革蘭氏染色

革蘭氏染色（英語：Gram stain）是用來鑑別細菌的一種方法：這種染色法利用細菌細胞壁上的生物化學性質不同，可將細菌分成兩類，即革蘭氏陽性（英語：Gram Positive）與革蘭氏陰性（英語：Gram Negative）。這一染色方法由丹麥醫生漢斯·克里斯蒂安·革蘭於1884年所發明，最初是用來鑑別肺炎球菌與克雷白氏肺炎菌之間的關係，後推廣為鑑別細菌種類的重要特性之一，對由細菌感染引起的疾病的臨床診斷及治療有着廣泛用途。

經革蘭氏染色的兩種細菌，紫色者為陽性的金黃色葡萄球菌（ATCC 25923 菌株），粉紅色者為陰性的大腸桿菌（ATCC 11775 菌株）

革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌對抗生素的反應並不一樣，因而通過抽取樣品醫生可以在很短的時間內（5分鐘左右）確定細菌的革蘭氏性質，醫生從而可依據結果初步判斷，迅速給病人注射抗生素，而不需要等待幾天細菌培植得到的化驗結果。然而並非所有的細菌都可以通過革蘭氏染色歸類，如分歧桿菌等則需進行抗酸染色鑑別。

染色結果

革蘭氏染色結果示例

經革蘭氏染色的大腸桿菌（革蘭氏陰性菌）

經革蘭氏染色的金黃葡萄球菌（革蘭氏陽性菌）

革蘭氏染色的對象是細菌的細胞壁。染色後的細菌可在顯微鏡下更好的觀察，以便於區分。不同的細菌在該染色法的作用底下反應不同，藉以主要區分成為以下的類型：

革蘭氏陽性菌

主條目：革蘭氏陽性菌

革蘭氏陽性菌，胞壁染色後呈藍紫色。

革蘭氏陰性菌

主條目：革蘭氏陰性菌

革蘭氏陰性菌，染色後呈紅色。

不確定或者多變

一些細菌經過革蘭氏染色之後顯示出多種顏色，如同時出現紫色和粉色的細胞。

另一些的染色結果則是隨機的，無法被歸類於革蘭氏陽性或陰性。

除此之外，對於所有細菌來說，培養的時間都可能影響染色結果。

染色流程及原理

流程可概括為：染色-脫色-複染。

• 第一步：初染劑（Primary Stain）

使用結晶紫染色，染色部位主要為染細胞壁上的肽聚醣。

• 第二步：媒染劑（Mordant）

加入複方碘溶液或稱革蘭氏碘液（Gram's Iodine）後，兩者會形成不溶性的結晶紫-碘（CV-I）複合體。細菌呈紫黑色。第二步是關鍵，它的目的是分辨細菌的革蘭氏染色特性。若為革蘭氏陽性菌，此複合體係結合於細胞壁之鎂、核糖核酸（Magnesium Ribonucletic Acid），形成鎂-核糖核酸-結晶紫-碘（Mg-RNA-CV-I）複合體，不易脫去，染劑也就固定下來了。

• 第三步：脫色劑（Decoloring Agent）

使用酒精（95%）脫色，試劑具脂溶劑（Lipid Solvent）和蛋白脫水劑（Protein Dehydrating Agent）之雙重功能。此步驟對革蘭氏陽性細菌無效，因為其細胞壁上厚厚的細胞壁（成分為肽聚醣）層次多，交聯緻密，故遇脫水時網孔縮小，再加上不含類脂，使得乙醇不會溶出縫隙，因此阻隔了結晶紫-碘複合體的外滲，仍然呈紫色只能留在細菌體內。革蘭氏陰性菌細胞壁層薄，外膜類脂含量高、肽聚糖層薄和交聯度差，在遇脫色劑時，以類脂爲主的外膜迅速溶解，薄而鬆散的肽聚糖網不能阻擋複合體溶出，因此會被脫色而成為無色。

• 第四步：複染劑（Counterstain）

為了對比，在此之後會加入番紅（Safranin）進行複染，革蘭氏陰性菌成紅色，而革蘭氏陽性菌仍保有原來的紫色。

定性

KOH-試驗

另外的一種方法是氫氧化鉀-試驗。將培養好的細菌取出一小部分，使其懸浮於一滴KOH溶液中。革蘭氏陽性菌與之不發生反應，用細針穿過該溶液，溶液呈正常液體狀。革蘭氏陰性菌因細胞壁中主要成分為脂多醣，脂質含量較高，接觸強鹼KOH後與KOH發生皂化反應，以細針穿過會有明顯黏稠狀。

氨肽酶試驗

除了個別例外，只有革蘭氏陰性菌才能證明氨肽酶的存在。這是該試驗的基礎。 將要進行試驗的細菌放入試管加水。放入一張顯示肽酶活性的試紙，在37°C下等待10到35分鐘，試紙變成深黃色。

參見

• 革蘭氏陽性菌
• 革蘭氏陰性菌
• 分歧桿菌與抗酸染色

外部連結

• 丁香園上的「革蘭氏染色法(原理、方法和意義) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）」（簡體中文）
• 實驗二十二 簡單染色法和革蘭氏染色法 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（簡體中文）
• 微生物學實驗 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）之「實驗二、革蘭氏染色法」（繁體中文）
• 高瞻生物實驗手冊 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）之「實作二：細菌染色觀察（簡單染色法、革蘭氏染色法）」（繁體中文）
• Gram staining technique video （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（英文）

參考文獻