一、基础理化配制条件
1. 琼脂添加浓度
针对oCelloScope微孔板成像监测丝状真菌,半固体低‑琼脂培养基琼脂质量浓度控制在0.2%‑0.5%区间,常规固体真菌培养基琼脂含量一般1.5%~2.0%。0.2%琼脂流动性偏弱、菌丝可以自由游动聚集形成菌丝球;0.4%‑0.5%质地偏稳固,能够固定菌丝生长空间,抑制菌丝大范围漂浮,可依据观测目的调整琼脂占比。
需要观测菌丝成团、游动特性选用0.2%~0.3%;需要限制菌丝大幅度漂浮、方便Z‑stack分层成像,选择0.4%‑0.5%。
2. 基础营养基质配置
曲霉、青霉选用PDA、察氏‑多克斯基质;病原曲霉使用RPMI‑1640;食品霉菌采用沙堡德培养基,所有营养组分按照常规真菌培养基配比调配。
3. pH环境
丝状真菌适宜酸性环境,整体pH调控至4.5‑5.5;致病型曲霉可调节至5.5‑6.0,配制结束之后完成pH校准。
4. 灭菌与分装条件
培养基全部成分溶解之后,121摄氏度高压灭菌15 min;灭菌之后水浴降温至45‑50℃,在无菌操作台分装进入96孔透明平底微孔板,每孔培养基体积保持一致,静置冷却直至形成柔软半固体凝胶,冷却阶段规避震动摇晃,防止琼脂凝胶结构遭到破坏。
二、适配oCelloScope成像的硬件使用条件
1. 微孔耗材要求
只能使用平底透明无吸附96孔板,U型底、V型底板会干扰底层Z轴对焦;微孔外圈孔装入同款半固体培养基充当蒸发缓冲孔,减缓长时间孵育水分流失、琼脂浓度升高变硬。
2. 成像光学参数条件
开启FluidScope倾斜照明模式,低琼脂基质透光性强,垂直光源容易产生强光散射,倾斜光源可以提高菌丝、菌丝球和半固体基质之间的画面对比度。
Z‑stack扫描区间覆盖微孔底板直至培养基表层,层间距设置5‑10 μm,半固体内部菌丝可以分布在培养基任意深度,分层扫描能够捕捉不同深度菌丝团聚体。
3. 仪器环境参数
仪器放置恒温培养箱内部,普通霉菌设置28‑30℃,烟曲霉等人体病原真菌设置37℃;环境湿度维持80%‑90%,防止半固体培养基表层脱水干结、琼脂硬化。
三、接种与孵育使用条件
1. 孢子接种浓度
半固体环境菌丝更容易互相缠绕成团,孢子接种浓度相比液体培养基下调,常规终浓度控制2×10³‑1×10⁴每孔,过高接种量会造成菌丝团堆叠厚重,遮挡下层菌丝,成像算法难以识别内部活菌结构。
接种结束之后低速短时间离心,促使孢子均匀沉降,不要剧烈震荡,震荡会提前造成菌丝团聚。
2. 透气条件
丝状真菌属于好氧微生物,微孔板盖上透气封板膜;低琼脂半固体氧气通透性优于硬质固体琼脂,长时间成像监测不需要担心表层缺氧。
3. 时序扫描周期条件
孢子萌发前期0‑8 h,每30 min扫描一次,观测孢子膨胀、芽管伸出;8‑24 h每60 min扫描一回,记录半固体基质内部菌丝延伸、菌丝球成型、团聚体解体动态。
四、不同科研方向对应的选用条件
1. 观测菌丝运动、菌丝成团行为,琼脂浓度选用0.2%‑0.3%,凝胶阻力低,菌丝可以自由迁移聚集。
2. 研究药物穿透三维菌丝球,选用0.4%‑0.5%琼脂,固定菌丝球位置,避免絮团四处漂移,保障多次Z轴扫描可以锁定同一个菌丝团聚体。
3. 开展孢子萌发动力学检测,优先0.3%琼脂,既可以阻止孢子漂浮,又不会束缚初生芽管延展。
五、限制性注意使用条件
1. 琼脂浓度不可超过0.6%,介质硬度上升之后会约束菌丝伸展,造成菌丝生长延迟,得到错误的动力学数据。
2. 培养基冷却凝固之后禁止剧烈晃动,震动会撕碎凝胶网络,造成局部琼脂质地不均匀。
3. 半固体培养基储存不适合冷冻,冻融之后凝胶结构崩坏,琼脂析出分层,不能够继续用于成像实验。
4. 厚层菌丝团出现堆叠遮挡的时候,依靠BCA活菌生物量参数定量,菌丝投影覆盖率仅适合松散菌丝阶段。
