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硫代硫酸钠在微生物培养基中的作用和使用注意事项
海博生物技术部
2025/12/16 16:17:15 青岛海博生物

一、引言

  硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)作为微生物培养基中一类重要功能性添加剂,凭借强还原性、硫源供给及氧化还原电位调控特性,在微生物分离培养、鉴别筛选及消毒效果验证等场景中发挥关键作用。其核心功能围绕中和抑菌物质、优化生长环境、辅助菌种鉴别展开,适配食品、医药、环境监测等多领域微生物检测需求,同时需严格把控添加浓度、灭菌条件等关键参数,避免对实验结果产生干扰。本文系统梳理硫代硫酸钠在微生物培养基中的作用机制、实际应用场景及使用注意事项,为实验室规范应用提供参考。


二、硫代硫酸钠在微生物培养基中的核心作用

(一)中和氧化型抑菌物质,消除检测干扰

  硫代硫酸钠具有强还原性,可与含氯、含碘及过氧化物类氧化型消毒剂发生氧化还原反应,破坏消毒剂活性结构,使其丧失对微生物的抑制或杀灭能力,是培养基中主流消毒剂残留中和剂之一。在微生物检测中,食品、饮用水、医疗器械等样品常经消毒处理,易残留游离氯、次氯酸盐、碘伏等成分,此类残留会损伤目标菌细胞结构、抑制代谢活性,导致菌落计数偏低或假阴性结果。例如,饮用水氯消毒后残留的余氯会抑制大肠菌群复苏,添加硫代硫酸钠可快速脱氯,修复受损菌体,保障检测准确性;医疗器械碘伏消毒效果验证中,硫代硫酸钠能中和拭子或样品表面残留碘伏,避免其干扰待检微生物生长。此外,其可与吐温80、卵磷脂复配形成复方中和剂,适配含表面活性剂的复方消毒剂中和需求,进一步拓宽抑菌物质消除范围,但复配配方需经中和剂试验验证效果,确保无残留抑菌或菌体毒性影响。

(二)调控氧化还原电位,适配特殊菌种生长

  微生物生长对培养基氧化还原电位(Eh)具有特定需求,需氧菌需较高Eh值维持呼吸链功能,而兼性厌氧菌、微需氧菌及部分厌氧菌则依赖低Eh还原环境。硫代硫酸钠可作为电子供体参与反应,降低培养基Eh值,为目标菌构建适宜生长条件,同时间接抑制需氧杂菌增殖。例如,弯曲杆菌属微需氧菌培养中,硫代硫酸钠通过调节Eh值模拟肠道内还原环境,促进菌体代谢活性提升;产黑色素拟杆菌等厌氧菌培养时,低Eh环境可刺激其黑色素合成,助力菌落特征观察;硫化氢检测培养基中,硫代硫酸钠维持的还原状态能避免细菌产生的硫化氢被氧化,保障硫化氢与金属离子反应的稳定性,确保检测结果精准。

(三)辅助菌种筛选鉴别,提升分离效率

  硫代硫酸钠可通过化学反应特性辅助微生物筛选与鉴别,核心体现在选择性抑菌与特征性菌落形成两方面。一方面,其可与碘反应生成四硫磺酸钠,该物质能干扰大肠菌群等杂菌呼吸链功能,抑制其过度增殖,而沙门氏菌含四硫磺酸酶可分解四硫磺酸钠,不受抑制,因此四硫磺酸钠煌绿增菌液(TTB)中添加硫代硫酸钠可实现沙门氏菌选择性增菌,为后续分离奠定基础。另一方面,部分细菌(如沙门氏菌、变形杆菌)可将硫代硫酸钠还原生成硫化氢,硫化氢与培养基中柠檬酸铁铵等金属盐反应生成黑色硫化铁沉淀,使菌落呈现“红色带黑心”等特征性形态,便于快速鉴别。例如,木糖赖氨酸脱氧胆酸琼脂(XLD)、SS琼脂中,硫代硫酸钠辅助沙门氏菌形成特征菌落,可快速区分于大肠菌群等非目标菌,提升菌种鉴别效率。

