肺炎链球菌检测-革兰氏染色 Gram Stain
革兰氏染色(1)
菌种鉴定
菌种获取
分离鉴定 保存复壮 革 兰 பைடு நூலகம் 染 色
Gram与革兰氏染色：
革兰氏染色法（Gram stain）是细菌学中广泛使用 的一种鉴别染色法，1884年由丹麦医师、细菌学家Hans Christain Gram创立并以其名字命名的。 Gram在对死于 肺炎的患者肺部组织进行检查时发现某些细菌对特定的染 料有很高的亲和力。他的染色方法是：首先采用苯胺-结 晶紫染液进行初然，然后用卢戈式碘液媒染，最后用乙醇 脱色。经过这样的染色后，发现肺炎球菌保持蓝紫色，肺 部组织背景为浅黄色，达到了将细菌与被感染的肺部组织 区分开的目的。几年以后，德国病理学家Carl weigert （1845-1904）在Gram染色方法基础上加上番红复染， 使其成为微生物学研究领域最常用的染色方法之一。
染色结果
革兰氏阳性菌都呈紫色，革兰氏阴性菌都呈红色。 其中变形杆菌被染成红色为阴性菌，四联球菌被染成紫 色为阳性菌。
变 形 杆 菌
四 联 球 菌
在实验中经常会出现假阳性和假阴性的结果
影响实验成功的因素：
涂片过厚 结晶紫染色过度 导致脱色不完全 （假阳性）
细胞固定过度 细胞培养 时间太长
造成细胞壁通透性的改变 （假阴性）
因此，在实验过程中应注意：
• 选择活跃生长期菌种染色
• 涂片不宜过厚
• 染色及脱色时间得当
实验报告
1》结果
（1）绘出油镜下观察的图像 （2）填表
菌名 大肠杆菌 四联球菌 菌体颜色 细菌形态 结果（G+ G- ）
思考题：
现有一株未知菌，个体明显大于大肠杆菌 请你鉴定该菌是革兰氏阳性还是革兰氏阴 性，如何确定你的染色结果的正确性？
实验三细菌的革兰氏染色(Gram stain)
肽聚糖(peptidoglycan) 肽聚糖
革兰阳性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链、 革兰阳性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥
N-乙酰葡糖胺 N-乙酰胞壁酸
溶菌酶作用点
青霉素作用点
肽聚糖(peptidoglycan) 肽聚糖
革兰阴性菌肽聚糖—聚糖骨架、 革兰阴性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链
大肠杆菌革兰氏染色
炭疽芽胞杆菌
五、实验报告
1．结果 ． 列表比较大肠杆菌、 列表比较大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和未知菌 的染色反应，并判断它们分别是G 的染色反应，并判断它们分别是 -或G+. 2．思考题 ． （1）作革兰氏染色涂片为什么不能过于浓厚？ ）作革兰氏染色涂片为什么不能过于浓厚？ 其染色成败的关键一步是什么？ 其染色成败的关键一步是什么？ （2）当你对一株未知菌进行革兰氏染色时， ）当你对一株未知菌进行革兰氏染色时， 怎样能确证你的染色技术操作正确， 怎样能确证你的染色技术操作正确，结果 可靠？ 可靠？
2．染色
（1）初染：加草酸铵结晶紫一滴，约一分钟， ）初染：加草酸铵结晶紫一滴，约一分钟， 水洗。 水洗。 （2）媒染：滴加碘液冲去残水，并覆盖约一 ）媒染：滴加碘液冲去残水， 分钟，水洗。 分钟，水洗。 （3）脱色：将载玻片上面的水甩净，并衬以 ）脱色：将载玻片上面的水甩净， 白背景， 白背景，用95％酒精滴洗至流出酒精刚刚 ％ 不出现紫色时为止， 秒钟， 不出现紫色时为止，约20～30秒钟，立即 ～ 秒钟 用水冲净酒精。 用水冲净酒精。 分钟， （4）复染：用番红液染 ～2分钟，水洗。 ）复染：用番红液染1～ 分钟 水洗。
• 革兰氏染色需用四种不同的溶液：碱性染料 革兰氏染色需用四种不同的溶液： （basic dye）初染液；媒染剂 ）初染液； ）；脱色剂 （mordant）；脱色剂（decolorising ）；脱色剂（ agent）和复染液（counterstain）。 ）和复染液（ ）。 • 碱性染料初染液 碱性染料初染液——结晶紫（crystal 结晶紫（ 结晶紫 violet） ） • 媒染剂 媒染剂——碘（iodine） 碘 ） • 脱色剂——95％的酒精（ethanol） 脱色剂 ％的酒精（ ） • 复染液 复染液——番红 番红
肺炎链球菌检验
营养要求高，必须在含有血清或多种氨 基酸、无机盐的培养基上生长良好。
