（一）凈化工作臺(Clean Bench)

凈化工作臺是一種局部層流裝置，能在局部形成高潔度的工作環(huán)境。它由工作臺、過濾器、風(fēng)機(jī)、靜壓箱和支撐體等組成，采用過濾空氣使工作臺操作區(qū)達(dá)到凈化除菌的目的。室內(nèi)空氣經(jīng)預(yù)過濾器和高效過濾除塵后以垂直或水平層流狀態(tài)通過工作臺的操作區(qū)，由于空氣沒有渦流，所以，任何一點(diǎn)灰塵或附著在灰塵上的雜菌都能被排除，不易向別處擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。因此，可使操作區(qū)保持無菌狀態(tài)。

與無菌室和接種箱比較，使用凈化工作臺具有工作條件好、操作方便、無菌效果可靠、無消毒藥劑對人體危害、占用面積小且可移動等優(yōu)點(diǎn)。如果放在無菌室內(nèi)使用，無菌效果更好。其缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，預(yù)過濾器和高效過濾器還需要定期清洗和更換。

（二）高壓蒸汽滅菌鍋（High-Pressure Steam Sterilization Pot）

高壓蒸汽滅菌鍋是一個(gè)密閉的、可以耐受一定壓力的雙層金屬鍋。鍋底或夾層內(nèi)盛水，當(dāng)水在鍋內(nèi)沸騰時(shí)由于蒸汽不能逸出，使鍋內(nèi)壓力逐漸升高，水的沸點(diǎn)和溫度可隨之升高，從而達(dá)到高溫滅菌的目的。一般在0.11MPa的壓力下，121℃滅菌20~30min，包括芽孢在內(nèi)的所有微生物均可被殺死。如果滅菌物品體積較大，蒸汽穿透困難，可以適當(dāng)提高蒸汽壓力或延長滅菌時(shí)間。

高壓滅菌鍋有臥式、立式、手提式等多種類型，在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，最為常用的是手提式和立式高壓蒸汽滅菌鍋。和常壓滅菌鍋相比，高壓滅菌鍋的優(yōu)點(diǎn)是滅菌所需的時(shí)間短、節(jié)約燃料、滅菌徹底等。其缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，滅菌容量較小。

（三）培養(yǎng)箱（CultureBox）

培養(yǎng)箱是培養(yǎng)微生物的專用設(shè)備。制熱式培養(yǎng)箱是由電爐絲和溫度控制儀合成的固定體積的恒溫培養(yǎng)裝置，大小規(guī)格不一。微生物實(shí)驗(yàn)室常用的培養(yǎng)箱工作容積有450×450×350mm³或650×500×500mm³，適用于室溫至60℃之間的各類微生物培養(yǎng)。目前，隨著科學(xué)水平的發(fā)展，培養(yǎng)箱設(shè)備的完善程度和價(jià)格有很大差別。有各種結(jié)構(gòu)合理、功能齊全的培養(yǎng)箱，如恒溫培養(yǎng)箱、恒溫恒濕培養(yǎng)箱、低溫培養(yǎng)箱、微生物多用培養(yǎng)箱和二氧化碳培養(yǎng)箱等。有的用計(jì)算機(jī)控制，可選擇多條時(shí)間線變換溫差，從而克服了環(huán)境溫度的影響，一年四季均能達(dá)到培養(yǎng)要求的溫度。

微生物多用培養(yǎng)箱是集加熱、制冷和振蕩于一體的微生物液體發(fā)酵裝置。工作室的溫度在15~50℃范圍內(nèi)任意選定，選定后經(jīng)溫控儀自動控制，保持工作室內(nèi)恒溫。同時(shí)設(shè)有可控硅調(diào)速系統(tǒng)，振蕩機(jī)轉(zhuǎn)速可在1~220rpm范圍內(nèi)任意調(diào)控。

