原標題:微生物藝術家們又出來搞事啦!
作者:姬麥軒
編輯:婉珺
創作微生物培養皿藝術一直是微生物實驗室工作人員喜愛的活動。
美國微生物學會的培養皿藝術大賽已經在全世界範圍內舉辦了三屆;中國也舉辦了第一屆「中國微生物培養皿藝術大賽」。很榮幸,我的培養皿創作作品在這次比賽中拿到了獎項,在此也想跟大家分享一下我的培養皿作畫的過程。
先來介紹一下培養皿作畫的基本原理吧。
培養皿作畫是以細菌或真菌為顏料,培養基平板為畫布。因此培養基和「顏料」的選擇是培養皿作畫的關鍵。
絕大部分細菌是無色的,只有極少部分細菌在特定的培養基上會產生色素並顯現出顏色,如金黃色葡萄球菌可以產生黃色色素,銅綠假單胞菌產青色色素等;還有某些細菌可以分泌相應蛋白呈現顏色,如透明顫菌可以表達血紅蛋白使菌落呈現粉紅色。
細菌呈現的顏色就一定由它分泌的色素或者蛋白決定的嗎?當然不是!微生物學家們為了鑑別各種細菌,喪心病狂地發明了各種各樣的顯色培養基。每種顯色培養基中有特定的顯色底物(通常為無色),它是根據目標菌所特有的糖苷水解酶(或氨基肽酶),將發色或螢光分子與糖分子通過糖苷鍵連接合成得到的,將其添加於培養基中,當目標細菌分解該底物後,就能釋放出發色物質或者螢光基團,使目標菌著色或發出螢光。
而培養基的成分,直接決定了菌的生長狀態。如加些酵母粉可以使菌落長得更大,䏡腖可以促進細菌分泌酶量增強,進而影響菌落顏色。
在了解了這些基本原理之後,我(們)就可以開始創作一幅培養皿畫作了!
想創作,你需要一些「硬體」
總得來說,需要有培養基、菌株、無菌水、培養皿、接種環等。
供圖:姬麥軒
無菌水、培養皿和接種環就不多說了,都是基本工具;重點來談談我準備的培養基和菌株吧。
市面上的顯色培養基通常是為了快速鑑別某種目標菌而研發的。為了區分目標菌,培養基中最多含有兩種顯色底物。而為了此次的培養皿大賽,我在培養基中添加了3種顯色底物(5溴4氯3吲哚辛酸酯底物;6氯3吲哚β半乳糖苷酶底物;X-β-葡萄糖苷酶底物),這樣能使菌落的顏色更加豐富多彩。
由於培養基是我自己配置的,所以菌株的顏色與常用顯色培養基中的顏色很可能有很大的不同。
PS:有的時候,直接從空氣或者樣品中重新分離純化的菌,往往會有驚喜。
鑑定新分離純化的菌,發現在此培養基中,大腸顯現玫瑰紅色,金葡顯現金黃色,沙門顯現紫色,蠟樣芽孢顯現綠色,液化沙雷顯現深藍色,陰溝腸桿菌顯現藍紫色。供圖:姬麥軒
製作一幅培養皿藝術圖畫
只需這樣……
菌畫具有特殊性——在製作過程中,根本看不到自己畫成了什麼樣子,通常要培養18~24h左右才可以看到圖案。因此在早期製作時,畫面有些慘不忍睹,需要反覆練習,讓自己熟悉這樣的繪畫方式。
一些不算成功的作品。在培養皿作畫時,我國的剪紙藝術給了我很大的啟發。因為菌都是後長出來的,完全可以將無菌濾紙剪成相應的圖案,在菌液裡浸泡後,直接貼在培養基上,像「印章」一樣。此次中國微生物培養皿藝術大賽中,也有不少的參賽選手採用這種方式。這樣菌長出來立體感較強,特別傳神。供圖:姬麥軒
由於剛畫完是看不出樣子的,所以可以先畫輪廓,等第二天長出輪廓後再繼續填色加工。
一隻可愛的貓。左邊是填色前,右邊是填色後。供圖:姬麥軒
接下來就是考驗畫功的時候了!
我在創作獲獎作品《菌之語》的時候,借鑑了水晶滴膠3D魚的畫法,即畫完一層,等菌長出來後再重新倒培養基覆蓋原圖,接著繼續在培養皿上加工。這樣畫出來的效果顯得更加立體和生動。
首先在倒好的培養基上畫好魚鰭魚尾和荷花,接著在培養箱中培養過夜,接著再倒一層培養基覆蓋在原培養基上。當然覆蓋的那層培養基不能太熱,避免將底層培養基熔化。接著在覆蓋層上面畫出魚身魚眼、荷花荷葉等。為了追求立體效果,可以在第2層再畫另一條魚的魚鰭魚尾,以此類推。供圖:姬麥軒
然而事情並不順利
不要以為這麼簡單就能做成一幅培養皿畫了,實驗室裡的工作怎會如此一帆風順呢?
正當我準備畫第3層的時候,問題出現了:培養基被汙染看不清畫了。這是由於在我倒第2層培養基的時候,第1層的菌隨著液體培養基流動,佔滿了整個培養皿,進而汙染了整個培養基畫。
被汙染的培養皿。供圖:姬麥軒
出現問題就解決問題。
從原理上來說,既然汙染是在覆蓋培養基時原菌隨著培養基的流動後繼續生長而出現的,那麼,只要控制其生長,就可以避免汙染的發生。因此我決定等一層菌長出輪廓後,把培養皿放在生物安全櫃中進行紫外殺菌後再倒入下一層培養基。
這樣效果果然好了許多。
這樣處理過的畫面乾淨了許多。供圖:姬麥軒
然而經過如此處理培養皿中或多或少還是有些汙染,可能是因為紫外殺菌的時間不夠。因為每次倒培養基都會造成汙染,因此我只做了兩層。如果能完全殺菌,比如通過輻照殺菌,我建議多做幾層——像水晶滴膠3D魚那樣,層數越多,立體感越強。
完成後的《菌之語》,起名菌之語,希望我們可以聽得懂菌的語言,為人類造福,讓更多的人愛上微生物。「語」與「魚」諧音,同時荷花與荷葉象徵著和諧、團圓與平安。供圖:姬麥軒
比賽中有規定不準使用PS,因此就交了原圖。如果利用PS技術除去雜菌的汙染,效果會更好。
「美顏」後的《菌之語》。供圖:姬麥軒
雖然我的畫作和前人那些精美的培養皿藝術品相比還有很大的差距,但是我們熱愛科研的心是一致的。
科學並不只有枯燥乏味,科研也可以成為一門藝術!
作者名片
排版:曉嵐
題圖來源:作者供圖
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