本方案提供分子生物学实验中固体培养基平板和顶层琼脂的通用配制方法,适用于LB培养基、TB培养基、SOB培养基、2×YT培养基、NZ系列培养基等各种液体培养基的固化。固体培养基平板(含琼脂或琼脂糖)用于细菌/噬菌体的分离培养、单菌落筛选、转化子筛选、蓝白斑筛选、菌种保存等实验;顶层琼脂(软琼脂)用于噬菌体滴度测定(噬菌斑检测)、噬菌体感染实验、转化子铺板等需半固体培养基覆盖的特定实验。琼脂(Agar)为微生物培养最常用的凝固剂,成本低、凝固性好;琼脂糖(Agarose)为高度纯化的琼脂组分,透明度更高,适用于需高分辨率的实验。
| 对比项 | 琼脂(Agar) | 琼脂糖(Agarose) |
|---|---|---|
| 来源 | 红藻提取物 | 琼脂中纯化分离的中性组分 |
| 纯度 | 常规纯度(含杂质) | 高纯度(不含电荷) |
| 透明度 | 半透明 | 高度透明 |
| 凝胶强度 | 较高 | 中等 |
| 主要用途 | 常规细菌/噬菌体培养平板 | 需高透明度的实验、DNA电泳(单独使用) |
| 成本 | 低 | 较高 |
准备液体培养基:按照液体培养基配方配制好基础液体培养基(如LB、TB、SOB等)。
加入凝固剂:在高温高压灭菌前,根据实验需求选择并加入以下试剂之一:
Agar(琼脂):15g/L(铺制平板用)
Agar(琼脂):7g/L(配制顶层琼脂用)
Agarose(琼脂糖):15g/L(铺制平板用)
Agarose(琼脂糖):7g/L(配制顶层琼脂用)
高温高压灭菌:121℃,20min。
混匀:灭菌后戴上隔热手套取出培养基,摇动容器使琼脂或琼脂糖充分混匀(此时培养基温度很高,小心烫伤)。
冷却至加药温度:待培养基自然冷却至50~60℃(手触瓶壁感觉温热但不烫手为宜)。
加入热不稳定物质(如需要):在超净台内加入抗生素(Ampicillin、Kanamycin等)、IPTG、X-Gal等热不稳定物质,摇动容器充分混匀。
铺制平板:将培养基倒入无菌培养皿中,30~35ml培养基/90mm培养皿。
凝固与保存:室温静置至完全凝固(约30分钟),倒置存放,避免冷凝水滴落于培养基表面。
| 凝固剂 | 浓度 | 应用场景 |
|---|---|---|
| Agar(琼脂)15g/L | 1.5% | 细菌/噬菌体平板培养,单菌落分离、筛选 |
| Agar(琼脂)7g/L | 0.7% | 顶层琼脂,噬菌体滴度测定、噬菌斑检测 |
| Agarose(琼脂糖)15g/L | 1.5% | 需高透明度的平板培养 |
| Agarose(琼脂糖)7g/L | 0.7% | 需高透明度的顶层琼脂 |
| 添加剂 | 终浓度 | 加入量 | 备注 |
|---|---|---|---|
| Ampicillin | 100μg/ml | 1ml(100mg/ml母液) | 广谱抗性筛选 |
| Kanamycin | 50μg/ml | 1ml(50mg/ml母液) | 卡那抗性筛选 |
| Chloramphenicol | 25-34μg/ml | 按母液浓度计算 | 氯霉抗性筛选 |
| IPTG | 0.1-0.5mM | 约0.5-2ml(24mg/ml母液) | 蓝白斑筛选/蛋白诱导 |
| X-Gal | 40μg/ml | 2ml(20mg/ml母液) | 蓝白斑筛选显色 |
凝固剂防潮与精准称量(最重要):Agar和Agarose易吸潮结块,需精准称量并快速操作,称量后立即密封试剂瓶。加入基础培养基后充分搅拌至无颗粒,避免铺板后出现凝固不均、气泡等问题,影响平板质量。
灭菌后充分混匀(重要):灭菌后琼脂/琼脂糖会分层沉淀,灭菌后取出需立即摇动容器使凝固剂充分混匀,否则上层浓度偏低、下层浓度过高,平板凝固不均匀。
温度控制(重要):加入抗生素等热不稳定物质时,培养基必须冷却至50~60℃,温度过高会破坏抗生素活性;温度过低(<40℃)会导致琼脂提前凝固,无法混匀。
防烫伤:灭菌后培养基温度极高(>100℃),取放容器必须佩戴隔热手套,摇动时动作轻柔,防止培养基溅出烫伤。
倒置保存:平板凝固后必须倒置存放(盖朝下),防止冷凝水滴落至培养基表面,导致菌落扩散或污染。
平板厚度:30~35ml/90mm培养皿是标准用量,过薄(<25ml)平板容易干裂,过厚(>40ml)浪费且凝固时间延长。
| 问题现象 | 可能原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 平板凝固不均匀 | 灭菌后未充分摇匀 | 灭菌后立即摇动至琼脂完全分散 |
| 铺板后出现大量气泡 | 摇动过猛或倒入速度过快 | 摇动动作轻柔,倒板时沿皿壁缓慢倒入 |
| 抗生素平板无筛选效果 | 培养基温度过高破坏抗生素 | 冷却至50-60℃再加抗生素 |
| 平板太软或太硬 | 琼脂称量不准 | 精准称量琼脂(15g/L) |
| 灭菌后琼脂不凝固 | 琼脂质量差或pH过低 | 更换高质量琼脂,检查培养基pH |
LB/Amp/X-Gal/IPTG平板 – 蓝白斑筛选平板
LB/Amp平板 – 氨苄抗性筛选平板
顶层琼脂 – 噬菌体滴度测定用
TB/Amp/X-Gal/IPTG平板 – 高密度蓝白斑筛选
Ampicillin(100mg/ml) – 氨苄青霉素母液
IPTG(24mg/ml) – lac启动子诱导剂
X-Gal(20mg/ml) – 蓝白斑筛选显色底物
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