血平板：半透明，灰褐色，圆形，湿润 光滑露滴样菌落。
易自溶。
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巧克力平板，蓝灰色，半透明，光滑 湿润的菌落。
卵黄双抗（EPV）平板：为无色，光 滑湿润的菌落。
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Optochin敏感试验阳性：单个菌落涂于血 平板上，用optochin纸片贴于接种区中央， 35℃需氧培养过夜，抑菌圈 >18mm。
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4．抗原结构
荚膜多糖抗原：多糖抗原，型特异性，共85型，
Ⅰ~Ⅲ型引起大叶性肺炎。 菌体种属特异性抗原：多糖抗原，存在于细胞
兼性厌氧，C02 5-10%生长最好。 溶血性——菌落周围有草绿色溶血环。 液体培养基中培养24h，呈均匀混浊，
后期因产生自溶而变得澄清
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3．生化反应
可分解多种糖类，产酸不产气。 胆汁溶解试验阳性：加入胆汁或10%
去氧胆酸钠，37℃.，5-10min，激活 本菌的自溶酶，出现溶菌现象。
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3. 小鼠毒力试验 有毒力的菌株，接种后12-36h， 死亡。
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第四节
奈瑟菌属 （neisseria）
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为一群G-双球菌，严格寄生菌， 人是自然宿主
主要致病菌是脑膜炎球菌 ( merningococcus) 和 淋 病 球 菌 (gonorrhoeae)
血清肉汤：呈微混浊。
革兰氏染色实验
革兰氏染色实验革兰氏染色（Gram Staining）是用来鉴别细菌的一种方法：这种染色法利用细菌细胞壁上的生物化学性质不同，可将细菌分成两类，即革兰氏阳性（Gram Positive）与革兰氏阴性（Gram Negative）。
(这种染色法是由一位丹麦医生汉斯·克里斯蒂安·革兰于1884年所发明)。
未经染色之细菌，由于其与周围环境折光率差别甚小，故在显微镜下极难观察。
染色后细菌与环境形成鲜明对比，可以清楚地观察到细菌的形态、排列及某些结构特征，而用以分类鉴定。
阳性紫色，阴性红色革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌：革兰氏阳性菌：葡萄球菌属（主要是金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等）、链球菌属（肺炎链球菌、草绿色链球菌、肠球菌等）、白喉杆菌、炭疽杆菌、破伤风杆菌、蜡样芽孢杆菌等，其中，金黄色葡萄球菌、肠球菌等为临床重要的病原菌。
革兰氏阴性菌：埃希氏菌属、枸橼酸菌属、假单胞菌属（绿脓杆菌等）、莫拉菌属（卡他莫拉菌等）、奈瑟菌属（淋球菌、脑膜炎双球菌等）、不动杆菌属（鲍曼不动杆菌、罗菲不动杆菌等）、克雷伯菌属（主要是肺炎克雷伯杆菌）、沙门氏菌属、志贺氏菌属（痢疾杆菌等）、黄杆菌属、变形杆菌属、军团菌属、耶尔森菌属、嗜血杆菌属（杜克雷嗜血杆菌、流感嗜血杆菌等）、产气杆菌属、霍乱弧菌、阴沟肠杆菌等。
革兰氏阴性菌在院内感染中的细菌感染中占了大约65%，且大多菌株容易对抗菌药物耐药，产生“新德里金属酶”（NDM-1）的绝大多数细菌都是革兰氏阴性菌（主要是大肠杆菌、鲍曼不动杆菌和肺炎克雷伯杆菌）。
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌是利用革兰氏染色法来鉴别的两大类细菌。
大多数化脓性球菌都属于革兰氏阳性菌，它们能产生外毒素使人致病，而大多数肠道菌多属于革兰氏阴性菌，它们产生内毒素，靠内毒素使人致病。
细胞形态和结构细胞的基本结构包括细胞壁和原生质体两部分。
原生质体位于细胞壁内，包括细胞膜（细胞质膜）、细胞质、核质和内含物。
肺炎链球菌检验
3
生物标记物发现
质谱技术可以发现与肺炎链球菌感染相关的生物 标记物，有助于疾病的早期诊断和预后评估。
生物信息学在肺炎链球菌检验中的应用
数据整合与分析
01
