在生產、科研、醫療等領域的實踐活動中,人們獲取了各種各樣的實驗菌種,其中不乏寶貴和實用者。微生物容易變異,世代時間相應較短,在傳代過程中有很大幾率死亡或者變異。所以實驗菌種保存和管理工作極為重要,是微生物育種以及微生物學研究的重要構成部分。
保存實驗菌種的目的,是要對各類利用價值不等的微生物菌種進行廣泛收集,并通過合理保存方式確保其在傳代過程中或保存期間不至微弱、衰退、變異或者死亡,從而良好保持自身初始生物學特性,最終可良好應用于交換、檢驗、研究和使用。
在藥品檢驗工作中 , 實驗菌種的有效保存是其中較為關鍵的一項技術。藥品檢驗中有關控制菌檢查所選取的陽性對照菌應給予妥善保管,避免因多次傳代而導致菌株死亡,或其生物學典型特征由此發生改變。此外,在檢驗藥品微生物時對于可疑致病菌應利用合理方法加以保存,以利于進一步鑒定,最大化保證用藥安全。
同時,在微生物學實驗教學中,菌種也是作為必不可少的實驗用物,離開它微生物學實驗就無法開展。因此,保存菌種時要針對不同的菌種選用不同的培養基及不同的保存方法,使菌種的保存時間延長,并且其主要的生物學性狀基本無改變,得以應用于微生物學的實驗教學。
目前,菌種保存的主要方法有:半固體瓊脂穿刺保存法、斜面低溫保存法、血平板保存法、濾紙片低溫冷凍保存菌種法、蒸餾水保存法、濕牛奶冷凍法以及冷凍干燥保存法等。
而一些現有的方法,或多或少有著不足之處。比如,半固體瓊脂穿刺保存法,僅適用于抵抗力較強、對營養要求不高的菌種;斜面低溫保存法,保存時間短,每個月都要移種1次,菌種還容易變異,僅適用于實驗室中對短期實驗菌株的保存;濾紙片低溫冷凍保存菌種法,雖比半固體瓊脂法保存細菌的存活率高,但對于營養要求高的細菌如乙型溶血性鏈球菌等采用紙片法保存,其存活率仍不理想…
冷凍干燥法,可以說是目前保存菌種的最有效方法之一。此方法主要用于保存抵抗力差、對營養要求比較高、容易死亡的菌種。例如:肺炎鏈球菌、奈瑟菌屬、百日咳鮑特菌、流感嗜血桿菌等,這些菌種如果用血斜面、半固體、血清斜面等方法保存,則需要1~2周傳代移種一次,否則培養基一經干燥,營養成分消耗減少,細菌就會死亡。而且因移種太頻繁,細菌變異的幾率會增高。
具體到如何操作(以安剖瓶為例):
1、安瓿瓶準備
安瓿瓶材料以中性玻璃為宜。清洗安瓿管時,先用2%鹽酸浸泡過夜,自來水沖洗干凈后,用蒸餾水浸泡至pH中性,干燥后、貼上標簽,標上菌號及時間,然后進行滅菌。
2、保護劑的選擇和準備
保護劑種類要根據微生物類別選擇。配制保護劑時,應注意其濃度及pH值,以及滅菌方法。如血清,可用過濾滅菌;牛奶要先脫脂。
3、凍干樣品的準備
在適宜的培養條件下將細胞培養至靜止期或成熟期,進行純度檢查后與保護劑混合均勻,分裝。可采用較長的毛細滴管,直接滴入安瓿瓶底部,每瓶分裝量約0.1-0.2毫升,若是球形安瓿瓶,裝量約為半個球部。若是液體培養的微生物,應離心去除培養基,然后將培養物與保護劑混勻,再分裝于安瓿瓶中。分裝安瓿瓶時間盡量要短,在1-2小時內分裝完畢并進行預凍。分裝時應注意在無菌條件下操作。
4、預凍
將樣品轉移到超低溫冰箱中,預凍約4小時,溫度需達到-40℃左右。若使用的是凍干機具有原位預凍功能,也可直接在凍干機上進行預凍,西班牙TELSTAR的LyoQuest凍干機就可以這么操作,可以將分裝好樣品的安剖瓶放置到樣品腔的托盤中,然后將三層層板完全的下沉到凍干機的冷阱中進行預凍。