(四)供给硫源,支撑特定菌株代谢

  硫是微生物合成半胱氨酸、甲硫氨酸等含硫氨基酸及辅酶的必需元素,硫代硫酸钠可作为硫源供硫代谢活跃细菌利用,满足其生长代谢需求。常规通用培养基中,蛋白胨、酵母浸粉已能提供充足硫源,硫代硫酸钠的硫源功能较少凸显;但在特殊菌株专属培养基中,其可作为唯一硫源或主要硫源使用,例如硫氧化菌筛选培养基中,以硫代硫酸钠为唯一能源与硫源,可富集筛选耐盐硫氧化菌、脱硫功能菌株,支撑生物脱硫、生物冶金等领域菌株培养需求。


三、硫代硫酸钠在微生物培养基中的实际应用场景

(一)食品与饮用水微生物检测

  食品、饮用水微生物安全检测中,硫代硫酸钠是肠道致病菌分离培养的关键添加剂,广泛应用于沙门氏菌、霍乱弧菌等致病菌检测流程。沙门氏菌检测中,样品前处理后需经TTB增菌液增菌,硫代硫酸钠与碘生成的四硫磺酸钠抑制杂菌,富集沙门氏菌,后续转接XLD、SS琼脂平板,借助其辅助形成的黑色特征菌落完成鉴别;霍乱弧菌检测中,硫代硫酸钠-柠檬酸盐-胆盐-蔗糖琼脂(TCBS)是核心选择性培养基,其中10.0 g/L硫代硫酸钠可抑制肠道杂菌生长,同时提供硫源辅助产硫化氢特性检测,霍乱弧菌因能发酵蔗糖产酸,在平板上形成黄色菌落,实现快速分离。此外,饮用水余氯消除、食品加工器具消毒残留中和中,含硫代硫酸钠的肉汤培养基可修复受损微生物,保障大肠菌群、菌落总数等指标检测准确性,避免消毒残留导致的结果偏差。

(二)医药领域消毒效果验证

  医药行业医疗器械、手部卫生、车间环境消毒效果监测中,硫代硫酸钠主要作为中和剂适配培养基使用,解决消毒剂残留干扰问题。例如,手术室器械碘伏消毒后,采用含0.1%硫代硫酸钠的中和剂处理拭子样品,中和残留碘伏后接种培养基,通过菌落生长情况判断消毒效果;药品无菌检查中,若样品生产过程经氧化型消毒剂处理,培养基添加硫代硫酸钠可中和残留抑菌成分,避免假无菌结果,保障药品微生物质量可控。同时,其复配中和剂可适配含氯复方消毒剂、过氧化物消毒剂残留中和,覆盖输液器、注射器等各类医疗器械及洁净区环境消毒效果验证需求,符合GMP、ISO13485等规范要求。

(三)环境微生物监测与菌株筛选

  环境微生物监测中,硫代硫酸钠可解决污水、土壤样品中消毒剂残留或氧化物质干扰问题,例如污水处理厂出水消毒效果监测、土壤消毒后微生物复苏培养,培养基添加硫代硫酸钠能中和游离氯、氧化杂质,保障环境微生物群落结构分析或目标菌检测精准性。在特殊功能菌株筛选领域,以硫代硫酸钠为核心底物的培养基可富集特定菌株,如从发电厂冷却水池、污水厂活性污泥中筛选耐盐硫氧化菌时,以硫代硫酸钠为唯一能源与硫源的培养基可高效富集目标菌株,筛选出的菌株对硫代硫酸钠去除率可达98%,适配生物脱硫场景应用;厌氧菌、微需氧菌环境监测中,含硫代硫酸钠的还原型培养基可优化生长环境,提升目标菌分离成功率。

(四)水产养殖微生物调控

  水产养殖中,硫代硫酸钠不仅可调节水质,其适配的微生物培养基还用于养殖水体微生物监测与有益菌培养。养殖水体消毒后,残留氯、重金属离子会影响水体微生物平衡,含硫代硫酸钠的培养基可中和残留毒性物质,准确检测水体中致病菌(如弧菌)数量,为养殖病害防控提供依据;同时,在有益脱硫菌、益生菌培养中,硫代硫酸钠作为硫源与能源底物,助力有益菌增殖,后续投入水体可改善水质、降低有害物质含量,保障养殖动物健康生长。


