微生物具有容易变异的特性,因此,在保藏过程中,必须使微生物的代谢处于最不活跃或相对静止的状态,才能在一定的时间内使其不发生变异而又保持生活能力。
低温、干燥和隔绝空气是使微生物代谢能力降低的重要因素,所以,菌种保藏方法虽多,但都是根据这三个因素而设计的。
保藏方法大致可分为以下几种:
1.传代培养保藏法
又有斜面培养、穿刺培养、疱肉华体会体育最新地址 培养等(后者作保藏厌氧细菌用),培养后于4—6℃冰箱内保存。
有些微生物当遇到冷冻或干燥等处理时,会很快死亡,因此在这种情况下,只能求助于传代培养保存法。传代培养就是要定期地进行菌种转接、培养后再保存,它是最基本的微生物保存法,例如酸奶等常用生产菌种的保存。
传代保存时,华体会体育最新地址 的浓度不宜过高,营养成分不宜过于丰富,尤其是碳水化合物的浓度应在可能的范围内尽量降低。
培养温度通常以稍低于最适生长温度为好。若为产酸菌种,则应在华体会体育最新地址 中添加少量碳酸钙。
一般地,大多数菌种的保藏温度以5℃为好,像厌氧菌、霍乱弧菌及部分病原真菌等微生物菌种则可以使用37℃进行保存,而蕈类等大型食用菌的菌种则可以室温直接保存。保藏时间依微生物的种类而有不同,霉菌、放线菌及有芽孢的细菌保存2—4个月,移种一次。酵母菌两个月,细菌最好每月移种一次。
此法为实验室和工厂菌种室常用的保藏法,优点是操作简单,使用方便,不需特殊设备,能随时检查所保藏的菌株是否死亡、变异与污染杂菌等。传代培养保存法虽然简便,但其缺点也很明显,如:
③反复传代时,菌株的病原性、形成生理活性物质的能力以及形成孢子的能力等均有降低;
2.液体石蜡覆盖保藏法
是传代培养的变相方法,能够适当延长保藏时间,它是在斜面培养物和穿刺培养物上面覆盖灭菌的液体石蜡,一方面可防止因华体会体育最新地址 水分蒸发而引起菌种死亡,另一方面可阻止氧气进入,以减弱代谢作用。
(1)将液体石蜡分装于三角烧瓶内,塞上棉塞,并用牛皮纸包扎,1.05kg/cm
2,121℃灭菌30分钟,然后放在40℃温箱中,使水汽蒸发掉,备用。
(2)将需要保藏的菌种,在最适宜的斜面华体会体育最新地址 中培养,使得到健壮的菌体或孢子。
(3)用灭菌吸管吸取灭菌的液体石蜡,注入已长好菌的斜面上,其用量以高出斜面顶端1cm为准,使菌种与空气隔绝。
(4)将试管直立,置低温或室温下保存(有的微生物在室温下比冰箱中保存的时间还要长)。
该法较前一种方法保存菌种的时间更长,适用于霉菌、酵母菌、放线菌及需氧细菌等的保存。霉菌、放线菌、芽孢细菌可保藏2年以上不死,酵母菌可保藏1—2年,一般无芽孢细菌也可保藏1年左右,甚至用一般方法很难保藏的脑膜炎球菌,在37℃温箱内,亦可保藏3个月之久。此法的优点是制作简单,不需特殊设备,且不需经常移种。缺点是保存时必须直立放置,所占位置较大,同时也不便携带。从液体石蜡下面取培养物移种后,接种环在火焰上烧灼时,培养物容易与残留的液体石蜡一起飞溅,应特别注意。此法可防止干燥,并通过限制氧的供给而达到削弱微生物代谢作用的目的。其具有方法简便的优点,同时也适用于不宜冷冻干燥的微生物(如产孢能力低的丝状菌)的保存,而某些细菌如固氮菌、乳酸杆菌、明串珠菌、分枝杆菌、红螺菌及沙门氏菌等和一些真菌如卷霉菌、小克银汉霉、毛霉、根霉等不宜采用此法进行保存。
3.载体保藏法
是将微生物吸附在适当的载体,如土壤、沙子、硅胶、滤纸上,而后进行干燥的保藏法,例如沙土保藏法和滤纸保藏法应用相当广泛。
①土壤保存法:主要用于能形成孢子或孢囊的微生物菌种的保藏。方法是在灭菌的土壤中加入菌液,立即在室温下进行干燥或使菌体繁殖后再干燥,然后冷藏或在室温下密封保存。保存用的土壤原则上以肥沃的耕土为宜,土壤需风干、粉碎、过筛和灭菌。使微生物在土壤中繁殖后进行干燥保存的方法是:取适量土壤(5克),置于塞有棉塞的试管中,加水或加入充分稀释的液体华体会体育最新地址 (以含水量为土壤最大持水量的60%为宜),然后高压灭菌。再将需保存的微生物进行大量接种,培养至菌丝能用肉眼确认的程度为止,移入干燥器中经短时间干燥或风干后密封,冷藏或室温保存。
②砂土保存法:取清洁的砂,筛去掉大砂粒,并用磁铁吸去砂中铁屑,再用NaOH溶液、10%HCl溶液和水交替清洗数次,干燥后,置于试管或安瓶管中保持2-3cm深,再经干热灭菌后,加入1mL菌种培养液,经充分混匀后,放入真空干燥器中,完全干燥后熔封保存。也可用二份洗净的砂(经HCl预处理)和一份贫瘠、过筛的黄土搀和后灭菌,再进行菌种保藏。此法多用于能产生孢子的微生物如霉菌、放线菌,因此在抗生素工业生产中应用最广,效果亦好,可保存2年左右,但应用于营养细胞效果不佳。