5、冷凍干燥
將預凍好的樣品安瓿瓶置于冷凍干燥機的干燥腔內,開啟凍干機進行冷凍干燥即可。也可將安剖瓶放到凍干廣口瓶中,連接到多歧管腔體的接口上進行凍干。終止干燥時間可根據安瓿瓶內樣品呈酥塊狀或松散片狀來進行判斷。或選用一個安瓿管,裝1-2%氯-化鈷,如變深蘭色,也可視為干燥完結。

6、真空封口及真空檢驗
將安瓿瓶頸部用強火焰拉細,然后將安瓿管頸部加熱熔封。
7、保存
安瓿瓶應低溫避光保存。
菌種凍干保存的注意事項:
1、如果同一批次需要凍干不同菌種,為避免交叉感染,可以采取什么解決措施?
可以選擇配套使用Telstar LyoQuest 凍干機的多歧管腔體。并在凍干前,用O型環將透氣膜固定在廣口瓶的瓶蓋下方,再將樣品轉移到廣口瓶內進行凍干操作。這一步驟可有效解決凍干菌種時有可能產生的樣品交叉污染問題。同時,如果使用廣口瓶凍干,冷阱不滿的情況下可以持續凍干,如果凍干機的捕冰量大可以使得設備具備長時間運行的能力,TELSTAR LyoQuest凍干機的捕冰量高達8kg,非常適合這類使用多歧管的用戶。

2、使用冷凍干燥處理好的菌種樣品,可保存多久?
常規來講,由于這種方法同時具備低溫、干燥、缺氧的菌種保藏條件,因此保藏期長,一般達5~15年,且存活率高,變異率低,是菌種保存的最佳方法之一。
3、有沒有不適合用冷凍干燥處理進行保存的菌種類型?
有的。但除少數不產生孢子只產生菌絲體的絲狀真菌不宜采用此方法保存外,其他各大類微生物如細菌、放線菌、酵母菌、絲狀真菌及病毒均可采用此方法保存。
LyoQuest 實驗室凍干機
1、性能穩定
基于逾60年凍干機研發生產經驗,Telstar 凍干機擁有全球先進凍干技術,LyoQuest系列實驗室型凍干機在其技術背景下,性能穩定,值得信賴。

2、捕冰量大
由于采用的冷阱最大捕冰量可以達到8Kg,捕冰表面積可達是同類型凍干機的1-2倍,超大內表面積0.25㎡,能夠更好的捕捉到升華出來的水蒸汽。

3、層板溫度、真空度可控
層板溫度可控,最高可達+70℃,并且配備電磁閥,可自行設置樣品適合的真空度,加速凍干過程。
4、凍干過程智能化
? PLC控制系統,液晶大屏幕顯示重要的過程參數:冷凝器溫度、層板溫度、樣品溫度,系統真空度、過程時間、報警信息等;保證了凍干效果和樣品質量。

? 可設置凍干配方:5個凍干配方,每個配方可設置10個步驟。一次凍干及二次凍干一共可設置至少9個步驟。
? 可設置真空泵啟動溫度,只有當冷阱降溫到預設溫度后真空泵才啟動,確保無液體進入真空泵。

參考文獻:
1、菌種保存方法及其優缺點的比較(李笑平,張凱,蘇曼玲)
2、醫學微生物實驗室四種菌種保存方法的比較(費嫦,桂芳,李爭鳴,王林)
3、藥品檢驗常用菌種的保存注意要點(劉金鳳)
4、國內菌種保藏材料及保藏方法研究現狀(張愛梅,郭大城,王建麗,張保華,陳豪敏)