在高校生物、医学、食品科学等相关专业的基础教学实验中,实验铺板是一项高频基础操作,其成功率直接影响后续微生物培养、菌落计数等实验环节的教学效果。但当前多数高校实验室面临经费预算有限、实验耗材成本居高不下、学生操作熟练度参差不齐等问题,导致铺板实验失败率偏高,不仅浪费耗材,还耽误教学进度。

一、高校实验铺板的核心痛点:成本与成功率的双重难题
在日常教学实验中,实验铺板的失败往往源于两个核心问题:
一是耗材成本高,一次性培养皿、进口培养基、无菌试剂等耗材的重复采购,给经费紧张的实验室带来不小压力;
二是操作细节把控不到位,学生在培养基温度控制、无菌操作、菌液涂布均匀度等环节易出现失误,导致杂菌污染、菌落分布不均甚至无菌落生长的情况。
不少高校实验员反馈,传统铺板方案中,单组实验的耗材成本约15-20元,若一个班级30组实验,单次实验耗材支出就达450-600元;而因操作失误导致的重复实验,会让成本翻倍。因此,探索一套兼顾低成本与高成功率的铺板方案,成为高校实验室教学的刚需。
二、低成本高成功率铺板方案:从耗材到操作的全流程优化
本方案基于高校教学实验的实际需求设计,核心原则是“国产替代降成本,细节把控提成功率”,无需额外采购高端设备,适合各类高校基础实验室推广。
(一)耗材选型:低成本替代方案,性价比拉满
教学实验对培养基的精度要求低于科研实验,选择国产普通琼脂糖、营养琼脂即可满足需求,价格仅为进口产品的1/3-1/2。例如,某国产营养琼脂500g装售价约80元,可配制200-250组实验的培养基,单组成本仅0.3-0.4元;而进口同类产品单组成本约1.5元,降幅超70%。
注意:配制时严格按照说明书配比,煮沸溶解后无需额外添加昂贵添加剂,完全能支撑基础教学实验的菌落生长观察。
一次性塑料培养皿单只成本约0.8-1元,且属于不可降解耗材;而玻璃培养皿单价约5元,可重复灭菌使用50次以上,单次使用成本仅0.1元。高校实验室可配备高压蒸汽灭菌锅,实验后将玻璃皿清洗干净,经121℃高压灭菌20分钟,即可再次使用,长期使用可大幅降低耗材支出。
注意:玻璃皿灭菌后需烘干,避免残留水分影响培养基凝固。
无菌涂布棒单支成本约0.5元,而实验室常用的医用棉签,灭菌后可替代涂布棒完成菌液涂布,单支成本仅0.05元。操作时将棉签头部蘸取少量菌液,在培养基表面轻轻划“Z”字或螺旋线,涂布效果与涂布棒基本一致,完全满足教学实验的观察需求。

(二)实操步骤:细节把控,提升成功率的关键要点
培养基煮沸溶解后,冷却至50-55℃再倒板是关键。温度过高会烫伤玻璃皿,还可能导致培养基中的营养成分破坏;温度过低则培养基易提前凝固,无法均匀铺满皿底。
低成本控温技巧:无需购买恒温水箱,将煮沸后的培养基烧杯放入30℃左右的温水浴中,静置10-15分钟,用手触摸烧杯壁不烫手即可倒板,成功率可达95%以上。
学生实验时的杂菌污染,多源于操作不规范。教学中可采用“超净工作台+酒精棉擦拭”的简化方案:倒板前,将玻璃皿、培养基烧杯外壁用75%酒精棉擦拭消毒;倒板时,超净工作台风速调至中档,避免风速过大导致培养基飞溅;封口时用耐高温胶带密封皿盖边缘,减少空气杂菌进入。
对比传统无菌室操作,该方法无需复杂的环境消毒流程,适合教学实验的批量操作,污染率可控制在5%以内。
涂布时,棉签蘸取菌液量要适中,以“湿润但不滴水”为宜;涂布方向先沿培养皿直径划直线,再垂直方向交叉划,最后旋转培养皿补涂边缘,确保菌液均匀分布。
培养环节,将培养皿倒置放入恒温培养箱(37℃,24小时),避免冷凝水滴落污染培养基表面。此步骤可让菌落分布均匀,便于学生后续计数和形态观察。
三、常见问题避坑指南:解决教学实验中的高频失误
原因:煮沸时未充分搅拌,或倒板时速度过快。
解决方案:培养基煮沸后用玻璃棒搅拌1-2分钟,排出气泡;倒板时烧杯口贴近培养皿边缘,缓慢倾倒,速度控制在5-8ml/10秒。
原因:菌液浓度过低,或培养基温度过高杀死菌种。
解决方案:教学实验中,菌液浓度调整为10^6-10^7 CFU/mL;培养基冷却温度严格控制在50-55℃,可提前用温度计测量。
原因:玻璃皿灭菌不彻底,或操作时未消毒。
解决方案:玻璃皿灭菌后,放入烘箱120℃烘干30分钟;操作时,学生手部用75%酒精消毒,避免触摸培养皿内壁。
四、成本对比与教学应用效果
以一个30组的班级实验为例,传统方案与优化方案的成本对比如下:
| 耗材类型 | 传统方案成本(30组) | 传统方案成本(30组) | 成本降幅 |
|
培养基 |
45元 |
12元 |
73.3% |
|
培养皿 |
30元 |
3元 |
90% |
|
涂布工具 |
15元 |
1.5元 |
90% |
|
总计 |
90元 |
16.5元 |
81.7% |
在教学应用中,采用优化方案后,铺板实验的成功率从原来的65%提升至92%,学生对实验操作的掌握程度明显提高,同时实验室的耗材支出大幅降低,受到了高校实验管理部门的一致认可。

高校教学实验铺板的低成本高成功率操作,核心在于“耗材合理替代+操作细节把控”。本文分享的方案无需依赖高端设备,完全贴合高校实验室的经费现状和教学需求,既能降低实验成本,又能提升实验成功率,助力基础教学实验的高效开展。
对于高校实验室而言,在控制成本的同时保障教学质量,是提升实验教学水平的关键。未来,随着实验室设备和耗材技术的发展,还可以进一步探索更多低成本、高效率的实验操作方法,为高校人才培养提供有力支撑。
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