（四）干燥箱（DryingBox）

干燥箱是用于除去潮濕物料內(nèi)及器皿內(nèi)外水分或其它揮發(fā)性溶液的設(shè)備。類型很多，有箱式、滾筒式、套間式、回轉(zhuǎn)式等。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室多用箱式干燥箱，大小規(guī)格不一。工作室內(nèi)配有可活動的鐵絲網(wǎng)板，便于放置被干燥的物品。制熱升溫式干燥箱也是有電爐絲和溫度控制儀組成，可調(diào)節(jié)溫度從室溫至300℃任意選擇。有的干燥箱采用導(dǎo)電溫度計(jì)為敏感元件，配合晶體管和繼電器組成自動控制系統(tǒng)，克服了金屬管型熱膨脹控制的缺點(diǎn)。

此外，還有真空干燥箱(配有真空泵和氣壓表)，可在常壓或減壓下操作。

（五）搖床（ShakingBed）

搖床又稱搖瓶機(jī)，它是培養(yǎng)好氣性微生物的小型試驗(yàn)設(shè)備或作為種子擴(kuò)大培養(yǎng)之用，常用的搖床有往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式兩種。往復(fù)式搖床的往復(fù)頻率一般在80~140次/min，沖程一般為5~14cm，如頻率過快、沖程過大或瓶內(nèi)液體裝量過多，在搖動時(shí)液體會濺到包扎瓶口的紗布或棉塞上，導(dǎo)致雜菌污染，特別是啟動時(shí)更容易發(fā)生這種情況。

旋轉(zhuǎn)式搖床的偏心距一般在3~6cm之間，旋轉(zhuǎn)次數(shù)為60~300rpm。

放在搖床上的培養(yǎng)瓶（一般為三角瓶）中的發(fā)酵液所需要的氧是由空氣經(jīng)瓶口包扎的紗布(一般8層)或棉塞通入的，所以氧的傳遞與瓶口的大小、瓶口的幾何形狀、棉塞或紗布的厚度和密度有關(guān)。在通常情況下，搖瓶的氧吸收系數(shù)取決于搖床的特性和三角瓶的裝樣量。

往復(fù)式搖床是利用曲柄原理帶動搖床作往復(fù)運(yùn)動，機(jī)身為鐵制或木制的長方框子，有一層至三層托盤，托盤上有圓孔備放培養(yǎng)瓶，孔中凸出一個(gè)三角形橡皮，用以固定培養(yǎng)瓶并減少瓶的振動，傳動機(jī)構(gòu)一般采用二級皮帶輪減速，調(diào)換調(diào)速皮帶輪可改變往復(fù)頻率。偏心輪上開有不同的偏心孔，以便調(diào)節(jié)偏心距。往復(fù)式搖床的頻率和偏心距的大小對氧的吸收有明顯的影響。

旋轉(zhuǎn)式搖床是利用旋轉(zhuǎn)的偏心軸使托盤擺動，托盤有一層或兩層，可用不銹鋼板、鋁板或木制板制造。在三個(gè)偏心軸上裝有螺栓可調(diào)節(jié)上下，使托盤保持水平。這種搖床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。其優(yōu)點(diǎn)是氧的傳遞較好、功率消耗小、培養(yǎng)基不會濺到瓶口的紗布上。

（六）顯微鏡（Microscope）

微生物個(gè)體微小，必須借助顯微鏡才能觀察清楚它們的個(gè)體形態(tài)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)。因此，在微生物學(xué)的各項(xiàng)研究中，顯微鏡就成為不可缺少的工具。

顯微鏡的種類很多，根據(jù)其結(jié)構(gòu)，可以分為光學(xué)顯微鏡和非光學(xué)顯微鏡兩大類。光學(xué)顯微鏡又可分為單式顯微鏡和復(fù)式顯微鏡。最簡單的單式顯微鏡即放大鏡（放大倍數(shù)常在10倍左右），構(gòu)造復(fù)雜的單式顯微鏡為解剖顯微鏡（放大倍數(shù)在200左右）。在微生物學(xué)的研究中，主要是復(fù)式顯微鏡。其中以普通光學(xué)顯微鏡（明視野顯微鏡）最為常用。此外，還有暗視野顯微鏡、相差顯微鏡、熒光顯微鏡、偏光顯微鏡、紫外光顯微鏡和倒置顯微鏡等。非光學(xué)顯微鏡為電子顯微鏡。

