新型漏斗型染色架
——應(yīng)用于革蘭氏染色實驗教學(xué)的探索

文/廣東江門中醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院 周敏瑜 譚瓊 熊群英

微生物實訓(xùn)是進行微生物研究的重要實訓(xùn)課程。微生物檢驗方法包括形態(tài)學(xué)檢查、生化鑒定試驗等，其中形態(tài)學(xué)檢查需要對標(biāo)本片進行染色，染色架的使用與便利，對食品微生物形態(tài)檢驗起著重要作用。本文依托指導(dǎo)大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競賽，對設(shè)計研發(fā)新型漏斗型染色架并應(yīng)用于革蘭氏染色實驗教學(xué)進行探索。

一、研究背景及意義

在食品院校，《食品微生物》是食品專業(yè)的核心專業(yè)課程。在進行微生物形態(tài)學(xué)檢查時需要制作玻片涂片標(biāo)本，進行染色處理，并在顯微鏡下觀察。染色效果好，能在顯微鏡下清晰看到涂片標(biāo)本上微生物的形狀、大小、排列和染色性，并可作出準(zhǔn)確檢驗報告，染色效果不佳的，會導(dǎo)致錯誤報告。

在眾多染色法中，以革蘭染色法為例，將涂片標(biāo)本放置在染色架上，即可開始染色。其過程分為四個步驟，第一步是初染、水洗，第二步是媒染、水洗，第三步是脫色、水洗，第四步是復(fù)染、水洗。因此，染色架是必要的設(shè)備之一。現(xiàn)在，大多數(shù)食品檢驗用于革蘭染色試驗的染色架是比較簡陋的傳統(tǒng)染色架和水池式染色架，會產(chǎn)生如下使用問題：①廢液是從水池直接排入下水道，存在生物安全隱患和環(huán)境污染；②染色液大量浪費；③重復(fù)使用造成交叉感染或假陽性假陰性的檢驗結(jié)果；④在學(xué)校實訓(xùn)課堂上使用，由于學(xué)生人數(shù)多，水池位置相對集中，不方便多人同時操作，不利于學(xué)生獨立完成操作訓(xùn)練。鑒于上述原因，改良染色架是很有必要的。

二、研究階段

1.第一階段(發(fā)現(xiàn)問題)：在實驗操作過程中體會到傳統(tǒng)染色架所存在的問題，以及學(xué)生使用所造成的困擾而提出問題?！秾嶒炇疑锇踩謨浴啡骊U述了生物安全管理及保障問題，對實驗室的硬件和軟件提出明確要求，增加了危險評估、實驗室生物安全保障等方面，就如傳統(tǒng)染色實驗過程中產(chǎn)生的廢液、廢物無法集中處理，會導(dǎo)致對實驗人員和環(huán)境有一定的危害，尤其是致病菌引起的感染，而在染色實驗中使用新型漏斗型染色架就可以把廢液集中在一起處理后排放，避免污染環(huán)境和對公眾造成傷害。

2.第二階段(采集信息)：組建研究團隊，由食品專業(yè)二年級學(xué)生組成，因為食品專業(yè)核心課程《食品微生物》有染色實驗，使用頻率多。成員們積極進行社會調(diào)研：①到其他食品院校的食品實訓(xùn)室教學(xué)實驗基地進行調(diào)研，了解染色架的使用情況，并認(rèn)真聽取實驗人員和學(xué)生對染色架的意見和建議；②到食品藥品檢驗所進行調(diào)研；③到食品企業(yè)檢驗室進行產(chǎn)品的數(shù)據(jù)調(diào)研；④了解市場中各類染色架的類型并采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。通過教學(xué)實訓(xùn)基地、食品藥品檢驗所、食品企業(yè)檢驗室及操作人員需求等采集到的信息進行統(tǒng)計分析，確定研發(fā)方向。

3.第三階段(確定目標(biāo))：明確制作適合課堂上實訓(xùn)教學(xué)使用的染色架：方便操作、方便染色效果監(jiān)控、提高準(zhǔn)確率、可多人同時使用、減少環(huán)境污染、降低生物安全隱患、降低使用成本、可重復(fù)使用等。

4.第四階段(設(shè)計制作)：根據(jù)實驗室布局、玻片大小、實驗人員分組、水池位置、生物安全等方面進行新型染色圖紙設(shè)計到實物制作及試用(圖1)。

圖1 新型漏斗型染色架上面觀效果圖

第五階段(實際應(yīng)用)：新型漏斗型染色架已經(jīng)應(yīng)用于實訓(xùn)課堂上，基本上解決了原來所存在的問題，經(jīng)過對食品專業(yè)200名學(xué)生的無記名問卷調(diào)查，85%的學(xué)生認(rèn)為使用方便，至少可以滿足6位學(xué)生同時進行染色操作，不同染色法可同時進行操作；80%的學(xué)生認(rèn)為安全性較高，表現(xiàn)在沖水時水花基本不外濺，廢液全部收集并統(tǒng)一處理，減少污染，特別是教學(xué)實訓(xùn)課堂上學(xué)生人數(shù)較多，杜絕污染、保障生命安全至關(guān)重要。