生物信息学可以对来自不同实验平台的数据进行整合和分析，
挖掘肺炎链球菌感染相关的生物标志物和药物靶点。
药物设计
02
基于生物信息学方法，可以预测和设计针对肺炎链球菌的新型
兼性厌氧菌
肺炎链球菌为兼性厌氧菌，在 有氧或无氧环境下均能生长。
营养要求高
肺炎链球菌对营养要求较高， 需要丰富的铁、维生素B等才
能正常生长。
肺炎链球菌的致病性
01
02
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致病物质
肺炎链球菌主要通过产生 毒素和酶致病，如荚膜多 糖、溶血素等。
感染途径
感染主要通过呼吸道飞沫 传播，也可通过接触污染 物品传播。
设备和专业操作。
药敏试验
总结词
药敏试验用于检测肺炎链球菌对抗菌药物的敏感性和耐药性，指导临床合理用药。
详细描述
药敏试验通过在培养基上接种肺炎链球菌，并添加不同抗菌药物，观察细菌的生长情况，从而判断细菌对抗菌药 物的敏感性和耐药性。药敏试验对于临床医生选择合适的抗菌药物具有重要意义，能够指导临床合理用药，提高 治疗效果并减少耐药性的产生。
疾病类型
感染后可引起大叶肺炎、 脑膜炎、中耳炎等多种疾 病。
肺炎链球菌的流行病学
季节性流行
肺炎链球菌感染有明显的 季节性，冬季和春季是高 发季节。
人群易感性
儿童、老年人、身体虚弱 者及免疫功能低下者易感。
地区分布
全球范围内均有肺炎链球 菌感染的报道，但发病率 和病死率存在地区差异。
02
革兰氏染色法
革兰氏染色法步骤及原理革兰氏染色法G﹢菌：细胞壁厚，肽聚糖网状分子形成一种透性障，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而孔障缩小，故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上。
呈紫色。
Gˉ菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，其脂含量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，沙黄复染后呈红色。
革兰氏染色法一般包括初染、媒染、脱色、复染等四个步骤，具体操作方法是：基本原理革兰氏染色反应是细菌分类和鉴定的重要性状。
它是1884 年由丹麦医师Gr 二创立的。
革兰氏染色法（Gram stain ）不仅能观察到细菌的形态而且还可将所有细菌区分为两大类：染色反应呈蓝紫色的称为革兰氏阳性细菌，用G＋表示：染色反应呈红色（复染颜色）的称为革兰氏阴性细菌，用G 一表示。
细菌对于革兰氏染色的不同反应，是由于它们细胞壁的成分和结构不同而造成的。
革兰氏阳性细菌的细胞壁主要是由肤聚糖形成的网状结构组成的，在染色过程中，当用乙醇处理时，由于脱水而引起网状结构中的孔径变小，通透性降低，使结晶紫一碘复合物被保留在细胞内而不易脱色，因此，呈现蓝紫色；革兰氏阴性细菌的细胞壁中肤聚糖含量低，而脂类物质含量高，当用乙醇处理时，脂类物质溶解，细胞壁的通透性增加，使结晶紫一碘复合物易被乙醇抽出而脱色，然后又被染上了复染液（番红）的颜色，因此呈现红色。
革兰氏染色需用四种不同的溶液：碱性染料（basic dye ）初染液；媒染剂（mordant ) ；脱色剂( decolorising agent ）和复染液（counter stain ）。
碱性染料初染液的作用象在细菌的单染色法基本原理中所述的那样，而用于革兰氏染色的初染液一般是结晶紫（crystal violet ）。
媒染剂的作用是增加染料和细胞之间的亲和性或附着力，即以某种方式帮助染料固定在细胞上，使不易脱落，碘（iodine ) 是常用的媒染剂。
脱色剂是将被染色的细胞进行脱色，不同类型的细胞脱色反应不同，有的能被脱色，有的则不能，脱色剂常用95 ％的酒精（ethanol ）。
肺炎链球菌的检测与分型技术
疫苗可预防疾病死亡数(WHO, 2003年6月)
5岁以内 5岁以上 合计
肺炎球菌疾病 轮状病毒 流脑AC Hib 黄热病 乙型肝炎 百日咳 破伤风 脊灰 麻疹 白喉
http://www.who.int/vaccine_research/about/gvrf/Levine_Orin.pdf.
2020/11/14
32A
43
12F, 15B, 17F, 20, 22F, 33F, 9N, 10A, llA
32F
44
33A
45
33B
46
33C
47A
33D
47F
33F
48
34
6D?
35A
11E?
