在微生物学开创之初，科学家们很难获得单一的纯菌，那时微生物的培养只有液体培养方法。巴斯德和李斯特等人曾经利用液体极限稀释法获得了炭疽杆菌和乳酸菌，但毋庸置疑，液体稀释法获取单一微生物存在很大的巧合，应用非常局限，有可能获得的不是目的菌株，而且容易染菌。科赫，与巴斯德相爱相杀的细菌学奠基人，决心发明新的方法以获取单一微生物，来促进他的病原菌研究。

罗伯特 科赫

1.灵感源泉：马铃薯事件。科赫曾经在费迪南德·科恩(德国伟大的博物学家和植物学家，最早认识到微生物能生成孢子)实验室呆过一段时间(1876年)，科恩有个学生叫施罗德。这个施罗德在实验室观察到一个现象：放置一段时间的煮熟的土豆片上会有小小的突起，用显微镜观察发现其中有细菌。将这个突起移植到另一个土豆片，会长出一样的突起，将突起的细菌转移到液体培养基就可以获得纯培养微生物。科赫也模仿这种做法，但是发现很多菌在土豆片上生长不了。耐人寻味的是，在以后固体培养技术发表的文章中，施罗德这个名字并没有出现。

2. 固体培养基雏形：明胶。科赫并没有盲目的去寻找更多其他类似于土豆片的固体载体，而是尝试在液体培养基中加入东西使其凝固。How? 科赫选择了明胶。明胶固体培养基成功的培养出了一些致病菌。但也存在一个巨大的漏洞：明胶在三四十度就会融化，而很多的微生物最适生长温度都是30-37度，特别到了夏天，温度升高，明胶培养基会自发溶解。

3. 固体培养基灵魂：琼脂。赫斯是名医生，曾在科赫实验室工作半年(1881-1882)，主要研究空气微生物，但温度一旦升高，融化的明胶固体培养基让他的工作付诸东流。这时候赫斯太太闪亮登场，她建议丈夫利用琼脂代替明胶，因为她一直都是用琼脂制作果冻，这个秘方来自她母亲的爪哇朋友。自此，固体培养基最终形成。值得注意的是，琼脂改造法并没有发表正式的文章，只在科赫发表的结核菌研究短文中简单提及。回首往昔，我们这些搞微生物应该要对赫斯夫人说声感谢。

4. 固体培养基载体：培养皿。你能想象最初是用什么装载固体培养基进行实验的吗？在培养皿问世之前，固体培养基都是放置在长方形的玻璃片上，并且需要保持绝对水平，然后用钟形罩盖上。1887年，科赫的学生佩特里发明了玻璃培养皿，命名为佩氏碟，即圆形的玻璃小盘，上面扣同样形状的盖子。培养皿极大简化了微生物学操作，现在的实验室大多使用一次性塑料培养皿，而我深深的记得研究生期间，在实验室狂刷玻璃培养皿的快感。

实验室筛选的红球菌

纯培养技术发展至今已经130多年，但仍然是实验室主流的微生物培养技术。我们已经认识到，纯培养很难再现自然界的真实环境情况，也考虑不到微生物之间的互作关系，95-99%以上的微生物都无法通过纯培养技术获得。微生物的"非培养"技术目前正在如火如荼的开展，成为新时期微生物学的主流。

选自苟敏师姐十年前的PPT

我们微生物研究人员应该有所反思，不是微生物纯培养不行，而是纯培养技术始终没有得到革新。目前也有一些学者开始探索微生物纯培养筛菌的新方法和策略，例如刘双江老师等人利用微流控技术筛选到多个未曾获得的肠道微生物，也有学者在培养基中加入特定物质、抗生素甚至利用菌株调取伙伴的方法获取菌株，最直接的案例是日本井町宽之团队在培养基中加入婴儿配方奶粉成功的筛选到了第一株阿斯加德古菌。毋庸置疑，微生物纯培养在过去、现在以及未来都是微生物学研究的基础和核心。

1881年，第七届全球医学大会在伦敦召开，59岁的巴斯德与时年38岁的科赫第一次相遇。两人作为一生的对手，一直以来以及今后都是针锋相对，互相抨击。但是当巴斯德看到科赫的固体培养技术和显微摄影术后，震撼的握着科赫的手说到：这是伟大的进步，先生。

希望在不久的将来，在微生物纯培养研究方法上，会出现新的伟大的进步！

参考资料

1.Maxime Schwartz, Annick Perrot,《巨人的对决》, 海天出版社

2. 周德庆,《 微生物学教程》, 高等教育出版社

(欢迎关注公众号i3microorganism，了解更多微生物)