微生物发酵与细胞培养

大肠杆菌、酵母与枯草芽孢杆菌模型

分光光度计线性质控

OD600计算器 - 菌体细胞密度、总菌数与生物量换算

将 600 nm 光学密度（OD600）快速转换为大肠杆菌、酿酒酵母与枯草芽孢杆菌的细胞浓度（cells/mL）、总菌体数以及干燥细胞生物量。内置分光光度计线性范围质控与稀释倍数校正。

OD600 菌体计数与生物量计算器

Convert 分光光度计 OD600 turbidity to 细胞/mL, 总计细胞 count, and 干重细胞重量 (DCW).

内置的每 OD 细胞数和干重系数仅为估算起点。请使用自己的菌株、培养基、器皿和仪器进行校准；有本地校准曲线时请选择“自定义菌种 / 校准”。

生物种 / 模型

分光光度计测得 OD₆₀₀

稀释倍数（DF）

培养液体积（mL）

Corrected OD₆₀₀

0.450

Direct measurement

细胞浓度

3.60 × 10⁸ /mL

3.60e+8 细胞/mL

总计细胞 in Culture

1.80e+11

In 500 mL 总计 culture

干重细胞重量 (DCW)

0.176 g/L

总计: 0.088 g 干重生物量

估算生长 Stage:

对数中期（指数生长期）

细胞正处于活跃的指数生长期。

模型: Escherichia coli (Bacteria)

OD600计算器物理原理与比尔-朗伯定律散射特性

在 600 nm 处测定的光密度 (OD600) 是分子生物学实验室中估算液体悬浮液中微生物细胞密度的标准方法。与染料或核酸的分子吸光不同，OD600 实际上测量的是细菌和真菌细胞引起的浊度（光散射），而非真正的化学吸收。

模式物种	细胞数 / mL (OD=1.0)	菌体干重 (DCW)	菌体湿重 (Wet Weight)	典型诱导 / 实验节点
Escherichia coli	8.0 × 10⁸ cells/mL	0.39 g/L	~1.7 g/L	IPTG 诱导：OD 0.6 – 0.8；对数中期
Saccharomyces cerevisiae	3.0 × 10⁷ cells/mL	0.50 g/L	~2.2 g/L	早期对数期：OD 0.5 – 1.0；酵母转化
Bacillus subtilis	5.0 × 10⁸ cells/mL	0.36 g/L	~1.5 g/L	芽孢诱导检测；感受态制备 OD 0.8
Pichia pastoris	5.0 × 10⁷ cells/mL	0.65 g/L	~3.0 g/L	高密度发酵甲醇诱导表达 (OD 50–200+)

分光光度计线性范围与样品稀释规范

OD600 的线性工作范围取决于仪器、比色皿光程、菌体和培养条件。0.1–0.8 常用作实用测量区间，但应通过样品稀释确认你自己的仪器与样品保持线性。

高浊度下非线性响应示意图

比尔-朗伯定律偏差

当未稀释样品 OD600 高于约 0.8 时，读数可能偏离线性，偏差大小取决于仪器和样品。可用培养基稀释至约 0.1–0.6，并检查不同稀释倍数校正后的 OD 是否一致。

OD > 0.8: 多重光散射假象

高浓度下被单个细菌散射的光子会被其他细菌二次反向散射入光电检测器，导致仪器测定值明显低于实际细胞密度。

实验规范：梯度稀释复测

当菌液过浓时，用无菌空白培养基进行 1:5 或 1:10 稀释，使测定值落入 0.1 至 0.6 线性区间，再乘以稀释倍数还原真实 OD。

实验室实操示例：摇瓶培养诱导

实战案例：1 升摇瓶培养 E. coli BL21(DE3) 诱导前细胞量核算

取 100 µL 菌液加入 900 µL LB 培养基中（10 倍稀释，DF = 10），测得 OD600 为 0.28。

1. 校正后真实 OD = 0.28 × 10 = 2.80
2. 细菌浓度 = 2.80 × 8×10⁸ = 2.24 × 10⁹ cells/mL
3. 1 升培养液总细胞数 = 2.24 × 10⁹ cells/mL × 1000 mL = 2.24 × 10¹² cells
4. 干重生物量 = 2.80 × 0.39 g/L = 1.092 g DCW

常见问题解答 (FAQ)

为什么大肠杆菌 1.0 OD600 对应约 8 × 10⁸ 个细胞/mL？

对于标准 1 cm 光程的分光光度计，LB 培养基中 1.0 OD600 对应约 8 × 10⁸ 个大肠杆菌/mL（经验范围 5×10⁸ 至 1×10⁹，受光路几何结构和菌株尺寸影响）。

为什么 OD600 > 0.8 的浓菌液必须稀释后再测量？

当 OD 值超过约 0.8 时，多次光散射效应加剧，散射光被重新聚焦至检测器，破坏了比尔-朗伯定律的线性响应，导致仪器严重低估真实菌体密度。

OD600 测定的是活菌数还是所有细胞与生物量？

OD600 测量悬浮液中所有颗粒引起的光散射，包括活菌、死菌和碎片。如需精确活菌计数，请结合平板菌落形成单位（CFU）稀释涂布法。

可以用纯水作为空白对照调零测量 OD600 吗？

不行。必须使用未经接种的同批次灭菌培养基（如 LB、YPD）调零。酵母提取物和蛋白胨在 600 nm 具有显著的背景吸光度。