下面以普通光學(xué)顯微鏡為例，簡單介紹一下顯微鏡的結(jié)構(gòu)、原理等。

1. 基本構(gòu)造

    普通光學(xué)顯微鏡由機(jī)械裝置和光學(xué)系統(tǒng)兩部分組成（如圖1.1）。機(jī)械裝置由鏡座、鏡臂、載物臺、鏡筒、物鏡轉(zhuǎn)換器和調(diào)焦裝置（粗調(diào)焦螺旋和微調(diào)焦螺旋）等組成。光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡、目鏡、聚光器、彩虹光闌和光源等。

2. 成像原理和性能

普通光學(xué)顯微鏡的成像原理如圖1.2所示。將被檢物體置于集光器和物鏡之間，平行的光線自反光鏡折入聚光器，光線經(jīng)過聚光器穿過透明的物體進(jìn)入物鏡后，即在目鏡的焦點(diǎn)平面（光闌部位或附近）上形成一個(gè)初生倒置的實(shí)像。從初生實(shí)像射過來的光線，經(jīng)目鏡的接目透鏡而達(dá)到眼球。這時(shí)的光線已變?yōu)榛蚪咏叫泄?，再透過眼球的水晶體時(shí)，便在視網(wǎng)膜后形成一個(gè)直立的實(shí)像。

顯微鏡的主要性能包括放大率、工作距離、焦點(diǎn)距離、焦點(diǎn)深度、分辨率、鏡像亮度和視場亮度等。

（1）放大率

在顯微鏡組合中，光線通過物鏡先將物體放大為一個(gè)左右相反、前后倒置的實(shí)像，經(jīng)目鏡再次放大為一個(gè)虛像，這一虛像的大小和物體大小的比例，就叫放大率。

顯微鏡的放大率 = 物鏡的放大倍數(shù)×目鏡的放大倍數(shù)

               = （光學(xué)筒長/ 物鏡焦距）×（明視距離/ 目鏡焦距）

明視距離是已知數(shù)，物鏡焦距和目鏡焦距在說明書上有數(shù)據(jù)可查，而光學(xué)筒長是指物鏡上焦平面到目鏡下焦平面的距離，一般為160mm。

（2）工作距離

當(dāng)顯微鏡調(diào)準(zhǔn)焦距時(shí)，從蓋玻片到物鏡前透鏡表面之間的距離叫工作距離。工作距離的大小和物鏡的放大倍數(shù)與數(shù)值口徑有關(guān)。物鏡放大倍數(shù)和數(shù)值口徑愈大，則工作距離愈小，反之愈大。表1.1表示標(biāo)準(zhǔn)物鏡的主要性質(zhì)。一般油鏡的工作距離最短，約0.2mm。因此，要求蓋玻片的厚度為0.17~0.18mm。若蓋玻片過厚，就不可能將被檢體聚焦，且易引起物鏡的意外損壞。

表1.1標(biāo)準(zhǔn)物鏡的主要性質(zhì)

（3）焦點(diǎn)距離（焦距）

它是指平行光線經(jīng)過單一透鏡后集于一點(diǎn)，由這一點(diǎn)到透鏡中心的距離。一個(gè)物鏡通常有幾個(gè)不同性質(zhì)的透鏡組成。因此，它的焦距的測定比較復(fù)雜。一般，顯微鏡的物鏡上都注明焦距的長度。物鏡的放大倍數(shù)越大，焦距越短。

（4）焦點(diǎn)深度

在使用顯微鏡時(shí)，當(dāng)焦點(diǎn)對準(zhǔn)某一物體時(shí)，不僅位于該點(diǎn)平面上的各點(diǎn)都可看清楚，而且在此平面的上下一定厚度內(nèi)，也可看清楚，這個(gè)清晰部分的厚度就是焦點(diǎn)深度。焦深與總放大率和數(shù)值口徑成反比，因此，高放大率和高數(shù)值口徑的顯微鏡其焦深就淺，不能看到標(biāo)本的全厚度。必須調(diào)節(jié)螺旋仔細(xì)地從上到下進(jìn)行觀察。另外，被檢物體周圍介質(zhì)（封片劑）的折射率加大可增大焦深。尤其在顯微照相時(shí)，更應(yīng)考慮封片劑的使用。

