革兰氏染色失败原因分析|染色|细胞壁|细菌|菌体|阴性|革兰氏

革兰氏染色（Gram Staining）是用来鉴别细菌的一种方法：次方法利用细菌细胞壁上的生物化学性质不同，可将细菌分成两类，即革兰氏阳性（Gram Positive）与革兰氏阴性（Gram Negative）。这一染色方法由丹麦医生汉斯·克里斯蒂安·革兰于1884年所发明，最初是用来鉴别肺炎球菌与克雷白氏肺炎菌之间的关系，后推广为鉴别细菌种类的重要特性之一。

在我国，GB4789 系列的国标中很多致病菌的检测也都需要进行革兰氏染色，可见其重要性。甚至可以说没有精准掌握革兰氏染色的微生物检验员，不会是一个合格的检验员。

革兰氏染色的原理

细菌细胞通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物。

革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次较多且交联致密，故遇乙醇或丙酮脱色处理时，因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会出现缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色。

革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄且交联度差，在遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此通过乙醇脱色后仍呈无色，再经沙黄等红色染料复染，就使革兰氏阴性菌呈红色。

革兰氏染色的步骤

涂片、晾干、固定、染色、水洗、媒染、脱色、复染。

影响革兰氏染色结果准确性的关键因素

1. 试剂影响

这是我们首先应该确保的，我们使用的试剂必须是有效的。实验室应当建立有效的试剂管理程序，从试剂的验收到存放、使用、过期后的废弃处理都应有严格规定，确保我们使用的试剂是有效的。工欲善其事必先利其器，这也是我们试验成功最基础的一环。

2. 染色菌的选择

菌龄对革兰氏染色结果的影响是十分大的。

我们染色过程中选择的菌应该是处于活跃生长期，这样的细菌活性强，生理特征明显，所以染色的结果准确度高，一般情况下不会出现误差。培养时间较长的革兰氏阳性菌，由于细胞老化，甚至有部分菌在染色之前就已经死亡或者自行溶解了，造成细胞壁通透性增加，就会呈现出假阴性。

以金黄色葡萄球菌为例，金葡是典型的革兰氏阳性菌，有人曾经统计过培养至不同时间的金葡的革兰氏染色结果，结果表明，在金葡活跃期的22h-26h之间，染色结果的准确率基本可以达到100%，而超过26h之后，准确率就开始下降，培养至36h时，准确率大概会下降30%左右。

所以我们在染色时，一定要选择处于活跃期、活性较强的菌落，在检测过程中一定要严格的在国标要求的时间段内进行染色试验，不能提前或者延后。

3. 涂菌的状态

在染色最初的涂布中，在挑取菌体后应该在无菌水上涂成薄薄的菌膜。而在涂布过程中，若是菌体堆积，也会极大影响染色结果的准确性。菌落堆积过多，往往菌体之间变得毫无缝隙，而其细胞壁的成分影响造成了脱色的情况不佳，容易产生假阳性的结果。

同时，在初染、媒染及复染的过程中，应将染液覆盖整个菌膜，避免一部分菌染色而另一部分菌没有染色。因此在涂片过程一定要将菌膜涂得少而均匀，这样才能达到最佳效果。

4. 媒染时间

媒染时间对革兰氏阴性菌的染色结果有很大影响。

由于媒染时间过长，结晶紫在碘液长时间作用下过分牢固结合在菌体细胞壁上，影响了酒精的脱色效果，从而会导致这种假阳性的效果。

以典型的革兰氏阴性菌大肠埃希氏菌为例，有人做过统计，媒染时间严格控制在40s-60s之内，染色结果准确率基本可达到100%，而超过60s准确率会有一定的降低，若媒染超过100s，准确率甚至可降低接近20%左右。因此在媒染过程中一定要注意媒染时间，控制在50-60s为宜。

5. 酒精脱色

酒精脱色也是一个对结果影响较大的操作过程。

革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌最主要的差异是细胞壁肽聚糖层厚度和结构，革兰氏阴性菌细胞壁肽聚糖层很薄，脂多糖含量高因此在酒精脱色时，细菌细胞壁的多糖成分会被酒精溶解，增大了细胞壁的通透性，结晶紫及碘复合物就很快被酒精洗脱，之后就会被沙黄复染呈红色；而阳性菌肽聚糖层厚，脂多糖少，酒精只能起到脱水效果而无法进入，这样结晶紫和复合物就无法洗脱出来使细胞呈紫色。

因此，酒精脱色时间短，脱色效果不佳，会导致阴性菌菌体内的结晶紫和复合物不能有效的全部洗脱出来，就会出现明显的误差，使阴性菌出现假阳性。而洗脱时间过长，也会导致阳性菌的细胞壁被酒精破坏，导致细胞内的紫色被洗脱，呈现假阴性。因此洗脱时间也是革兰氏染色的关键环节。洗脱时间应当严格控制在20s-30s之间，同时保证洗脱效果。

小结

在整个革兰氏染色过程中，在保证试剂有效的前提下，需要严格控制的几个方面：染色菌必须是在其活跃期内，涂布状态不可太厚，媒染时间严格控制在50s~60s之间，脱色时间严格控制在20s~30s。把握以上的关键控制点，革兰氏染色基本就不会出现问题啦！