清宮玻璃底版微生物初步分析研究

摘 要：故宮博物院藏有2萬多件玻璃底版，由于這些底版年代久遠(yuǎn)、自身材質(zhì)特殊，再加上保存方式和環(huán)境等因素的影響，部分玻璃底版已出現(xiàn)諸多問題，而微生物的破壞是玻璃底版變色、損毀的重要因素。為開展院藏玻璃底版的保護(hù)工作，文章通過科學(xué)儀器分析及實(shí)驗(yàn)研究，對玻璃底版上的微生物進(jìn)行取樣培養(yǎng)、檢測、分離鑒定，明確了玻璃底版中主要細(xì)菌和霉菌的種屬，針對其生長特點(diǎn)和需求，從微生物視角分析適合玻璃底版的存儲(chǔ)環(huán)境及保護(hù)對策。

關(guān)鍵詞：清宮;玻璃底版;微生物;細(xì)菌;霉菌;檢測

1 引言

攝影術(shù)自發(fā)明以來，經(jīng)歷了銀版、蛋白相紙、玻璃濕版、玻璃干版、膠片、數(shù)碼影像等幾個(gè)階段[1]。玻璃底版（硬片）是賽璐珞膠片（軟片）發(fā)明前廣泛采用的底版，具有廣泛的應(yīng)用。故宮博物院清宮、河南博物館等歷史博物館中都珍藏有大量的玻璃底版[2]，尤其是故宮博物院，珍藏的玻璃底版多達(dá)2萬多張，這些底版通過一百多年前的攝影術(shù)，將20世紀(jì)初北京的市容市貌、紫禁城的重要?dú)v史事件、重要?dú)v史文物、古建筑的風(fēng)貌永久地進(jìn)行了定格。這些底版具有歷史影像載體與20世紀(jì)文物的雙重屬性，對故宮博物院院史研究、古建原狀復(fù)原、古建保護(hù)與修繕、故宮整體保護(hù)、數(shù)字資源系統(tǒng)建設(shè)等方面工作具有重要的價(jià)值[3]。然而，由于玻璃底版材質(zhì)的特殊，使它質(zhì)地脆弱，時(shí)效有限，加上故宮博物院的玻璃底版保存久遠(yuǎn)，又因玻璃底版片基介質(zhì)本身的脆弱及保存環(huán)境、保存方式的影響，故宮博物院所藏的部分玻璃底版上的藥膜與空氣中的氧、光發(fā)生作用，對玻璃底版造成危害，有些玻璃底版畫面已經(jīng)出現(xiàn)了破裂、變色、褪色、霉菌、粘連、發(fā)灰、發(fā)黃、發(fā)霉等情況，影響了玻璃底版原有的記錄信息，迫切需要盡快地進(jìn)行玻璃底版的搶救性保護(hù)工作[4]。

玻璃底版上藥膜內(nèi)的銀鹽層容易氧化，由于故宮博物院的玻璃底版保管條件有限，室溫自然環(huán)境、濕度及溫度不能恒定，受濕氣影響而產(chǎn)生了各種微生物。微生物加重了玻璃底版的變色、褪色和發(fā)霉等問題[5]。目前，關(guān)于玻璃底版中微生物問題的研究還鮮有開展。開展故宮玻璃底版的保護(hù)工作，需要了解玻璃底版中的微生物狀況，對玻璃底版中的微生物進(jìn)行科學(xué)分析，有助于了解這些微生物的名稱、特性，進(jìn)而針對微生物的特點(diǎn)，提出有效的玻璃底版保護(hù)措施，這對保護(hù)清宮玻璃底版具有重要的意義。基于此，本文選擇了6件藥膜面用肉眼觀測到不同形狀斑的玻璃底版做檢測，分析其中的微生物特性。

