OD₆₀₀ 与菌液浓度换算(稀释回算 / 酶标仪光程校正 / 接种量反推)
「我这管菌 OD 是 1.2,大概多少个菌?」——乘一下换算系数就完了, 但这一步之前有三个前提,任何一个不成立,算出来的数都会稳定地偏一个方向, 而且从结果上看不出异常。
前提一:读数得落在线性区
OD 测的是浊度,不是细胞数。密度低的时候两者成正比,密度一高, 细胞开始互相遮挡——后面的细胞躲在前面的细胞阴影里,光照样透过去了, 于是读数系统性偏低,而且越浓偏得越多。
常见的说法是分光光度计在 OD₆₀₀ 0.1–0.4 之间最可靠,宽松一点到 0.8。 超出这个范围的正确做法是稀释到线性区里再读,然后乘回稀释倍数:
真实 OD = 读数 × 稀释倍数 (前提:读数本身落在线性区)
注意这句话里的前提针对的是读数,不是乘回去之后的值。 稀释 10 倍读到 0.25 是合格的;不稀释直接读到 1.2 就是不合格的, 哪怕后者看起来”只是个大一点的数”。本工具的线性区提示只看读数。
前提二:换算系数不是一个普适常数
最常被引用的是:
OD₆₀₀ = 1.0 ≈ 8 × 10⁸ cells/mL (E. coli,1 cm 光程)
但这个数会随菌株、生长期、培养基、仪器在 5 × 10⁸ 到 1 × 10⁹ 之间浮动, 也就是上下差将近一倍。拿它做数量级估算没问题,拿它当精确值就不合适。
唯一可靠的做法是自己标一条曲线:把同一批菌做梯度稀释,一边读 OD、 一边铺板数 CFU,拟合出属于你这台仪器和这株菌的系数。标一次可以用很久。 本工具把系数做成可改的输入,默认填 8 × 10⁸ 只是个起点。
顺带一提,OD 反映的是总细胞数(活的死的都挡光),CFU 只数活的且能长成 单菌落的。两者在对数期接近,进入稳定期后会越差越多——这也是同一株菌 在不同生长期系数不同的原因之一。
前提三:酶标仪的光程不是 1 cm
比色皿是标准的 1 cm 光程,所有教科书系数都按它给。 而 96 孔板里的光程取决于加了多少液体:光垂直穿过液柱, 液柱有多高,光程就有多长。
光程 (cm) ≈ 加样体积 (mL) ÷ 孔底面积 (cm²)
96 孔平底板每孔底面积约 0.32 cm²,所以 200 µL 的几何估算是 0.63 cm; 实测通常略小(约 0.55 cm),差在弯液面上。不校正就会差将近 2 倍, 而且是稳定地偏低,看不出任何异常。
1 cm 等效 OD = 酶标仪读数 × (1 cm ÷ 实际光程)
有一件事必须先确认:部分酶标仪自带光程校正(用 900 nm 与 977 nm 处 水的吸收推算液柱高度,自动折算到 1 cm)。这个功能开着的话, 报出来的读数已经是 1 cm 等效值,再手动乘一次就错了。 不确定就用同一管菌在比色皿和酶标仪各读一次,比值就是你的实际光程。
接种反算
「我要 50 mL 起始 OD 0.05 的培养物,从现在这管 OD 2.5 的菌液取多少?」
取用体积 = 目标体积 × 目标 OD ÷ 当前 OD
50 × 0.05 ÷ 2.5 = 1.0 mL,然后补培养基到 50 mL。 两个 OD 必须是同一口径(都换算到 1 cm 等效、都做过稀释回算), 否则这个除法没有意义。
数据出处
OD₆₀₀ = 1 对应 8 × 10⁸ cells/mL、以及 5 × 10⁸–1 × 10⁹ 的浮动范围, 是分子生物学手册与试剂厂商技术资料里的常引值;线性区 0.1–0.4(宽松到 0.8) 同样来自仪器厂商与实验室方案的通行说法。96 孔板光程 0.25–0.55 cm (随加样体积变化)来自酶标仪校准方案。这些都是量级参考,不是定值—— 正文里反复强调自己标曲线,就是因为它们本来就该被各实验室各自确定。
相关工具
由两个时间点的 OD 求倍增时间与生长速率见 倍增时间计算; 血细胞计数板数细胞见 细胞计数; 按细胞数投病毒见 MOI 计算器; 梯度稀释怎么配见 稀释计算器。
常见问题
OD₆₀₀ = 1.0 是多少个细菌?
对 E. coli、1 cm 光程,常引的值是约 8 × 10⁸ cells/mL。但这个系数会随菌株、生长期、培养基和仪器在 5 × 10⁸ 到 1 × 10⁹ 之间变,上下差近一倍,所以它只适合做数量级估算。要准就自己做一条 OD–CFU 标准曲线:同一批菌梯度稀释,一边读 OD 一边铺板数落,拟合出自己的系数,标一次能用很久。
OD 读到 1.2 了,直接乘系数行不行?
不行,会偏低。OD 测的是浊度,密度一高细胞就开始互相遮挡,后面的细胞躲在前面的阴影里,读数跟不上真实密度,而且越浓偏得越多。常见的可靠区间是 OD₆₀₀ 0.1–0.4(宽松到 0.8)。正确做法是稀释到这个区间里读,再乘回稀释倍数——注意判断线性与否要看**读数本身**,不是乘回去之后的值。
酶标仪读的 OD₆₀₀ 能直接用教科书系数吗?
不能,除非先折算光程。比色皿是标准 1 cm,而 96 孔板的光程取决于加样体积——光垂直穿过液柱,液柱多高光程就多长。96 孔平底板每孔底面积约 0.32 cm²,200 µL 的几何估算是 0.63 cm,实测通常约 0.55 cm(差在弯液面)。不折算菌数会低估将近一倍。折算式是:1 cm 等效 OD = 读数 × (1 ÷ 实际光程)。
我的酶标仪说有光程校正,还要不要自己乘?
不要,会重复校正。部分酶标仪用 900 nm 与 977 nm 处水的吸收推算液柱高度,自动把读数折算到 1 cm 等效值——这个功能开着的时候,报出来的数已经校正过了。不确定开没开,就拿同一管菌在比色皿和酶标仪各读一次:比值就是你的实际光程,如果比值接近 1,说明校正已经开着。
要 50 mL 起始 OD 0.05 的培养物,从 OD 2.5 的过夜菌取多少?
取 1.0 mL,补培养基到 50 mL。算式是 目标体积 × 目标 OD ÷ 当前 OD = 50 × 0.05 ÷ 2.5 = 1.0 mL。前提是两个 OD 口径一致:都做过稀释回算、都折算到 1 cm 等效,否则这个除法没有意义。
OD 换算出来的数和铺板数出来的 CFU 对不上,哪个错了?
多半都没错,它们本来就测不同的东西。OD 反映**总细胞数**——活的、死的、碎片都挡光;CFU 只数**活的且能长成单菌落**的。对数期两者比较接近,进入稳定期后死细胞累积,OD 会明显高于 CFU。这也是同一株菌在不同生长期换算系数不同的原因之一。报告时写清用的是哪一种。
读数为 0 或者非常小怎么办?
先确认扣了空白——培养基本身在 600 nm 有吸收,尤其是含酵母提取物的富培养基,不扣空白会把培养基的吸收算成菌。扣完空白仍然接近 0,说明确实几乎没有菌。另外读数低于 0.1 时接近仪器噪声,相对误差很大,可以少稀释一点让读数落进 0.1–0.4。