什么是CFU?為什么不是數(shù)“一個(gè)菌"而是數(shù)“一個(gè)菌落"呢?
CFU 是 Colony-Forming Units 的縮寫,中文叫 菌落形成單位。它是一個(gè)計(jì)數(shù)單位,用來估算樣品中活的微生物(比如細(xì)菌、真菌)的數(shù)量。比如,你看到實(shí)驗(yàn)報(bào)告上寫著“細(xì)菌總數(shù)為 1.5 × 10? CFU/mL",意思就是每毫升樣品中含有150萬個(gè)能形成菌落的活菌單位。為什么數(shù)“菌落"而不是數(shù)“一個(gè)菌"?原因有以下幾點(diǎn):單個(gè)細(xì)菌太小,無法用肉眼直接看或數(shù)。
一個(gè)典型的細(xì)菌長度只有幾微米(1微米 = 1/1000毫米),比頭發(fā)絲(約50-100微米)還要細(xì)得多。除非用放大上千倍的顯微鏡,否則我們根本看不見它,更不可能在培養(yǎng)皿上用手指點(diǎn)著數(shù)。想象一下,讓你去數(shù)一杯水里的幾十億個(gè)“看不見的微粒",這有點(diǎn)不現(xiàn)實(shí)。我們利用“一個(gè)菌落來自一個(gè)活菌"的原理。
這是微生物學(xué)經(jīng)典的計(jì)數(shù)方法——平板計(jì)數(shù)法。操作:將含有細(xì)菌的樣品進(jìn)行充分稀釋,然后涂布到固體培養(yǎng)基上。
培養(yǎng):在適宜的溫度下培養(yǎng)一兩天。
結(jié)果:一個(gè)活的、有繁殖能力的細(xì)菌(或一個(gè)細(xì)菌團(tuán))會在一個(gè)固定的位置不斷分裂、生長,最終形成一個(gè)由成千上萬個(gè)相同的細(xì)菌聚集在一起的、肉眼可見的菌落。
推斷:因?yàn)榫涫强梢姷模椅覀兗僭O(shè)每一個(gè)菌落都來源于至少一個(gè)活的細(xì)菌,所以,數(shù)出菌落的個(gè)數(shù),就等于知道了原來樣品中活細(xì)菌的大致數(shù)量。用“CFU"這個(gè)單位,是為了更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)爻姓J(rèn)“不確定性"。
為什么不直接說“菌落數(shù) = 細(xì)菌數(shù)"呢?因?yàn)椤耙粋€(gè)菌落形成單位"不一定嚴(yán)格等于“一個(gè)細(xì)菌"。它可能存在以下幾種情況:一個(gè)CFU可能來源于兩個(gè)或多個(gè)連在一起的細(xì)菌。有些細(xì)菌在分裂后仍然會連接成短鏈(如鏈球菌)或葡萄串狀(如葡萄球菌)。當(dāng)它們被涂布到平板上時(shí),可能會作為“一個(gè)單位"落在一起,最終形成一個(gè)菌落。但它的源頭其實(shí)是多個(gè)細(xì)菌。
并不是所有細(xì)菌都能在平板上形成菌落。有些細(xì)菌需要特殊的營養(yǎng)或環(huán)境,在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基上無法生長。
樣品中可能有一個(gè)細(xì)菌是死的。它不會形成菌落,因此不會被計(jì)入。總結(jié)一下:“數(shù)一個(gè)菌"在技術(shù)上做不到(太小,需要顯微鏡,且無法區(qū)分死活)。數(shù)“菌落"是可行的、宏觀的、低成本的操作。用CFU這個(gè)單位,科學(xué)地承認(rèn)了我們數(shù)出來的“一個(gè)點(diǎn)"可能代表一個(gè)、兩個(gè)或一小簇活的細(xì)菌。它是一個(gè)估算值,而不是絕對精確的細(xì)菌個(gè)數(shù)。
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