2 材料與方法

2.1 樣品選擇

在故宮博物院清宮的2萬多片玻璃底版中，既有繪畫、書法、碑帖、陶瓷、雕塑等文物類影像，還有清宮皇室肖像等人物類影像，更有老北京建筑及故宮建筑等古建類影像，以及歷史事件影像等。玻璃底版不僅影像類型多樣，其自身的玻璃尺寸也多種多樣，尤其是十六寸和十八寸的，甚至還有大于十八寸的巨大幅玻璃底版，由于保存不易，存世相當(dāng)少。為了滿足研究的需要，本文從大于十六寸的玻璃底版中，選擇了保存環(huán)境一樣、受損程度差距不大，且外觀上看受微生物侵害癥狀明顯的6件不同類別的玻璃底版為樣品，這些玻璃底版的玻璃基體透明，玻璃有破損、缺角現(xiàn)象，具體年代和來源不詳。實(shí)驗(yàn)的過程中，將選用的玻璃實(shí)體樣品按照1～6進(jìn)行編號，每件實(shí)體樣品的特點(diǎn)如圖1～圖6所示。

實(shí)驗(yàn)所選擇的6塊玻璃底版樣品的文物類別、尺寸如表1所示。從表1中可以看出2號和6號底版尺寸一致，是所選擇的6片底版中尺寸最小的，其畫面類別一致;3、4、5號玻璃底版長度一致，3號和5號玻璃底版寬度一致，1號玻璃底版的面積和厚度最大。

2.2 分析方法

為有效地對玻璃底版的微生物進(jìn)行分析，通過細(xì)菌和霉菌培養(yǎng)法，對所采集到的微生物進(jìn)行培養(yǎng)，通過序列分析及觀測特征等方法，確定玻璃底版中的微生物種屬。

步驟1：從各玻璃底版上分離培養(yǎng)并鑒定樣品上的微生物，包括細(xì)菌和霉菌。將樣品放到無菌水中浸泡并震蕩，分別取菌液涂布接種到牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基、PDA（馬鈴薯蔗糖固體培養(yǎng)基）、沙氏培養(yǎng)基三種培養(yǎng)基上，于28～30攝氏度的溫度中培養(yǎng)3～5天，觀察統(tǒng)計(jì)各種菌落。

步驟2：將分離到的細(xì)菌接種到新鮮牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上，培養(yǎng)16～20小時(shí)，進(jìn)行細(xì)菌革蘭氏染色及顯微鏡觀察，利用細(xì)菌通用引物進(jìn)行菌落PCR。

步驟3：PCR完成后通過瓊脂糖凝膠電泳檢測，測定序列，將序列分析結(jié)果與國際核酸序列庫進(jìn)行分析比對，確定種屬關(guān)系。在顯微鏡下觀察霉菌的產(chǎn)孢子結(jié)構(gòu)及菌絲結(jié)構(gòu)，根據(jù)菌落特征、產(chǎn)孢子結(jié)構(gòu)特征、菌絲特征進(jìn)行綜合考慮，鑒定種屬。

3 結(jié)果分析

3.1 細(xì)菌分離結(jié)果及鑒定

3.1.1 細(xì)菌分離結(jié)果

在PDA培養(yǎng)基上6個(gè)實(shí)體樣品均長出一種暗紫紅色細(xì)菌菌落，菌落邊緣不整齊，正反面顏色一致。在牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基上，2號實(shí)體樣品長出大量均一的細(xì)菌菌落，呈白色。3、4、5、6號實(shí)體樣品都長出與1～6號菌體樣品在PDA培養(yǎng)基上長出相似的細(xì)菌菌落。細(xì)菌分離結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上，1號菌體樣品沒有長出細(xì)菌，而2～6號菌體樣品均長出了芽孢桿菌，在PDA培養(yǎng)基上，所有菌體樣品都長出了芽孢桿菌。2號菌體樣品生長出巨大芽孢桿菌，其內(nèi)部發(fā)生的蛋白酶和淀粉酶的水解作用，能夠?qū)е碌装孀兩?，并產(chǎn)生黏絲狀物質(zhì)，改變底版原有的圖像結(jié)構(gòu)。而枯草芽孢桿菌則具有耐氧化能力強(qiáng)的特點(diǎn)，在玻璃底版中的銀鹽物質(zhì)氧化后仍然能夠存在，從而會(huì)對底版中的顯像物質(zhì)造成干擾。