（5）數(shù)值口徑（numerical aperture 簡寫為NA）

數(shù)值口徑是指物鏡與標(biāo)本間介質(zhì)折射率（n）和光線投射到物鏡上的最大入射角（α）一半正弦的乘積。其計(jì)算公式為：

NA=n×sin(α/2)

其中，n=介質(zhì)折射率，干燥系物鏡n=1，油浸系物鏡n=1.515；α=光線進(jìn)入物鏡的最大夾角，也稱鏡口角。

（6）分辨率

顯微鏡能夠分辨物體結(jié)構(gòu)中兩點(diǎn)之間的最小距離的能力，就叫分辨率。分辨率與物鏡的數(shù)值口徑成正比，與光波波長成反比。因此物鏡的數(shù)值口徑愈大，光波波長愈短，則顯微鏡的分辨率愈大，被檢物體的細(xì)微結(jié)構(gòu)也愈明晰地區(qū)分出來。因此，一個(gè)高分辨率意味著一個(gè)小的分辨距離。顯微鏡的分辨率是用可分辨的最小距離（D）來表示的：

D=λ /（2NA）

（7）鏡像亮度與視野亮度

鏡像亮度是顯微鏡的圖像亮度的簡稱，指在顯微鏡下觀察到的圖像的明暗程度。使用時(shí)，對鏡像亮度的要求，一般是使眼睛既不感到暗淡，又不耀眼。鏡像亮度與數(shù)值口徑平方成正比，，與總放大倍數(shù)的平方成反比。

視場亮度是指顯微鏡下整個(gè)視場的明暗程度。視場亮度不僅與目鏡、物鏡有關(guān)，還直接受聚光鏡、光闌和光源等因素的影響。在不更換物鏡和目鏡的情況下，視場亮度大，鏡像亮度也大。

3. 油鏡的基本原理

油鏡，也稱油浸物鏡，一般在鏡頭上標(biāo)有“HI”和“HO”字樣，或在鏡頭下緣刻有1~2道黑線作為標(biāo)記。使用油鏡時(shí)，需將鏡頭浸在香柏油中進(jìn)行觀察，這是為了消除光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)發(fā)生散射，結(jié)果不僅提高了放大倍數(shù)，還增加了照明度和分辨率。

（1）照明亮度

油鏡與其它物鏡不同之處在于玻片和物鏡之間的介質(zhì)不是空氣，而是一種和玻璃折射率（n=1.52）相近的香柏油（n=1.515）。如果玻片與物鏡之間的介質(zhì)是空氣（n=1.00），光線通過玻片后發(fā)生散射，進(jìn)入視場的光線顯然減少，結(jié)果降低了視場亮度。當(dāng)光線通過玻片又通過香柏油進(jìn)入物鏡就不發(fā)生散射，結(jié)果，提高了照明度，觀察的標(biāo)本顯得更清晰（圖1.3）

（2）分辨率強(qiáng)

使用油鏡還能增加顯微鏡的分辨率。由于顯微鏡分辨率與物鏡的數(shù)值口徑（NA）成反比，與波長成正比。因此物鏡的數(shù)值口徑愈大，光波愈短，則顯微鏡的分辨率就愈大。人們?nèi)庋鬯芨惺艿墓獠ㄆ骄L度為0.55μm，加入數(shù)值口徑NA=0.65高倍物鏡，能分辨兩點(diǎn)之間的距離為0.42μm，而小于0.42μm的兩點(diǎn)之間距離就分辨不出，而使用數(shù)值口徑NA=1.25油鏡，能分辨兩點(diǎn)之間的最小距離為0.22μm。因?yàn)椴徽摽偡糯蟊稊?shù)多大，用普通光學(xué)顯微鏡是無法觀察到小于0.2μm的物體，但大部分細(xì)菌直徑在0.5μm以上，故用油鏡就能清晰地觀察到細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)。