四、硫代硫酸钠在微生物培养基中使用的注意事项

(一)严格控制添加浓度,平衡促生与抑菌效应

  硫代硫酸钠浓度直接影响培养基功能,浓度过低无法实现中和消毒残留、调节Eh值等效果,浓度过高则可能释放硫化氢等有毒物质,抑制乳酸杆菌等敏感菌生长,同时干扰菌落形态观察,导致鉴别误差。常规培养基中,其适宜添加浓度为0.1%~0.3%,例如消毒残留中和用培养基浓度多为0.1%,TTB增菌液、SS琼脂等选择性培养基浓度多控制在0.2%~0.3%;特殊培养基需针对性调整,如TCBS琼脂中浓度为1.0%,硫氧化菌筛选培养基中可提升至2.0%,但需通过预实验验证浓度合理性,确保既满足目标菌生长,又不抑制检测或筛选需求。

(二)优化灭菌方式,避免成分分解失效

  硫代硫酸钠热稳定性较差,高温灭菌(>121℃)会导致其分解,丧失还原性、硫源供给等功能,因此需选择适宜灭菌方式。常规培养基若含硫代硫酸钠,优先采用过滤除菌(0.22 μm滤膜),除菌后在无菌条件下加入冷却至50℃以下的培养基中,避免高温破坏成分;若培养基需高温灭菌,需减少硫代硫酸钠添加量,或采用低温短时间灭菌(115℃、15 min),且灭菌后现配现用,降低分解风险。例如,硫代硫酸钠肉汤培养基建议现配现用,若需储存,需过滤除菌后冷藏保存,储存时间不超过72 h,确保其中和活性不受影响。

(三)协同其他成分使用,提升培养基选择性

  硫代硫酸钠单独添加时选择性较弱,需与胆盐、柠檬酸盐、煌绿等成分协同,才能强化杂菌抑制效果,提升目标菌分离效率。例如,SS琼脂中,硫代硫酸钠与胆盐、枸橼酸钠协同,抑制大肠菌群、革兰氏阳性菌生长,聚焦沙门氏菌、志贺氏菌分离;TTB增菌液中,硫代硫酸钠与煌绿搭配,增强对杂菌的抑制作用,同时保护沙门氏菌活性;复配中和剂中,与吐温80、卵磷脂协同,可中和含表面活性剂的复方消毒剂,扩大适用范围。但需注意成分搭配比例,避免不同成分间发生化学反应,例如不可与亚硝酸钠混合灭菌,两者需先后添加,防止影响各自功能。

(四)把控使用条件,减少实验误差

  使用含硫代硫酸钠的培养基时,需关注培养温度、pH值等条件,避免环境因素影响其功能。例如,硫氧化菌培养需控制温度30℃、pH7.0,才能保障硫代硫酸钠利用率,提升菌株生长效率;厌氧菌培养中,培养基需密封厌氧环境,配合硫代硫酸钠调节Eh值,避免氧气进入导致Eh升高,影响菌体生长。同时,样品接种时需无菌操作,避免外源氧化物质污染,若样品含高浓度重金属离子,需提前处理,防止重金属与硫代硫酸钠反应,降低其中和与硫源供给功能,确保实验结果准确可靠。


五、结语

  硫代硫酸钠凭借多元功能特性,已成为微生物培养基中不可或缺的添加剂,在食品、医药、环境等多领域微生物检测与筛选中发挥核心支撑作用,其作用机制围绕中和抑菌、调控环境、辅助鉴别、供给营养展开,实际应用需结合场景针对性调整配方与参数。未来,随着微生物检测技术升级,硫代硫酸钠的复配应用、低浓度高效化配方优化将成为研究重点,进一步提升其在特殊菌株培养、复杂样品检测中的适配性。实验室应用中,需严格遵循浓度控制、灭菌规范、成分协同等要求,充分发挥其功能优势,规避使用风险,保障微生物实验结果的精准性与可靠性。


注:本文属海博生物原创,未经允许不得转载。

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