3.1.2 細(xì)菌菌落特征分析鑒定結(jié)果

分析菌體樣品中的細(xì)菌菌落特征，其中細(xì)菌1～6號菌體在PDA培養(yǎng)基上形成紅褐色菌落，邊緣不整齊，菌落中心顏色深，菌落正反面顏色相似。在牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基上，形成淡淡褐色，略帶淡淡的粉色，菌落邊緣整齊，正反面顏色相似，見圖7左所示;細(xì)菌1～6號菌體在PDA培養(yǎng)基上形成的菌落特征，為革蘭氏染色陽性，菌體形態(tài)為長桿狀，見圖7右所示。

2號菌體在固體牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上，長出大量均一的乳白色菌落，表面光滑，邊緣整齊，菌落正面和背面顏色相似，見圖8左。在顯微鏡下觀察，為革蘭氏染色陽性，菌體形態(tài)為長桿狀，見圖8右。

細(xì)菌3～6號菌體樣品在牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基上長出的細(xì)菌菌落和細(xì)菌1～6號菌體樣品在PDA培養(yǎng)基上長出的細(xì)菌菌落形態(tài)相似，如圖9左，在顯微鏡下觀察，為革蘭氏染色陽性，菌體形態(tài)，見圖9右。

細(xì)菌菌落特征分析鑒定結(jié)果表明，2號菌體樣品在牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基上長出的細(xì)菌、3～6號菌體樣品在牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基上長出的細(xì)菌和1～6號菌體樣品在PDA培養(yǎng)基上長出的細(xì)菌均為革蘭氏染色陽性，菌體形狀相似，說明三種細(xì)菌屬于同一個(gè)菌屬。

3.2 霉菌分離結(jié)果及鑒定

3.2.1 霉菌分離結(jié)果

在沙氏培養(yǎng)基上，其中1～4號菌體樣品都長出霉菌，從顏色上來看，其菌落中心為綠色，邊緣顏色顯白色，同心圓狀，5號菌體樣品上出現(xiàn)黃色霉菌、菌絲和孢子蔓延。在顯微鏡下觀察，1～4號菌體樣品在沙氏培養(yǎng)基上長出的霉菌菌絲粗，內(nèi)有類似孢子狀結(jié)構(gòu)，5號菌體樣品在沙氏培養(yǎng)基上產(chǎn)生大量球形或亂形孢子。霉菌分離結(jié)果如圖10～圖14所示。

3.2.2 霉菌特征分析鑒定結(jié)果

1～4號菌體樣品在沙氏培養(yǎng)基上長出的霉菌，其菌落大，菌落直徑1～2厘米，菌落正面呈黑褐色或略帶綠色，菌落邊緣有圓環(huán)，菌落背面呈黑褐色，是菌絲為黑褐色的霉菌，如圖15所示。根據(jù)菌落和菌絲特征，將其鑒定為向基孢屬。

5號菌體樣品在沙氏培養(yǎng)基上長出的霉菌，其分生孢子梗與菌絲有明顯區(qū)別，分枝有時(shí)叢集呈疣狀突起，分生孢子串生，為球形或卵圓形，呈無色或微黃色，如圖16所示。根據(jù)其桿菌菌落特征、菌絲及產(chǎn)孢子結(jié)構(gòu)，將5號菌體樣品在沙氏培養(yǎng)基上長出的霉菌鑒定為串珠霉屬。

