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2508微生物检验员证书化验员培训公告-吐温80在微生物培养基中的作用与应用

摘要：吐温80作为一种重要的非离子型表面活性剂，在微生物培养、细胞培养及工业发酵领域发挥着关键作用。

一、引言

吐温80（Tween 80），化学名为聚山梨酯80，化学式为C64H124O26，属于聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯系列产品。它是一种淡黄色至橙黄色的黏稠液体，具有异臭，味道温暖而微苦，略带温热感。吐温80在水、乙醇、甲醇或乙酸乙酯中易溶，在矿物油中极微溶解，是液体制剂中常用的表面活性剂之一，可作为油/水型乳化剂、稳定剂、扩散剂、抗静电剂和纤维润滑剂等，由山梨糖醇酐单油酸酯和氧化乙烯反应制得。在微生物培养、细胞培养和工业发酵中，吐温80因其独特的性质而得到广泛应用，深入研究其作用机制和应用具有重要的现实意义。

二、吐温80在培养基中的作用机制

（一）作为乳化剂和增溶剂

吐温80作为非离子型表面活性剂，能够显著降低液体的表面张力。在培养基中，它可以帮助疏水性物质，如脂类、固醇和脂溶性维生素等，均匀地分散在培养基中，形成稳定的乳液或溶液。这种作用机制使得微生物或细胞能够更有效地利用这些疏水性物质，从而提高培养效率。例如，在微生物培养中，某些真菌或放线菌生产抗生素时，需要利用油脂、甾醇等难溶性底物，吐温80的加入可以促进这些底物的溶解和分散，提高发酵效率。在动物细胞培养中，无血清培养基中添加吐温80可以帮助分散脂类或生长因子，如维生素E、胆固醇等，为细胞提供必要的营养物质。

（二）中和防腐剂与消毒剂

在样品处理过程中，常常会使用防腐剂或消毒剂来防止微生物污染。然而，这些化学物质可能会对后续的微生物培养产生抑制作用。吐温80可以中和酚类、六氯酚及福尔马林等防腐剂或消毒剂，消除其对微生物生长的抑制作用。例如，在化妆品细菌总数测定中，使用的卵磷脂吐温80营养琼脂中，吐温80（7.0g/L）可以中和酚类残留，确保化妆品样本中的细菌能够有效培养。中和剂培养基的原理也基于此，其中大豆卵磷脂和吐温80组合可以中和季铵盐类消毒剂、酚类消毒剂和洗必泰等，为微生物提供一个适宜的生长环境。

（三）改善细胞膜通透性

吐温80可以轻微扰动细胞膜的脂质层，从而增强营养物质的跨膜运输。这种作用机制对于提高细胞的代谢效率和产物分泌具有重要作用。在工业菌种培养中，如乳酸菌或酵母培养，吐温80的加入可能提高代谢产物的分泌效率。在重组蛋白表达方面，某些工程菌（如大肠杆菌）中，吐温80可以减少包涵体的形成，促进可溶性蛋白的表达，提高蛋白的产量和质量。

（四）防止细胞聚集

在悬浮培养中，如CHO细胞、杂交瘤细胞的培养，细胞容易聚集成团，影响细胞的均质生长和传代。吐温80的加入可以减少细胞之间的聚集，保持单细胞状态，有利于细胞的均质生长和传代。这种作用机制对于大规模细胞培养和生物制品的生产具有重要意义。

（五）作为碳源或辅助能源

部分微生物，如某些放线菌、分枝杆菌等，能够直接利用吐温80中的脂肪酸（油酸）作为碳源。例如，在结核分枝杆菌培养中，吐温80是Middlebrook 7H9培养基的关键成分，它不仅可以提供碳源，还能防止细菌的疏水性聚集，促进细菌的生长和繁殖。

（六）保护细胞免受剪切力损伤

在生物反应器或高转速摇床培养中，细胞可能会受到流体剪切力的损伤。吐温80可以通过稳定气液界面，减少泡沫的形成，从而降低流体剪切力对细胞的损伤。这种作用机制对于保护细胞在高速搅拌或通气条件下的生长和活性具有重要作用。