三、新型漏斗型染色架

本次探索中新型漏斗型染色架為了便于在實訓(xùn)教學(xué)沒有水池的地方中操作，具有便捷性和攜帶方便的特點，能將染色產(chǎn)生的廢液集中收集，統(tǒng)一處理。并且能同時對多個玻片進行不同的染色類型操作，具體如下：創(chuàng)新點使用漏斗型，引流廢液；架上的擋水板可防止液體污染操作者。

(一)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(見圖2、圖3、圖4)分為上下兩部分:上半部分是四方形的置片架，長寬高分別為18厘米、18厘米、3厘米，下半部分是漏斗狀排水裝置，高為7cm ，整個染色架高度為10cm。從上面看，正四方體內(nèi)嵌入兩組置片桿，四周有擋水板。每組置片桿可放置4～5張普通玻片(長7.5cm×寬2.5cm)，兩組共可放置8～10張玻片，組間置片桿距離為3.0cm，組內(nèi)置片桿距離為4.5cm。

圖2 新型染色架側(cè)面觀

圖3 新型染色架上面觀

圖4 新型染色架及配件圖

表1 各類型染色架的特點比較

(二)使用方法

使用方法(以革蘭染色為例)：把制好的細(xì)菌涂片玻片標(biāo)本平放在置片桿上，即可開始染色。革蘭染色過程分為四步：①初染，滴加結(jié)晶紫染色液于菌膜上，染色液完全覆蓋菌膜，保留一定時間，水洗；②媒染，滴加碘液于菌膜上，染色液完全覆蓋菌膜，保留一定時間，水洗；③脫色，滴加95%乙醇脫色液，觀察脫色效果，至結(jié)晶紫不再脫出即水洗；④復(fù)染，滴加沙黃染色液于菌膜上，染色液完全覆蓋菌膜，保留一定時間，水洗。每一環(huán)節(jié)水洗時，置片桿四周的擋水板，可防止染色液或含有細(xì)菌的液體污染到周圍環(huán)境與操作員，降低了生物安全隱患。多余的染液和廢液都可從漏斗狀排水裝置流入廢液桶再集中處理。其中脫色環(huán)節(jié)是決定染色結(jié)果是否準(zhǔn)確的關(guān)鍵。使用本染色架時實驗人員方便觀察標(biāo)本的脫色情況以控制脫色時間的長短，可避免假陰陽性結(jié)果的出現(xiàn)，提高檢查結(jié)果的準(zhǔn)確率。

在實驗室，學(xué)生可以圍繞在染色架周圍同時進行操作，滿足教學(xué)需要。擋水板能夠防止污染到周圍環(huán)境與操作人員，廢液集中處理等措施使染色架適用場所擴大，因而有廣闊的使用前景。

(三)創(chuàng)新點

新型漏斗型染色架的創(chuàng)新點如下：

1.結(jié)構(gòu):從現(xiàn)有的水池式染色架改造為漏斗型染色架。

2.操作方便：玻片平放于置片桿上，可供多人同時使用，還可直接觀察染色效果的變化情況以控制脫色時間，可避免假陰陽性結(jié)果的出現(xiàn)，提高檢驗的準(zhǔn)確率。置片桿四周的擋水板，可防止染色液或含有細(xì)菌的液體污染到周圍環(huán)境與操作員，降低了生物安全隱患。

3.降低成本：與傳統(tǒng)染色架比較，所耗染色液量少，成本降低，減少交叉污染，減少假陽假陰性結(jié)果的出現(xiàn)。

4.廢液處理：用廢液桶收集廢液后統(tǒng)一處理，降低對使用場所安全等級的要求。

5.方便清潔：使用后直接在水龍頭下沖洗即可。

6.可反復(fù)使用，經(jīng)久耐用。

新型漏斗型染色架與傳統(tǒng)型染色架、水池式染色架的特點比較見表1。

四、實際應(yīng)用與市場前景

1.新型漏斗型染色架適用范圍：適用于食品院校食品微生物核心課程的形態(tài)學(xué)檢查。此外，還廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)病原生物檢驗、海關(guān)檢驗檢疫、化妝品的衛(wèi)生檢查等。

2.推廣前景：造價較低，方便快捷耐用，用材簡單，容易清洗，特別在教學(xué)實踐上使用價值大，而且應(yīng)用范圍廣，有一定市場前景。

3.新型漏斗型染色架后期相關(guān)產(chǎn)品展望：①在染色架的擋水板的相對面上分別安裝一個捷便性的手柄，方便清洗染色架；②在漏斗底部加裝一個隔網(wǎng)，防止玻片掉落，在漏斗底部加隔網(wǎng)可節(jié)省用料又能達到一樣的效果；③可以在置片桿上焊玻片固定點，防止玻片在染色過程中滑落和更好地倒出多余的水滴；④可以構(gòu)思把新型漏斗型染色架上半部的四方體與下半部的漏斗弄成自由伸縮的狀態(tài)，節(jié)省空間；⑤發(fā)展更多不同材質(zhì)不同規(guī)格的染色架，更好迎合市場的實際需求；⑥設(shè)計染色架與廢液收集桶一體化系列產(chǎn)品。