中国工程院食品安全院士团队

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在科研及医学领域，细菌培养技术极为关键，它为我们打开了认识微观世界的大门。通过细菌培养，我们能深入探究细菌生命奥秘，无论是在基础研究中揭示其生理特性、遗传信息，还是在医学实践里用于疾病诊断、药物研发，它都发挥着不可替代的作用。而在细菌培养过程中，温度控制至关重要。

CO₂培养箱是细菌培养的核心设备，能精准调控温度、湿度、二氧化碳浓度等关键参数，为细菌营造稳定且适宜的生长环境。其中，温度参数的设置关乎细菌培养的成败。在众多细菌培养实验中，35℃成为常用温度设定值。这个温度与人体体温37℃仅相差2℃，却蕴含着深刻的科学原理与实践考量。

细菌的温度偏好分类

细菌是地球上古老且多样化的生物类群之一，具有强大的适应能力，能在多种极端环境中生存繁衍。温度作为影响细菌生命活动的关键因素之一，对细菌的分布与生长有重要作用。不同种类的细菌对温度有不同的偏好，根据最适生长温度的不同，可将细菌大致分为嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌和极端嗜热菌四大类。

嗜冷菌：嗜冷菌适应低温环境，在极地、冰川和寒冷海洋等区域生存，生长范围为 -5℃至 30℃，最适生长温度为 15℃至 20℃。其细胞膜富含不饱和脂肪酸，使细胞膜在低温下保持半流质状态，保障细胞与外界物质交换顺畅。嗜冷菌的酶二级结构含较多 α 螺旋，使其在寒冷环境中具有弹性，能在低温下发挥催化作用。此外，其酶极性强、亲水性氨基酸含量少，有助于保持蛋白质弹性及酶活性。例如北极冰冷海水中，嗜冷菌参与海洋生态系统物质循环和能量转换。

嗜温菌：嗜温菌适应接近人体体温的环境，生长范围在 10℃至 45℃，最适生长温度为 30℃至 37℃，包括许多病原菌，在人体、动物体及温和自然环境中广泛存在，与人类生活和健康密切相关。在 37℃左右，嗜温菌能高效进行代谢、繁殖等生命活动。像大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见病原菌，在人体体温下会迅速生长繁殖，引发疾病。医疗领域对嗜温菌的研究和防控至关重要，了解其生长特性和致病机制有助于开发针对性治疗方法和预防措施。

嗜热菌与极端嗜热菌：嗜热菌和极端嗜热菌生长范围分别为 25℃至 95℃和高于 80℃，最适生长温度分别为 50℃至 60℃和通常高于 80℃，在温泉、地热区和高温堆肥等高温环境中生存。它们细胞膜脂类物质高度饱和，使细胞膜熔点升高，高温下能保持完整，防止细胞内组分泄漏。同时，它们拥有高温下能正常发挥功能的酶和蛋白质合成系统，确保正常代谢和生长。例如美国黄石国家公园含硫热泉中，酸热硫化叶菌能在高于 90℃的环境中通过氧化硫获取能量茁壮成长。

为什么要设置成35℃？

了解了细菌的温度偏好分类后，我们就更容易理解为什么细菌 CO₂培养箱的温度通常设置为 35℃了，这主要基于以下五个方面的考虑。

1、避免温度波动对细菌生长的影响

理想状态下，CO₂培养箱应精准维持设定温度，为细菌生长提供稳定环境。然而，现实中培养箱温度控制存在一定误差，通常在±1 - 2℃之间，这可能显著影响细菌生长。若培养箱温度设定为37℃，由于波动，实际温度可能升至38 - 39℃。以李斯特菌为例，37℃已接近其生长温度上限，温度升高到38 - 39℃时，其生长会受抑制，代谢和繁殖异常。而温度设定为35℃时，即便有±1 - 2℃误差，实际温度也在33 - 37℃之间，恰好覆盖多数临床常见细菌的最适生长温度区间（33 - 37℃），可确保细菌在稳定温度下生长，避免高温的不利影响，保障细菌培养稳定性。

2、支持特殊菌群的生长

微生物世界丰富多彩，不同细菌有独特生长需求。部分环境菌，如荧光假单胞菌，和一些病原菌，像结肠炎耶尔森菌，在37℃环境下仿佛进入“休眠期”，无法正常生长。这是因为它们更适应较低温度环境，在37℃时，体内酶活性受抑制，代谢途径受阻，无法有效摄取营养和繁殖。当温度降至35℃，这些细菌如被唤醒，代谢活动恢复，能顺利摄取营养、分裂繁殖，生长态势改善。此外，35℃环境利于某些真菌形成典型菌落，如白念珠菌。在临床鉴定中，典型菌落形态特征是重要鉴定依据。35℃时，白念珠菌形成具明显特征的伪足样菌落，为临床医生准确鉴定病原菌提供便利，有助于快速、准确诊断疾病，制定合理治疗方案。

3、优化实验观察条件

在细菌研究中，观察鞭毛对了解细菌运动特性和分类鉴定至关重要，其活性和形态对研究细菌行为和生态意义重大。温度在此过程中起关键作用，较低温度（35℃）更利于细菌鞭毛活性观察和染色。
在37℃时，细菌代谢旺盛，鞭毛运动加快，观察和染色困难，难以清晰捕捉其形态和结构。而在35℃时，细菌代谢适中，鞭毛运动性维持良好，活性适中。这使我们在鞭毛染色实验中，能更清晰观察鞭毛的形态、数量和分布，为研究细菌运动机制和分类提供更准确实验结果。

4、温度对生长速率的权衡

理论上37℃是许多细菌最适生长温度，此时代谢酶活性最高，细菌能高效利用营养生长繁殖。但实验发现，降至35℃比升至39℃对细菌生长速度的影响更小。
细菌生长是复杂的生理过程，涉及多个代谢途径和生理反应协同。温度升高时，代谢酶活性虽可能提高，但细胞膜流动性增加、蛋白质稳定性下降等负面影响会干扰细菌正常生长代谢，导致生长速度下降。而温度降至35℃，细菌代谢减缓，但仍能在较宽范围内有效生长繁殖，且温度波动对生长影响小，实验结果更稳定可靠，便于科研人员观察分析。

5、兼顾真菌培养需求

在临床检测中，对深部组织样本（如痰液、血液等）进行培养时，可能同时存在细菌和真菌。35℃的温度设定展现出独特优势。
一方面，35℃更接近人体实际温度，能最大程度模拟样本在体内的生长条件，有利于保持样本中微生物的活性和生长状态，提高检测准确性。另一方面，35℃能够促进真菌与细菌的混合生长，满足这两种微生物的生长需求，使得我们能够在同一培养条件下对它们进行观察和分析，为临床诊断提供更全面的信息。

6、培养温度选择的综合考量

细菌 CO₂培养箱温度设置为 35℃，是综合考虑设备精度、微生物多样性以及实验操作需求等多方面因素后的选择。这一温度既能满足大多数细菌稳定生长的需求，又能有效避免高温波动带来的负面影响，为细菌培养实验提供可靠保障。
在实际科研和临床检测中，需根据具体实验目的和细菌种类灵活调整培养温度，以获得最佳培养效果。随着科技进步，CO₂培养箱性能不断提升，未来可能出现更精准、智能的温度控制技术，为细菌培养领域带来新突破和发展。但深入理解细菌生长特性和温度影响，始终是开展细菌培养工作的基础和关键。

来源：环凯转载于医研学者公众号，作者~爱做实验的小研 ；
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