35B
35C
35F
36
37
38
39
2020/11/14
4
肺炎链球菌的发现
1881年美国George Sternberg与法国Louis Pasteur首次各別从唾液中发现微尖型的双球菌
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8
沒有感染者
帶菌者
发病者
2020/11/14
9
肺炎链球菌疾病负担
突破血脑屏障 肺炎球菌菌血症
脑膜炎 脑脊液渗漏
鼻窦炎
突破呼吸道粘 膜纤毛防御系 统
中耳炎 鼻咽部移殖
腹膜炎 关节炎等
突破吞噬细胞防御系统
肺炎
2020/11/14 Salyers AA, Whitt DD. In: Bacterial Pathogenesis: A Molecular Approach. 2nd ed. Washington, USA: 10 ASM Press; 1994. p. 322-31
革兰氏染色法
革兰氏染色法(Gram's stain)是最常用的细菌染色法，本实验要求同学能正确掌握此染色方法的操作技术，理解其在鉴别细菌上的重要意义。
【原理】细菌经结晶紫初染染成蓝色。
革兰氏染色阳性菌（G+）细胞壁肽聚糖层数多，且肽聚糖为空间网状结构，再经乙醇脱水，网状结构更为致密，染料复合物不易从细胞内漏出，仍为蓝色。
而革兰氏染色阴性菌（G-）细胞壁脂类含量多，肽聚糖层数少，且肽聚糖为平面片层结构，易被乙醇溶解，使细胞壁通透性增高，结合的染料复合物容易泄漏，细菌被脱色为无色，再经石炭酸复红稀释液复染成红色。
【材料】【方法】按涂片→干燥→固定→染色→镜检的顺序进行。
准备载物玻片：用镊子从载物片缸中取出经3％盐酸酒精脱脂的载物玻片，用擦片布擦净，然后用特种铅笔在玻片背面画一个直径为1.5~2.0cm的圆圈，做为涂膜的标记范围。
1．涂片：按无菌操作取材法进行，具体步骤如下：用肉汤培养物涂片：①右手拿接种环的黑色塑料柄部分，左手托持试管。
②将接种环按15°角放在煤气灯的外焰中烧灼灭菌，直到把金属丝烧红(图1-2)，然后将铝制的银色柄部也通过火焰略加烧灼。
③用右手小指和手掌的前内缘拔掉左手所持试管的棉塞，并立即将试管口用火焰烧灼灭菌。
④用灭菌后已冷却的接种环伸入试管中取出材料(图1-3)，此时注意勿使沾有材料的接种环触碰试管壁及试管口。
⑤将试管口再次灭菌，棉塞也要在火焰上略加烧灼（时间要短以免点燃棉塞），塞好棉塞，放回原处。
⑥将接种环上之材料涂于载物片上，随后立即将接种环用火焰烧灼灭菌。
为防止细菌溅散污染环境，接种环灭菌前，须先将接种环靠近火焰或放内焰中烤干，然后再在外焰中烧红灭菌，杀死残留的细菌。
用斜面培养物涂片：用细菌斜面培养物涂片，需预先取一接种环生理盐水放在载物片上，然后再按无菌操作取材法从斜面培养物上取少量菌苔，在水滴内轻轻研磨将细菌制成菌悬液，再涂成一薄膜。
无菌操作取材步骤同前。
2．干燥：放空气中自然干燥。
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染色部位。 10.滴加 50µl 蕃红染色液，室温下静置 2 分钟后，蒸馏水冲洗载玻片，用吸水纸
吸去多余水分。不要让水流直接冲洗载玻片上染色部位。 11.镜检。100X 油镜下观察，肺炎链球菌革兰氏染色阳性，呈矛头状，常成对或
中国疾病预防控制中心
传染病预防控制所呼吸道传染病室
肺炎链球菌相关实验技术操作手册
革兰氏染色
（Gram Stain）
试验步骤： 1. 用移液器在载玻片上滴加 50µl 生理盐水或 PBS buffer。 2. 用无菌取菌环挑取可疑单个菌落溶于步骤 1 的液体中，制成均匀菌悬液。 3. 晾干载玻片。载玻片上的菌液必须完全干燥，才能进行下列操作。 4. 滴加 50µl 结晶紫溶液于载玻片上菌液干燥处，室温下静置 1min。 5. 蒸馏水冲洗载玻片。不要让水流直接冲洗载玻片上染色部位。 6. 滴加 50µl 碘液于染色处，室温下静置 1min。 7. 蒸馏水冲洗载玻片，用吸水纸吸去多余水分。不要让水流直接冲洗载玻片上
成短链排列。
图中箭头处为肺炎链球菌革兰氏染色后镜下观察结果。Leabharlann 本手册仅供实验室内部使用 版
2011 年第 1