串珠霉又稱為脈孢霉，和向基孢屬霉類似，兩者都是一種生活力極強(qiáng)的霉菌。由于串珠霉的分生孢子具有較強(qiáng)的耐高溫特點(diǎn)，能夠在4～44攝氏度內(nèi)的環(huán)境下生長，尤其是在25～36攝氏度的環(huán)境中，串珠霉生長最快。研究表明，串珠霉在培養(yǎng)料含水量53%～67%時(shí)生長迅速，且能在pH3～9的環(huán)境中生長[6]。

通過細(xì)菌和霉菌的分離培養(yǎng)及鑒定研究，所有樣品上都含有枯草芽孢桿菌，其中1號菌體樣品含有一種枯草芽孢桿菌，2號菌體樣品含有一種巨大芽孢桿菌和一種枯草芽孢桿菌，3～6號菌體樣品上都含有兩種枯草芽孢桿菌，是枯草芽孢桿菌不同的菌株。1～4號菌體樣品都含有一種霉菌，分類上屬于向基孢屬，5號菌體樣品含有一種霉菌，分類上屬于串珠霉屬，6號實(shí)體樣品上未分離到霉菌。結(jié)合1～6號實(shí)體樣品的尺寸和環(huán)境可以發(fā)現(xiàn)，在玻璃底版中，細(xì)菌和霉菌的產(chǎn)生與玻璃的尺寸沒有明顯的關(guān)系，在當(dāng)前的保存環(huán)境下，細(xì)菌和霉菌都具有較好的長勢，需要針對這些不同細(xì)菌與霉菌的生長特點(diǎn)，制定相應(yīng)的處理和保護(hù)措施。

4 結(jié)語

對6種實(shí)體樣品進(jìn)行細(xì)菌和霉菌的分離鑒定表明，在細(xì)菌方面，6個(gè)實(shí)體樣品均含有枯草芽孢桿菌，其中1號實(shí)體樣品含一種枯草芽孢桿菌，2號實(shí)體樣品含有一種巨大芽孢桿菌和一種枯草芽孢桿菌，3～6號樣品均含有兩種枯草芽孢桿菌。在霉菌方面，1～5號實(shí)體樣品均含有霉菌，6號實(shí)體樣品未含有霉菌，其中1～4號為向基孢屬，5號為串珠霉屬?，F(xiàn)有研究表明，細(xì)菌和霉菌的生長和繁殖需要在滿足適宜的溫度、足夠的水分、潮濕的環(huán)境、存在有機(jī)物的環(huán)境下才能進(jìn)行生長并繁殖[7]。其中，霉菌最適宜的生長溫度在25～35攝氏度之間，在相對濕度90%～100%條件下生長良好，相對濕度降至80%～85%，霉菌生長變得緩慢甚至停滯。對于細(xì)菌和霉菌的控制，只要控制與細(xì)菌和霉菌生命活動(dòng)有關(guān)的任何一個(gè)因素，其生長就會(huì)受到極大的抑制。因此，可以從抑制細(xì)菌和霉菌的生長條件上，通過改變玻璃底版的存儲(chǔ)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。

枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌以及霉菌均適合在ph為6～7中性環(huán)境、溫度30攝氏度左右的環(huán)境下生長，可以通過改變環(huán)境的ph情況和室溫情況，將玻璃底版放置在偏堿性、20攝氏度左右、濕度低于40%、干燥、通風(fēng)、潔凈地方，以抑制細(xì)菌和霉菌生長。同時(shí)又不至溫度過高引起藥膜密度增大，使玻璃底版的感光度和反差降低?？傊⑸锸且鹎鍖m玻璃底版破壞的重要因素，從微生物視角進(jìn)行清宮玻璃底版的保護(hù)，一方面既要考慮營造不利于細(xì)菌和霉菌增長的環(huán)境，另一方面又要考慮所制造的環(huán)境不改變玻璃底版本身的物理和化學(xué)性質(zhì)。

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【作者簡介】徐彩蘭（1968—），女，本科，文學(xué)學(xué)士，副研究館員，研究方向：玻璃底片、盆景。