肠道微生物群与人类健康密切相关，但大量肠道共生菌为严格厌氧菌，对培养条件和营养需求十分苛刻。传统的富集培养基如GAM（Gifu Anaerobic Medium）虽已广泛应用，但YCFA培养基凭借其模拟肠道化学环境的成分设计，在基于培养组学（culturomics）的高通量菌株分离中展现出独特优势。YCFA培养基全称为"Yeast Casitone Fatty Acids Medium"，最初由日本微生物菌种保藏中心（JCM）以JCM Medium 1130编号收录，后被德国DSMZ收录为DSMZ Medium 1611（modified YCFA），并被全球多个实验室和商业供应商广泛采用。

一. YCFA培养基的成分与配方原理

1.1 核心营养成分

YCFA培养基的核心营养成分因版本不同而略有差异，但总体均以模拟肠道环境为目标。在蛋白质和碳源方面，基础配方、全配方和改良配方（DSMZ 1611）均包含酪蛋白胨（Casitone/Amicase）10.0 g/L和酵母提取物2.5 g/L；基础配方不含糖类，而全配方添加了葡萄糖2.0–5.0 g/L、麦芽糖2.0 g/L和纤维二糖2.0 g/L，改良配方仅添加葡萄糖5.0 g/L。在无机盐和缓冲体系方面，三者均含碳酸氢钠4.0 g/L、K₂HPO₄ 0.45 g/L、KH₂PO₄ 0.45 g/L、NaCl 0.9 g/L和CaCl₂·2H₂O 0.09 g/L；MgSO₄·7H₂O含量稍有差异，基础配方为0.044–0.09 g/L，全配方为0.09 g/L，改良配方为0.045 g/L；此外，全配方还额外添加了(NH₄)₂SO₄ 0.9 g/L。在还原剂与指示剂方面，基础配方不含L-半胱氨酸盐酸盐，全配方和改良配方分别添加0.5–1.0 g/L和0.5 g/L；三者均添加刃天青0.001 g/L作为氧化还原指示剂。

1.2 各组分的功能

• 酪蛋白胨/Amicase：提供氨基酸、肽类氮源及生长因子，是主要的氮源供给物。
• 酵母提取物：提供B族维生素和多种辅助生长因子，促进苛求微生物的生长。
• 葡萄糖、麦芽糖、纤维二糖：作为可发酵碳源，支持多种厌氧菌的能量代谢。
• 碳酸氢钠：与磷酸盐缓冲体系（K₂HPO₄/KH₂PO₄）共同维持pH 6.7-7.4的稳定范围，适应肠道菌群的生长需求。
• L-半胱氨酸盐酸盐：作为还原剂，帮助建立和维持厌氧环境。
• 刃天青（Resazurin）：氧化还原指示剂，在氧化状态下呈红色，还原状态下无色，用于监测培养基中的氧含量。
• Mg²⁺、Ca²⁺：提供必需金属离子，参与酶的活性中心和细胞壁稳定性。

1.3 补充添加物（全配方）

全配方YCFA培养基还需添加以下关键成分：

• 挥发性脂肪酸溶液（Volatile Fatty Acids, VFA）：包含乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸等短链脂肪酸，模拟肠道中的脂肪酸环境，对某些严格厌氧菌（如拟杆菌门、梭菌纲）的生长至关重要。
• 维生素溶液（Wolin氏维生素）：包含生物素（1 μg/L）、钴胺素（1 μg/L）、对氨基苯甲酸（3 μg/L）、叶酸（5 μg/L）、吡哆胺（15 μg/L）等微量营养素，满足厌氧菌的维生素需求。
• 氯化血红素（Hemin）：提供血红素，是拟杆菌门等菌种的重要生长因子。

1.4 配方变体

• 基础YCFA（不含维生素和脂肪酸）：适用于用户自行配制补充成分，干粉形式，使用时称取约18.44 g/L，可灵活添加碳源、维生素等。
• 全配方YCFA：含所有维生素、脂肪酸和血红素，即开即用型，适用于高通量培养组学研究。
• 改良YCFA（DSMZ 1611）：DSMZ标准化的改良版本，推荐用于厌氧菌培养，保质期较短（2-8°C保存，有效期一个月）。
• YCFA血平板：加入无菌脱纤维羊血或马血，用于分离苛求病原菌。

