革兰氏染色和鉴别染色

革兰氏染色是细菌学中基础的鉴别染色：它通过结晶紫、碘媒染剂、脱色步骤和复染剂的顺序，将细菌分为革兰氏阳性（保留紫色染料）和革兰氏阴性（失去染料并吸收红色复染剂）。鉴别染色更广泛地利用细胞的结构特性将其分为视觉上不同的组。

Definition

革兰氏染色是一种鉴别染色方法，根据细菌细胞壁在脱色后是否保留结晶紫-碘复合物，将其分为革兰氏阳性或革兰氏阴性，这反映了肽聚糖厚度和包膜结构上的差异。

Scope

本主题涵盖革兰氏染色的程序和基本机制、它如何反映细胞壁结构，以及鉴别染色的更广泛概念，包括用于分枝杆菌的抗酸染色和内生孢子染色。它主要讨论染色方法本身；解释革兰氏反应的细胞包膜结构由相关主题涵盖。

Core questions

• 革兰氏染色的步骤是什么？每个步骤的作用是什么？
• 革兰氏阳性细胞和革兰氏阴性细胞在染色过程中为何表现不同？
• 其他鉴别染色，如抗酸染色和内生孢子染色，是如何工作的？

Key concepts

• 初染剂（结晶紫）
• 媒染剂（碘）
• 酒精或丙酮脱色
• 复染剂（番红）
• 革兰氏阳性与革兰氏阴性反应
• 抗酸染色
• 内生孢子染色

Mechanisms

在革兰氏染色过程中，结晶紫会染所有细胞，碘会在细胞内形成大的染料-碘复合物。脱色步骤则利用细胞壁结构上的差异：革兰氏阳性细胞厚而脱水的肽聚糖会捕获复合物，而在革兰氏阴性细胞中，薄的肽聚糖层和被溶剂破坏的外膜允许复合物被洗掉，因此细胞被脱色并吸收番红复染剂。因此，该反应揭示了细胞包膜的结构。其他鉴别染色利用不同的特性：抗酸染色依赖于分枝杆菌蜡状、富含分枝菌酸的细胞壁，而内生孢子染色则依赖于孢子外衣的不渗透性。

Clinical relevance

革兰氏染色是对临床标本进行的最早和最广泛使用的观察之一，它能快速对生物体进行结构分类，结合形态学，为实验室描述分离株提供了框架；抗酸染色也类似地识别分枝杆菌。本条目将染色方法作为参考资料进行描述，不作为个体诊断或治疗决策的依据。

Evidence & guidelines

该程序及其在细胞壁结构中的机制基础已在经典综述和细胞包膜文献中确立，并在实验室手册和标准微生物学教科书中进行了标准化。

History

汉斯·克里斯蒂安·革兰（Hans Christian Gram）于1884年引入了这种染色方法，当时他试图使组织中的细菌更易见；他观察到的鉴别行为被证明反映了细菌的一个基本结构划分。20世纪中期回顾的后续工作阐明了这些步骤的化学性质，并将该反应与细胞壁和包膜的结构联系起来。

Key figures

• Hans Christian Gram
• James W. Bartholomew
• Terry J. Beveridge

Seminal works

• bartholomew-1952
• beveridge-1999

Frequently asked questions

为什么革兰氏阳性细菌染成紫色，革兰氏阴性细菌染成粉红色？

革兰氏阳性细胞具有厚的肽聚糖细胞壁，在脱色过程中保留结晶紫-碘复合物，因此它们保持紫色；而革兰氏阴性细胞具有薄的细胞壁和外膜，使复合物被洗掉，因此它们吸收粉红色复染剂。

什么是鉴别染色？

鉴别染色利用细胞之间的结构或化学差异，将它们分为视觉上可区分的组；革兰氏染色、抗酸染色和内生孢子染色是常见的例子。