CN110172451A - 一种高通量分离噬菌体的方法 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种高通量分离噬菌体的方法,该方法通过根据实际需要选择宿主菌或从环境中分离宿主菌,将宿主菌置于液体生长培养基中富集培养至对数生长期,获得宿主菌富集液,然后采用考马斯亮蓝法通过检测蛋白含量变化在96孔板中分离噬菌体;实验证明本发明方法能够高效的分离检测各种环境如污泥和污水中对应宿主菌的噬菌体,分离效率高且能对噬菌体的裂解效果做评估;本方法具有操作简便、快速及价格低廉等优点,因此,该方法将加速从环境中分离新的噬菌体的速度,为噬菌体的应用提供帮助。
Description
技术领域
本发明属于微生物分离技术领域,具体涉及一种是以噬菌体在裂解细菌时菌液中的蛋白含量的变化为基础同时利用96孔板与考马斯亮蓝高通量的筛选噬菌体的方法。
背景技术
细菌噬菌体是一类感染细菌的病毒,具有病毒的一般特性:个体微小、不具有完整细胞结构,只含有单一核酸;其特别之处是专以细菌为宿主。Twort在1915年发现了噬菌体可以抑制细菌生长,但在1917 年 D’Herelle一次分离和鉴定出噬菌体;噬菌体主要由核酸和蛋白质外壳组成,目前已知的绝大多数噬菌体为有尾部结构的二十面体,其主要结构可分为头部、尾部与基部,二十面体的头部中包裹着核酸,中空针状结构的尾部包括尾领、尾鞘与尾髓,基部由尾板、尾刺和尾丝组成,尾部和基部在噬菌体与细菌接触的过程中起吸附等重要作用,它们广泛存在于自然界中。一般而言,存在某种病原细菌的场所中往往也可能存在能对其裂解的特异性噬菌体。烈性噬菌体可以在敏感宿主菌胞内增殖,最后裂解宿主菌释放出子代噬菌体,从而达到破坏宿主菌的作用。早在1934年,美国科学家就报道了用噬菌体进行肠球菌感染的治愈率可达 90%;噬菌体在治疗期间可以自我复制,因此可以使用低剂量的噬菌体达到治疗效果;另外,噬菌体不能与真核细胞结合并在其中复制,对真核细胞没有毒性,同时,因为噬菌体的高度特异性,需要针对不同地方的流行菌株进行研究,以达到最佳的应用效果;随着噬菌体的广泛应用,人们需要获得更多的噬菌体,但是,新的噬菌体发现速度却远远不能满足这种迫切需求。
传统的噬菌体分离方法中双层平板法是使用最为广泛的;准确率高且技术成熟稳定;同时可以通过噬菌斑的大小对噬菌体的裂解效果有一个初步的评价;但是在操作上较为繁琐,步骤要求较高,因为半固体需要与宿主、噬菌体混合;如果温度过高,会导致至宿主与噬菌体的死亡;过低则会在未倒入培养皿就凝固。在倒平板的时候不仅温度要把握精准,同时操作要迅速;所以在同一宿主在对大量样品进行噬菌体筛选的时候往往需要花费大量的时间。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明提供了一种高通量分离噬菌体的方法,是建立在噬菌体侵染细菌导致细菌破裂,细菌内容物得到释放从而菌液中蛋白含量变化的原理,利用96孔板与考马斯亮蓝法,做到了一次性进行大量样品噬菌体的筛选;最后通过双层平板法的验证,在培养皿的上层出现了噬菌斑。
本发明通过以下技术方案实现本发明目的:
(1)根据实际需要选择宿主菌或从环境中分离宿主菌,将宿主菌置于液体生长培养基中富集培养至对数生长期,获得宿主菌富集液;
所述液体生长培养基是适用于宿主菌生长的常规使用的生长培养基,根据宿主菌来选择,培养温度也是宿主菌的最适生长温度;
(2)采用96孔板分离噬菌体
①从环境中取样作为待测样品,若是固体,按1g添加5~20mL无菌水的比例,将固体放置于无菌水中混匀,离心,取上清液待用;若是液体样品,则直接离心,吸取上清液待用,上清液为待测样品液;
所述离心是在4℃、8000~9000g下处理5~10min;
②将96孔板高压灭菌后冷却至常温;
所述高压灭菌是在121℃下处理20~25min;
③以500~600μL/孔的量,在96孔板中加入宿主菌富集液;以200~400μL/孔的量,在96孔板中加入待测样品液,作为实验组;同时设置对照组,对照组中添加与待测样品液等量的无菌水,混匀后培养12~15h;
④按每孔吸取500~600μL的量,从实验组和对照组中吸取培养后液体,离心收集上清液,按考马斯亮蓝使用说明,将上清液、考马斯亮蓝和无菌水按比例混合均匀后,在595nm下测量OD值;