二. YCFA培养基的制备方法

2.1 标准制备流程（基于DSMZ 1611）

溶解基础成分：将酪胨、酵母浸粉、葡萄糖、MgSO₄·7H₂O、CaCl₂·2H₂O、K₂HPO₄、KH₂PO₄、NaCl、刃天青溶解于去离子水中。

煮沸与驱氧：加入挥发性脂肪酸溶液（10 mL/L），加热煮沸10分钟，冷却至室温。

通入CO₂：向冷却后的培养基中通入100% CO₂气体驱氧。

添加还原剂和NaHCO₃：加入L-半胱氨酸盐酸盐、NaHCO₃和氯化血红素。

调节pH：使用KOH或HCl将pH调至6.7-6.8。

分装与灭菌：在CO₂气流保护下，将培养基分装至Hungate厌氧管（10 mL/管），121°C高压灭菌15分钟。

加入维生素：冷却后，无菌条件下向每管加入100 μL过滤除菌的维生素溶液。

数据来源：

2.2 基础干粉制备法（不含维生素和脂肪酸）

称取18.44 g干粉培养基，加入1000 mL蒸馏水，加热溶解。

121°C高压灭菌15分钟。

冷却至55°C倾倒平板或分装液体。

根据实验需要，在灭菌前或灭菌后添加糖类、血红素、维生素和脂肪酸溶液。

2.3 全配方制备与注意事项

全配方YCFA制备时需注意：

配制过程中会产生大量泡沫，属正常现象，数分钟后可自行消失。

建议在通风橱中操作，避免吸入粉尘和挥发性脂肪酸气体。

分装时应保证培养结束后培养基的氧化层不超过高度的50%，接种前氧化层应小于高度的20%。

干粉未开封保质期三年，开封后需密封防潮。配制的液体培养基在2-8°C储存，有效期一个月。

三. YCFA培养基的质量控制

3.1 物理指标

• 外观：粉末状均一，无结块；液体培养基应澄清或带刃天青的淡粉/无色。
• pH：基础配方pH 6.7-6.8；全配方pH 7.4-7.5。
• 颜色指示：含刃天青的培养基在接触氧气时呈红色，厌氧条件下无色。

3.2 微生物质控

标准质控菌株包括：

• 大肠埃希氏菌（Escherichia coli）：在YCFA上良好生长。
• 产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）：厌氧条件下生长良好，可用于验证厌氧条件。

质控培养条件：36°C需氧或厌氧培养48小时。

四. YCFA培养基在肠道微生物研究中的应用

4.1 微生物培养组学（Culturomics）

YCFA培养基已被广泛应用于人类肠道微生物的培养组学研究。Lagier等人在2016年的综述《State of the Art in the Culture of the Human Microbiota》中，将YCFA列为高通量分离肠道菌群的关键培养基之一，指出其能够支持较高丰度和多样性的肠道厌氧菌生长。

4.2 结直肠癌患者肠道菌群分离

Huang等人（2023）在研究结直肠癌患者粪便中致病共生菌的分离时，使用了YCFA平板在37°C厌氧条件下培养72小时，并指出"YCFA平板能够培养多种人类肠道微生物"。研究者根据菌落大小、颜色和形态挑选单菌落，在YCFA液体培养基中进行纯培养后鉴定。

4.3 野生动物肠道微生物研究

Pereira等人（2020）在埃及獴（Herpestes ichneumon）肠道微生物组学研究中，使用YCFA培养基在厌氧条件下获得了5.5×10⁹ CFU/g的厌氧菌平均回收率，与人类粪便微生物的报道结果一致。该研究证明YCFA可适用于哺乳动物肠道菌群的广谱培养。

4.4 厌氧单细胞分选与培养

Afrizal等人（2022）在厌氧单细胞分选（Anaerobic Single-Cell Dispensing）研究中，使用YCFA培养基作为人肠道厌氧菌培养的基础基质。该研究利用FACS结合YCFA培养实现了高分辨率、高通量的厌氧菌分离。

随着人类微生物组计划的深入和"可培养微生物组"概念的兴起，YCFA培养基将在以下方向持续发挥重要作用：消化道疾病菌群标志物的分离与功能验证、新型益生菌菌株的挖掘、粪便菌群移植（FMT）供体筛选及菌群库构建、以及厌氧菌活菌制剂的工业化生产。

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