生化工程應用生化工程應用E. coliE. coli 大腸桿菌之生長曲線大腸桿菌之生長曲線

實驗操作日期：實驗操作日期： 90.12.1390.12.13

報告者：化工所研一陳克強報告者：化工所研一陳克強

黃智銘 黃智銘

實驗流程實驗流程

Autoclave 挑菌，培養基選擇

Overnight culture

Shaking bath 培養

分光光度計測量細菌濃度

數據分析

AutoclaveAutoclave （滅菌）（滅菌） ----AutoclaveAutoclave 之目之目的的 生物工程的實驗要求

精確，稍一點污染便會導致失敗，來自外界無數看不見的菌類，都可能在操作時造成污染，為確保實驗儀器、設備無菌，在使用前必須先加以滅菌。

AutoclaveAutoclave （滅菌） （滅菌） ---- 操作條件操作條件

溫度 ---120 ～ 125℃壓力 ---2 atm

AutoclaveAutoclave （滅菌）（滅菌） ---- 操作時間操作時間

固體固體 ---25---25 ～～ 3030 分鐘分鐘液體液體 ---15---15 分鐘 分鐘

mediummedium （培養基）（培養基） • M9 mediumM9 medium ：：

Na2HPO4 7H2O ‧Na2HPO4 7H2O ‧ 磷源磷源KH2PO4 KH2PO4 磷源磷源NaClNaClNH4Cl NH4Cl 氮源氮源MgSO4 MgSO4 硫源硫源CaCl2CaCl2glucose glucose 碳源碳源有時有時 NaNa 、、 KK 、、 MgMg 、、 CaCa 等金屬離子可作為等金屬離子可作為 Coemzyme Coemzyme （輔（輔）其所）其所需量很少。 需量很少。

• LB mediumLB medium ：：

Tryptone-bTryptone-bYeast extract-BYeast extract-BNaCl NaCl

養菌挑菌 養菌挑菌 (( 一一 ))

為避免挑菌時污為避免挑菌時污染菌種，以經滅菌的木染菌種，以經滅菌的木棒摘取，為避免木棒受棒摘取，為避免木棒受污染，必須小心拿取木污染，必須小心拿取木棒末端。棒末端。

養菌挑菌 養菌挑菌 (( 二二 ))

以木棒挑取以木棒挑取固態培養基上的一個菌固態培養基上的一個菌落落（（ E. coli VJS676E. coli VJS676 ），置），置入含有入含有 mediummedium 的試管的試管中。 中。

Overnight culture Overnight culture

旋轉式震盪機旋轉式震盪機中以中以 37℃37℃ 、轉速：、轉速： 85 85 rpmrpm ，作隔夜培養，一般，作隔夜培養，一般培養培養 12-1612-16 小時。小時。

三角錐形瓶三角錐形瓶 shaking bathshaking bath 培養 培養

300ml300ml 三角錐形瓶中加入三角錐形瓶中加入30 ml LB medium30 ml LB medium 於於 shaking shaking bathbath 中，用中，用 37℃37℃ ，， 108 108 rpmrpm 轉速培養起始濃度設定轉速培養起始濃度設定為為 0.050.05 （以（以 O.D.O.D. 值表示），值表示），故於故於 Overnight cultureOvernight culture 所得所得之菌中，取出之菌中，取出 0.442ml0.442ml

菌液，加入錐形瓶中培養。菌液，加入錐形瓶中培養。 442.0

394.305.0

30 x

mlx

測量測量 O.D----O.D---- 抽樣抽樣

• 抽樣抽樣——每隔每隔 3030 分鐘以分鐘以滴管吸取樣品滴管吸取樣品 1ml1ml 於於比色槽中。比色槽中。

測量測量 O.D. ----O.D. ---- 量測 量測

• 利用分光光度計測量於利用分光光度計測量於 O.D. 600nmO.D. 600nm 時的吸收度。時的吸收度。

圖表圖表 .1.1

1.00E-02

1.00E-01

1.00E+00

1.00E+01

0 2 4 6 8 10OD值

Time(hr) OD值0 5.00E-021 1.80E-01

1.5 2.81E-012 5.38E-01

2.5 9.50E-013 1.37E+00

3.5 2.03E+004 2.27E+00

4.5 2.68E+005 3.06E+00

5.5 3.05E+006 3.12E+00

6.5 3.13E+007 3.18E+00

7.5 3.17E+008 3.18E+00

max

Growth curve of cell

Time (hr)

圖表圖表 .2.2

Growth curve of cell

Time (hr)

Growth curve of cell

1.00E+07

1.00E+08

1.00E+09

1.00E+10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Time (h)

log

Cell

num

ber /

mL

Time(hr) cell number

0 5.00E+071 1.80E+08

1.5 2.81E+082 5.38E+08

2.5 9.50E+083 1.37E+09

3.5 2.03E+094 2.27E+09

4.5 2.68E+095 3.06E+09

5.5 3.05E+096 3.12E+09

6.5 3.13E+097 3.18E+09

7.5 3.17E+098 3.18E+09

計算：計算：

dt

dx

x

1max

when is constant txx 0lnln

由 plot log OD vs. t

The greatest slope in linear region:

由實驗數據得知 :

1

max 9316.023

538.0ln366.1ln

hrhr

…………….(1)

…….(2)

Maximum growth rate

計算：計算： ＝ doubling time of cellsd

txx )ln(0

…………….(3)

2ln

d9316.0

2lnd hrd 744.0

min6.44

d2ln …………….(4)

occurs when d 02xx