三、吐温80的应用实例

（一）微生物限度检测

在微生物限度检测中，制备供试品溶液时加入吐温80可以显著改善实验结果。吐温80作为一种非离子型表面活性剂，具有良好的乳化、分散和增溶作用。对于难溶性样品，加入适量的吐温80可以帮助样品更好地溶解在溶剂中，提高样品的溶解度和均一性。研究表明，吐温80可以在一定程度上保护样品中的微生物，使其更容易被检出。这可能是因为吐温80能够改善微生物在溶剂中的分散状态，减少微生物之间的聚集和结块，从而提高微生物的检出率。例如，在使用营养肉汤培养一些细菌时，不加吐温80可能会导致细菌结块、聚集，影响测定OD值的均一性；而加入吐温80后，这种情况有所改善，至少在对数期内可以维持相对均一。

（二）洗脱孢子

在洗脱孢子时，生理盐水中加入吐温80可以有效地降低孢子表面张力，促进孢子分散，防止孢子粘附，提高洗脱效率。孢子表面有一层疏水性的外壁，容易聚集在一起形成团块，不利于孢子的洗脱和后续的计数、观察等操作。吐温80作为一种非离子型表面活性剂，可以降低孢子表面的张力，使其更容易分散在溶液中，形成均匀的悬浮液。同时，吐温80还可以形成一层保护膜，防止孢子粘附在器皿壁或其他表面上，造成孢子的损失和污染。此外，吐温80毒性低，对孢子的活性影响较小，且易溶于水，容易清洗，不会残留在孢子表面。

（三）特定微生物鉴定

1%吐温80 - 玉米琼脂培养基可用于鉴定白色念球菌和霉菌（产芽管试验）。该培养基中，玉米浸粉提供微生物生长所需的碳源和其他营养成分，琼脂作为凝固剂，吐温80则发挥其特定的作用。具体配方为玉米浸粉7.0g/L，琼脂15.0g/L，另取吐温80 10.0g加热溶解于1000mL蒸馏水中。制备质控菌液接种于本培养基后，放置于23℃ - 28℃需氧培养24h - 48h，通过观察试验结果可以鉴定白色念球菌和霉菌。例如，接种白色念珠菌CMCC 98001后，可观察到白色菌落的生长情况，并进行芽管实验镜检。

四、吐温80在使用中的注意事项

（一）浓度控制

吐温80的常用浓度范围为0.01% - 1%，但具体浓度需要根据不同的应用场景和微生物或细胞类型进行优化。过高浓度的吐温80可能会抑制微生物或细胞的生长，甚至导致细胞膜损伤。例如，分枝杆菌培养基通常添加0.05% - 0.1%的吐温80，而动物细胞培养中可能低至0.001% - 0.01%。

（二）灭菌方法

吐温80可以高温高压灭菌（121℃），但长期高温可能会导致其降解，影响使用效果。因此，建议采用过滤除菌的方法，使用0.22μm滤膜进行过滤。

（三）兼容性

吐温80与某些抗生素（如多粘菌素）或离子型表面活性剂（如SDS）共用时需谨慎，可能会发生相互作用，影响各自的效果。在使用前需要进行兼容性实验，确保不会对微生物或细胞培养产生不良影响。

（四）保存条件

吐温80应置于密封避光容器中，于阴凉干燥通风处贮存。同时，应避免与铁或聚乙烯类化合物长期接触，以免引起内在质量的变化。

（五）个人防护

在使用吐温80时，需要注意个人防护，佩戴手套、口罩等，避免直接接触皮肤和吸入气体。同时，要注意眼睛保护，防止吐温80溅入眼睛。

五、总结

吐温80作为一种重要的非离子型表面活性剂，在微生物培养、细胞培养和工业发酵中具有多种作用机制和广泛的应用。它可以作为乳化剂和增溶剂，促进难溶性物质的利用；中和防腐剂与消毒剂，为微生物提供适宜的生长环境；改善细胞膜通透性，提高代谢效率和产物分泌；防止细胞聚集，保持单细胞状态；作为碳源或辅助能源，满足部分微生物的生长需求；保护细胞免受剪切力损伤，提高细胞的存活率。然而，在使用过程中需要注意浓度控制、灭菌方法、兼容性、保存条件和个人防护等问题。