西蒙氏枸椽酸盐培养基的原理与现象及注意事项有哪些？

 

西蒙氏枸橼酸盐培养基（Simmons Citrate Agar）是一种用于鉴别细菌（特别是肠杆菌科细菌）能否利用枸橼酸盐（柠檬酸盐）作为唯一碳源以及能否利用无机铵盐作为唯一氮源的生化试验培养基。

 

一、原理

 

唯一碳源：培养基中含有枸橼酸钠（柠檬酸钠）。这是细菌在该培养基上生长所能利用的唯一碳源。

 

唯一氮源：培养基中含有磷酸二铵或硫酸铵。这是细菌在该培养基上生长所能利用的唯一氮源。

 

pH指示剂：培养基中含有溴麝香草酚蓝。这是一种酸碱指示剂，其变色范围如下：

 

pH ≤ 6.0：黄色

 

pH ≈ 7.0：绿色

 

pH ≥ 7.6：蓝色

 

缓冲能力：培养基中的磷酸盐也具有一定的缓冲作用。

 

选择性离子：培养基中含有Na 离子，某些细菌利用枸橼酸盐需要Na的存在。

 

渗透压维持：含有氯化钠（NaCl）维持等渗环境。

 

关键生化反应过程

 

能够在该培养基上生长的细菌，必须同时具备以下能力：

 

吸收枸橼酸盐：细菌细胞膜上有转运系统能够将培养基中的枸橼酸盐吸收进入细胞。

 

代谢枸橼酸盐：细菌细胞内存在枸橼酸裂解酶或枸橼酸利用酶系，能够将枸橼酸盐分解代谢，产生中间产物，最终进入三羧酸循环（TCA循环）或其他代谢途径，为细菌提供能量和碳骨架。

 

利用铵盐：在代谢枸橼酸盐产生能量的同时，细菌利用铵盐（NH）作为唯一氮源合成自身所需的氨基酸、蛋白质等含氮物质。这个利用铵盐的过程会产生碱性产物（主要是氨气，NH）。

 

结果：由于细菌代谢产生碱性产物（NH），导致培养基的pH显著升高（变碱）。

 

二、现象（结果判读）

 

结果的判读主要基于培养基颜色的变化（由指示剂BTB显示），并观察细菌是否有生长：

 

阳性结果 (Citrate Utilization Positive):

 

现象：培养基颜色由绿色变为鲜艳的普鲁士蓝色。

 

原因：

 

细菌能够利用枸橼酸盐作为碳源。

 

细菌能够利用铵盐作为氮源，并在代谢过程中产生碱性产物（如NH）。

 

碱性产物使培养基pH升高（通常超过7.6）。

 

pH指示剂溴麝香草酚蓝在碱性环境下呈深蓝色。

 

生长：通常伴有明显的细菌生长（培养基斜面上可见菌苔）。

 

意义：表明该细菌具有利用枸橼酸盐作为唯一碳源和利用无机铵盐作为唯一氮源的能力。例如：产气肠杆菌（Enterobacter aerogenes）、肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae） 等。

 

阴性结果 (Citrate Utilization Negative):

 

现象：培养基保持原来的绿色（或可能因细菌微弱的发酵产生极少量酸而略带黄色）。

 

原因：

 

细菌不能利用枸橼酸盐作为唯一碳源。

 

或者细菌不能利用铵盐作为唯一氮源。

 

因此，细菌无法生长或生长极其微弱，无法产生足够的碱性代谢产物。

 

培养基pH没有明显升高（维持在接近中性或微酸性）。

 

pH指示剂溴麝香草酚蓝保持绿色（或初始的淡绿色）。

 

生长：没有或几乎没有可见的细菌生长（培养基斜面保持透明，接种线可能清晰）。

 

意义：表明该细菌缺乏利用枸橼酸盐作为唯一碳源和/或利用无机铵盐作为唯一氮源的能力。例如：大肠埃希菌（Escherichia coli）。

 

三、总结表格

 

 

 

四、注意事项

 

接种方法：通常采用穿刺接种并沿斜面划线的方式，确保细菌能够接触到底部和斜面的培养基。

 

培养时间：一般需在35-37°C下培养18-24小时，有时阴性结果需要延长培养至48小时再观察确认。

 

对照：进行试验时最好同时接种已知的阳性菌（如产气肠杆菌）和阴性菌（如大肠埃希菌）作为对照，以确保培养基和试验条件正确。

 

结果判读：颜色变化是主要判读依据，但必须结合是否有生长。极少数情况下，如果细菌在利用其他微量碳源（如琼脂中的杂质）生长时产生酸，可能导致绿色变黄（假阴性或弱阴性），但这通常不伴随明显的生长。典型的阳性结果是明显的蓝色和明显的生长。

 

西蒙氏枸橼酸盐试验是鉴定肠杆菌科细菌（如区分大肠埃希菌和产气肠杆菌/肺炎克雷伯菌）以及其他一些细菌的重要生化试验之一。

 

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