4. 注意事項(xiàng)

使用顯微鏡應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 

（1）取拿顯微鏡時(shí)，必須用一手握住鏡臂，另一手托住顯微鏡的鏡座，使顯微鏡保持直立的狀態(tài)，切忌用單手提拿。 

（2）將顯微鏡放置桌上時(shí)，務(wù)必要輕輕放下。 

（3）顯微鏡的鏡頭必須保持清潔，必要時(shí)用擦鏡紙擦拭鏡頭，不可使用布或一般的紙，以免損傷鏡頭。 

（4）將顯微鏡輕輕地放置桌上，鏡座后緣位于離桌子邊緣約5cm處。 

（七）接種箱（Clean Box）

接種箱分為固體菌種接種箱和液體菌種接種箱兩種。固體菌種接種箱是一個(gè)用木料和玻璃制成或由有機(jī)玻璃焊接而成的密閉小箱。又分為雙人和單人操作箱。箱體可大可小，一般箱體長約143cm，寬86cm，總高154cm，支架76cm。箱的上部左右兩側(cè)各裝有兩扇能啟閉的玻璃推拉門，方便菌種進(jìn)出。窗的下部分別設(shè)有兩個(gè)直徑約13cm的圓洞，兩洞的中心距離為52cm（同肩寬），洞口裝有帶松緊帶的袖套，以防雙手在箱內(nèi)操作時(shí)，外界空氣進(jìn)入箱內(nèi)造成污染。操作時(shí)兩人相對而坐，雙手通過袖套伸入箱內(nèi)。箱兩側(cè)最好也裝上玻璃，箱頂部為木板或玻璃。箱內(nèi)頂部裝有紫外線殺菌燈和照明用日光燈各一支。箱體安裝木板或玻璃均可，但要注意密封。

液體菌種接種箱是專為移接液體菌種而設(shè)計(jì)的。比固體菌種箱窄長，單側(cè)兩人操作。內(nèi)設(shè)軌道和紫外線燈，箱兩端開有高25cm，寬10cm的長方形出口，方便菌種進(jìn)出，洞口設(shè)有小推門。進(jìn)出口下處設(shè)蒸汽源，接種時(shí)用蒸汽封住進(jìn)出口，以防雜菌進(jìn)入箱內(nèi)。箱背面設(shè)有液體菌種移接管能進(jìn)入的小孔。

接種箱滅菌時(shí)，用紫外線照射30min。如果沒有紫外線燈，可用甲醛和高錳酸鉀（甲醛10～14mL/m³+高錳酸鉀5～7g/m³空間）熏蒸30min以上。使用時(shí)，先將所需物品和工具放入接種箱內(nèi)，然后進(jìn)行藥劑熏蒸和紫外線滅菌，再按無菌操作進(jìn)行接種。

接種箱的結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，易消毒滅菌，操作方便，而且人在箱外操作，氣溫較高時(shí)也能作業(yè)。缺點(diǎn)是進(jìn)出培養(yǎng)基費(fèi)工費(fèi)時(shí)，每次接種前都需要進(jìn)行滅菌。

（八）冰箱

微生物實(shí)驗(yàn)室的冰箱主要有兩種：普通冰箱和低溫冷凍冰箱。普通冰箱一般都具有兩個(gè)柜子，即鮮藏柜和冷藏柜，溫度分別為4℃和－20℃；低溫冷凍冰箱溫度一般控制在－40～－80℃。它們都可以用于微生物菌種保藏。鮮藏柜常用于保存斜面菌種，保藏時(shí)間在3個(gè)月左右。超過3個(gè)月，斜面就會變干，因此需要轉(zhuǎn)接菌種。如果要長時(shí)間保存菌種，則需要經(jīng)過處理后，貯藏于普通冰箱的冷藏柜或低溫冷凍冰箱中，它們的保藏時(shí)間較長，一般都在1年以上。