所述离心是在4℃、8000~9000g下处理5~10min;
⑤吸取相比于对照组OD值上升0.1~1的实验组液体,离心收集上清液,上清液使用0.22μm滤膜过滤,获得对应宿主菌的噬菌体液;
所述离心是在4℃、8000~9000g下处理5~10min;
所述噬菌体的宿主菌为志贺氏菌属、沙门氏菌属、大肠杆菌属、葡萄球菌属、链球菌属、巴氏杆菌属中的一种或多种细菌菌株。
本发明方法的优点和技术效果:
本发明方法能够高效的分离各种环境如污泥和污水中的噬菌体,是利用噬菌体侵染细菌导致细菌破裂,细菌内容物得到释放从而影响菌液中蛋白含量变化的原理,实现高通量的噬菌体筛选;本发明方法操作简单快捷,做到了短时间内对大量样品进行噬菌体筛选;该方法将加速从环境中分离新的噬菌体的速度,为噬菌体的分离和应用提供帮助。
附图说明
图1是双层平板验证图;
图2为分离得噬菌体电镜扫描图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1:肉鸡肠道中志贺氏菌以及对应噬菌体的分离,步骤如下:
1、宿主的分离
①将肉鸡粪便样品1g置于10mL无菌水中,摇匀溶解后,梯度稀释至10-5,在ss固体培养基(市购)上以50μL的量进行涂布;
②挑取单个菌落于5mL LB液体培养基中,在150rpm、37℃恒温摇床中培养至菌株的对数生长期,获得宿主菌富集液;并对该菌株进行测序鉴定,鉴定结果表明该菌株为志贺氏菌(ATCC29903);
2、96孔板分离噬菌体
①将96孔板置于121℃下高压灭菌20min后,冷却至常温;
②取肉鸡肠道内容物1g溶于10mL无菌水中,漩涡震荡溶解后,在8000g、4℃条件下离心5min,取上清液待用;
③以500μL/孔的量,在96孔板中加入宿主菌富集液;以300μL/孔的量,在96孔板中加入步骤②上清液,作为实验组;同时设置对照组,对照组中添加与上清液等量的无菌水,混匀后培养12h;
④按每孔吸取500μL的量,从实验组和对照组中吸取培养后液体,8000g、4℃下离心10min;收集上清液,将上清液200μL、考马斯亮蓝200μL和无菌水600μL混合均匀后,在595nm下测量OD值;
⑤吸取相比于对照组OD值上升0.1~1的实验组液体,离心收集上清液,上清液使用0.22μm滤膜过滤,获得对应宿主菌的噬菌体液;吸取对照组中的菌液,作为噬菌体的宿主菌液;
3、双层平板法验证
①在培养皿下层倒入10mL LB固体培养基;
②用200μL宿主菌液与100μL噬菌体液混合后,加入40~50℃的LB半固体培养基3.7mL混合倒入LB固体平板上;培养皿在37℃孵育过夜,在培养基上层出现透明无菌圆形噬菌斑(见图1),图2是噬菌体电镜扫描图,从图中可以看出噬菌体的头部是球形形状,直径为61±2nm,尾为165±2nm;噬菌体由于其球状头部和细长尾部而属于长尾噬菌体。
实施例2:河水中大肠杆菌噬菌体的分离,包括如下步骤:
1、宿主的分离
①将肉鸡粪便样品1g置于10mL无菌水中,摇匀溶解后,梯度稀释至10-5,在大肠杆菌显色培养基上以50μL的量进行涂布;
②挑取单个菌落于5mL LB液体培养基中,在150rpm、37℃恒温摇床中培养至菌株的对数生长期,获得宿主菌富集液;并对该菌株进行测序鉴定,鉴定结果表明该菌株为大肠埃希氏菌(ATCC35469);
2、96孔板分离噬菌体
①将96孔板置于121℃下高压灭菌20min后,冷却至常温;
②取河水样品50mL在8000g、4℃条件下离心,取上清液待用;
③以550μL/孔的量,在96孔板中加入宿主菌富集液;以250μL/孔的量,在96孔板中加入步骤②上清液,作为实验组;同时设置对照组,对照组中添加与上清液等量的无菌水,混匀后培养13h;
④按每孔吸取600μL的量,从实验组和对照组中吸取培养后液体,8500g、4℃下离心8min;收集上清液,将上清液200μL、考马斯亮蓝200μL和无菌水600μL混合均匀后,在595nm下测量OD值;
⑤吸取相比于对照组OD值上升0.1~1的实验组液体,8500g、4℃下离心8min,收集上清液,上清液使用0.22μm滤膜过滤,获得对应宿主菌的噬菌体液;吸取对照组中的菌液,作为噬菌体的宿主菌液;