③硅胶保存法:以6~16目的无色硅胶代替砂子,干热灭菌后,加入菌液。加菌液时,由于硅胶的吸附热常使温度升高,因而需设法加以冷却。
④磁珠保存法:将菌液浸入素烧磁珠(或多孔玻璃珠)后再进行干燥保存的一种方法。在螺旋口试管中装入1/2管高的硅胶(或无水CaSO4),上铺玻璃棉,再放上10~20粒磁珠,经干热灭菌后,接入菌悬液,最后冷藏、室温保藏或减压干燥后密封保藏。本法对酵母菌很有效,特别适用于根瘤菌,可保存长达两年半时间。
⑤麸皮保存法:在麸皮内加入60%的水,经灭菌后接种培养,最后干燥保藏。
⑥纸片(滤纸)保存法:将灭菌纸片浸入培养液或菌悬液中,常压或减压干燥后,置于装有干燥剂的容器内进行保存。细菌、酵母菌、丝状真菌均可用此法保藏,前两者可保藏2年左右,有些丝状真菌甚至可保藏14—17年之久。此法较液氮、冷冻干燥法简便,不需要特殊设备。
4.寄主保藏法
用于目前尚不能在人工华体会体育最新地址 上生长的微生物,如病毒、立克次氏体、螺旋体等,它们必须在生活的动物、昆虫、鸡胚内感染并传代,此法相当于一般微生物的传代培养保藏法。病毒等微生物亦可用其他方法如液氮保藏法与冷冻干燥保藏法进行保藏。
5.冷冻保藏法
可分低温冰箱(-20—-30℃,-50—-80℃)、干冰酒精快速冻结(约-70℃)和液氮(-196℃)等保藏法。
适用于抗冻力强的微生物。这些微生物可在其菌体细胞外遭受冻结的情况下而不受损伤,而对其它大多数微生物而言,无论在细胞外冻结还是在细胞内冻结,都会对菌体造成损伤,当采用这种保藏方法时,应注意以下几点:
②要选择适宜的华体会体育最新地址 ,因为某些微生物对冷冻的抵抗力,常随华体会体育最新地址 成分的变化而显示出巨大差异。
③要选择合适的菌液浓度,通常菌液浓度越高,生存率越高,保存期也越长。
⑤可在菌液内添加甘油等保护剂,以防止在冷冻过程中出现菌体大量死亡的现象。同样,也可添加各种糖类、去纤维血液和脱脂牛乳等具有良好保护效果的溶剂,但对有些微生物而言,不加保护剂时更有效。
⑥原则上应尽快进行冷冻处理,但当加入保护剂时,可静置一段时间后再进行处理。
⑦就动物细胞而言,应在-20℃范围内以1℃/min左右的速度缓慢降温,此后必须尽快降到贮藏温度;而对绝大多数微生物而言,则不必如此,如结构较为复杂的原虫则可在-35℃范围内进行缓慢降温,而噬菌体则必需采用上述的二阶段法进行冷冻。
⑨取用冷冻保存的菌种时,应采取速融措施,即在35-40℃温水中轻轻振荡使之迅速融解。而就厌氧菌来说,则应选择静置融化的措施。当冷冻菌融化后,应尽量避免再次冷冻,否则菌体的存活率将显著下降。
6.冷冻干燥保藏法
先使微生物在极低温度(-70℃左右)下快速冷冻,然后在减压下利用升华现象除去水分(真空干燥)。
其原理是首先将微生物冷冻,然后在减压下利用升华现象除去水分。事实上,从菌体中除去大部分水分后,细胞的生理活动就会停止,因此可以达到长期维持生命状态的目的。该方法适用于绝大多数微生物菌种(包括噬菌体和立克次氏体等)的保存。
a、冷冻干燥前的培养条件:首先检验菌种纯度。一般地说,将待保存的微生物在营养丰富且容易增菌的华体会体育最新地址 上进行培养为宜;菌龄以达到对数生长期为好;若为有芽孢或孢子的微生物,则以芽孢和孢子形成以后进行保存为好;菌液浓度以高为好,如细菌应达到109~1010/mL。
b、菌株号码等的标记:可在安瓶外侧标记或在安瓶内封入标签。
c、安瓶的准备:将安瓶在2%HCl中浸泡过夜,自来水冲洗3次后,蒸馏水刷净,干燥,塞棉塞,贴标签,干热灭菌或温热灭菌后,60℃恒温干燥。
d、添加保护剂:保护性溶质可通过氢和离子键对水和细胞所产生的亲和力来稳定细胞成分的构型。常用的保护剂有脱脂乳、12%蔗糖、加7.5%葡萄糖的普通肉汤以及加7.5%葡萄糖的血清,或甘油、二甲基亚砜等。
菌种是细菌工作中所不可缺少而又具有传染性生物学因子。为了保证工作和安全,对菌种必须妥善保存和保管。保存菌种不仅要求不死,还要求其生物学性状、生理特性、抗原性等方面不发生变异,这是保存菌种的重要环节。延长菌种存活期应注意:首先,待保存菌种须选择生长期幼龄培养物,且制成浓菌液保存,以保证存活率。其次,高层半固体培基建议选择不含或含糖量低的培基,可减少或避免因代谢产物产生而造成的细菌死亡。最后,保存温度的高低可影响存活率,切忌反复冻融。
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