物质「吸收」光线的情况，而细菌细胞浓度的OD600测量则是由于细菌细胞在悬浮液中「散射」光线所导致的。

在这样的混浊样品中，培养液中悬浮的微生物颗粒会散射光线，因此无法建立 OD600 测量值与细胞浓度之间的直接线性关系。OD600值实际上取决于微生物悬浮液中散射的光量。细菌细胞的大小、形状和结构都会影响光的散射程度，进而导致OD值的变化。

此外，各家品牌的分光光度计所使用的光学系统元件不同，进而也会影响光的散射程度。因此，同一样品在不同分光光度计上的OD600值可能会有所不同。为此，在使用该方法测量细菌浓度之前，强烈建议先利用序列稀释后的特定细菌培养物建立一个标准的 OD600曲线，透过该曲线，可以准确地确认处于不同OD600值范围内的细胞浓度。同样的方法也适用于酵母培养物浓度测量。

透过 OD600 监测细菌生长曲线

在实验室中最常见的细菌培养物是大肠杆菌（E.coli）。当测量这类培养物在600nm波长处的吸光值时，所得到的数据可提供细胞生长的重要信息。例如，当OD600值介于0.6-0.8之间，表示细菌处于快速生长的对数生长期；当细菌培养物的OD600值超过0.8时，可能表示增殖已经停止，需要将其转移到新的培养液中以维持正常的细胞生长。而当OD600值超过1时，代表细菌已达到饱和，可以准备进行转代培养。

图片来源:Jove:Growth Curves: Generating Growth Curves Using Colony Forming Units and Optical Density Measurements

使用EzDrop 1000C进行OD600测量

EzDrop 1000C 是一款专为测量DNA/RNA、蛋白质以及微生物浓度而设计的分光光度计，具有比色管（Cuvette）和超微量（Drop）两种模式。比色管模式可快速定量分析微量（1ml）生物样品。建议使用固定光径长度10 mm的石英玻璃比色管来盛装样品，可提供优异的测量准确度并减少光散射，非常适合用于OD600测量。只需将样品加入比色管并放入EzDrop 1000C分光光度计中，即可在几秒钟内完成测量。

EzDrop 1000C超微量比色管分光光度计

EzDrop 1000C OD600 测量界面

EzDrop 1000C的比色管模式吸光值范围为0.002-1.5，若样品超过这个范围仅需稀释即可使用。仪器操作界面具有贴心功能，在测量前可先输入细胞数量浓度系数（cell number concentration factor）（其预设值为1x10⁸）及稀释倍数（Dilution Factor），仪器可以直接显示原菌液浓度（Recalculated [conc.]）。

结语

OD600 测量作为细菌浓度估算的常用方法，在微生物研究中具有重要意义。透过深入了解其原理、优点和限制，以及适当的测量方式和设备选择，可以更有效地应用于实验中。EzDrop 1000C是一款功能强大、操作简便的分光光度计，能够广泛应用于微生物学实验中对细菌细胞浓度的测量需求。

参考文献

1. Apparent diameter and cell density of yeast strains with different ploidy

2. Why is 600nm wavelength recommended for optical density check of bacteria culture and is there any literature to back it?

3. Kamonnaree Chotinantakul, Wipa Suginta, and Albert Schulte.(2014) Advanced Amperometric Respiration Assay for Antimicrobial Susceptibility Testing.Analytical Chemistry.

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