3、双层平板法验证
①在培养皿下层倒入10mL LB固体培养基;
②用200μL宿主菌液与100μL噬菌体液混合后,加入40~50℃的LB半固体培养基3.7mL混合倒入LB固体平板上;培养皿在37℃孵育过夜,在培养基上层出现透明无菌圆形噬菌斑。
实施例3:污泥中沙门氏菌以及对应噬菌体的分离,包括如下步骤:
1、宿主的分离
①取污泥1g置于10mL无菌水中,摇匀溶解后,梯度稀释至10-5,在ss固体培养基(市购)上以50μL的量进行涂布;
②挑取单个菌落于5mL LB液体培养基中,在150rpm、37℃恒温摇床中培养至菌株的对数生长期;获得宿主菌富集液;并对该菌株进行测序鉴定,鉴定结果表明该菌株为沙门氏菌(CMCC(B)50094);
2、96孔板分离噬菌体
①将96孔板置于121℃下高压灭菌20min后,冷却至常温;
②取污泥1g溶于10mL无菌水中,漩涡震荡溶解后,在9000g、4℃下离心5min,取上清液待用;
③以600μL/孔的量,在96孔板中加入宿主菌富集液;以350μL/孔的量,在96孔板中加入步骤②上清液,作为实验组;同时设置对照组,对照组中添加与上清液等量的无菌水,混匀后培养15h;
④按每孔吸取550μL的量,从实验组和对照组中吸取培养后液体,9000g、4℃下离心5min;收集上清液,将上清液200μL、考马斯亮蓝200μL和无菌水600μL混合均匀后,在595nm下测量OD值;
⑤吸取相比于对照组OD值上升0.1~1的实验组液体,9000g、4℃下离心5min,收集上清液,上清液使用0.22μm滤膜过滤,获得对应宿主菌的噬菌体液;吸取对照组中的菌液,作为噬菌体的宿主菌液;
3、双层平板法验证
①在培养皿下层倒入10mL LB固体培养基;
②用200μL宿主菌液与100μL噬菌体液混合后,加入40~50℃的LB半固体培养基3.7mL混合倒入LB固体平板上;培养皿在37℃孵育过夜,在培养基上层出现透明无菌圆形噬菌斑。
实施例4:河水中多种噬菌体的分离,本实施例步骤同实施例2,不同在于用市购的大肠杆菌CMCC(B)44102、肠炎沙门氏菌CMCC(B)50335、猪霍乱沙门氏菌ATCC 13312替代实施例2中的宿主菌大肠埃希氏菌,其它步骤同实施例2,结果显示能分离到针对这些宿主菌的噬菌体,由此也说明污泥中存在大肠杆菌CMCC(B)44102、肠炎沙门氏菌CMCC(B)50335、猪霍乱沙门氏菌ATCC 13312的噬菌体。
实验证明,本发明方法在其它检测条件不变的情况下,仅需更换宿主菌,就有可能分离到相应的噬菌体。
Claims (3)
1.一种高通量分离噬菌体的方法,其特征在于步骤如下:
(1)根据实际需要选择宿主菌或从环境中分离宿主菌,将宿主菌置于液体生长培养基中富集培养至对数生长期,获得宿主菌富集液;
(2)采用96孔板分离噬菌体
①从环境中取样作为待测样品,若是固体,按1g添加5~20mL无菌水的比例,将固体放置于无菌水中混匀,离心,取上清液待用;若是液体样品,则直接离心,吸取上清液待用,上清液为待测样品液;
②将96孔板高压灭菌后冷却至常温;
③以500~600μL/孔的量,在96孔板中加入宿主菌富集液;以200~400μL/孔的量,在96孔板中加入待测样品液,作为实验组;同时设置对照组,对照组中添加与待测样品液等量的无菌水,混匀后培养12~15h;
④按每孔吸取500~600μL的量,从实验组和对照组中吸取培养后液体,离心收集上清液,按考马斯亮蓝使用说明,将上清液、考马斯亮蓝和无菌水按比例混合均匀后,在595nm下测量OD值;
⑤吸取相比于对照组OD值上升0.1~1的实验组液体,离心收集上清液,上清液使用0.22μm滤膜过滤,获得对应宿主菌的噬菌体液。
2.根据权利要求1所述的高通量分离噬菌体的方法,其特征在于:离心是在4℃、8000~9000g下处理5~10min。
3.根据权利要求1所述的高通量分离噬菌体的方法,其特征在于:噬菌体的宿主菌为志贺氏菌属、沙门氏菌属、大肠杆菌属、葡萄球菌属、链球菌属、巴氏杆菌属中的一种或多种细菌菌株。
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