由于遗传特性不同,适合各种微生物的保存方法也不同。一种良好有效的保存方法,首先要能长期保持原菌种的优异性质不变,同时还要考虑方法的通用性、操作的简单性和设备的普及性。以下是ATCC菌株的一些常用保存方法:
(一)斜面低温保存法
将菌种接种在合适的斜面培养基上,待菌种完全生长后,放入4℃左右的冰箱中保存,每隔一段时间(保存期)转移到新的斜面培养基上,生长后继续保存,如此持续。
这种方法广泛应用于大多数微生物菌种的短期保存,如细菌、放线菌、酵母菌和霉菌,不适合冷冻和干燥。放线菌、霉菌和有芽孢的细菌一般可以保存6个月左右,无芽孢的细菌可以保存1个月左右,酵母可以保存3个月左右。如果用橡皮塞代替棉塞,用石蜡密封,放在4℃的冰箱里保存,不仅可以防止水分挥发和隔氧,还可以防止棉塞受潮和污染。这种改进可以延长菌种的保质期。
由于该方法采用低温保存,微生物代谢繁殖速度大大降低,突变频率降低;同时也减少了培养基的水分蒸发,使其不会干裂。这种方法的优点是简单易行,易于推广,存活率高。因此,这种保存方法大多用于科学研究和生产中经常使用的菌种。它的缺点是菌株仍然具有一定程度的代谢活动能力,保存期短,传代次数多,菌株容易发生变异和污染。
(二)石蜡油密封法
这种方法是将灭菌、蒸发水分的液体石蜡倒入培养成熟的菌种斜面(或半固体穿刺培养物)上,石蜡油层高于斜面顶部的lcm,使培养物与空气隔离,加入胶塞,用固体石蜡密封,然后垂直存放在室温或4℃的冰箱中。使用的液体石蜡需要优质、无毒、纯化学规格,灭菌条件如下:150~170℃烘箱内灭菌lh;或者121℃高压蒸汽灭菌60℃~80min,然后放在80℃的烤箱里烘干去除水分。
因为液体石蜡阻挡了空气,使细菌处于缺氧状态,防止水分挥发,使培养物不会开裂,因此可以使保质期达到1。~两年,或者更长。
这种方法操作简单,适用于保存霉菌、酵母、放线菌、好氧细菌等。它对保存霉菌和酵母有很好的效果,可以保存几年甚至10年。然而,它对许多厌氧细菌的保存效果很差,尤其是对一些能分解烃类的细菌。
根据实验,这种方法适合保存红曲霉,保存1~22年后的存活率为100%;还有报道显示,部分细菌丝采用石蜡油保存法,3~菌丝在6℃保存时容易死亡,而在室温下则比较理想,值得注意。
(三)砂土管保存法
这是一种常用的长期保存菌种的方法,适用于放线菌、霉菌和形成孢子的细菌,但不适用于奈氏球菌、弧菌、假单胞杆菌、酵母等一些对干燥敏感的细菌。
制作方法是先将砂和土分别清洗、干燥、过筛(一般砂采用60目筛,土采用120目筛),按砂与土的比例(1。~2):1混合均匀,分装在小试管中,砂土高度约1cm,蒸汽灭菌121℃。~1.5h,间歇杀菌3次。50℃干燥后,检查正确后备用。也有只用沙子或土壤作为载体保存的。需要保存的菌株先用斜面培养基充分培养,再用无菌水制成108~1010/ml菌悬液或孢子悬液滴入砂管中,放线菌和霉菌也可以直接刮下孢子与载体混合,然后放入干燥器中抽真空约2。~四小时内,用火焰熔封管口(或用石蜡封口),放置在干燥器内,保存在室温或4℃的冰箱内,后者效果更好。
砂管法兼具低温、干燥、隔氧、无营养等条件,因此保质期长,效果好,微生物移接方便,经济简单。它的保质期比石蜡油密封法长,大约1。~十年。**科学院微生物研究所采用砂土管保存法保存放线菌。
(四)麸皮保存法
麸皮保存法又称曲法保存法。也就是说,它以麸皮为载体,吸附接入的孢子,然后在低温干燥条件下保存。制作方法是将麸皮和水按一定比例按照不同菌种对水的要求进行1。:(0.8~1.5)搅拌均匀,装量为试管体积的2/5。湿热灭菌后,冷却,接入新鲜培养的菌种,适温培养至孢子生长。将试管放入含有氯化钙等干燥剂的干燥器中,在室温下干燥几天,然后移至低温保存;干燥后,试管也可以用火焰熔封,然后保存,这样效果更好。
这种方法适用于孢子霉菌和一些放线菌的产生,保存期超过一年。由于操作简单,经济实惠,广泛应用于工厂。**科学院微生物研究所采用麸皮保存法保存曲霉,如米曲霉、黑曲霉、泡曲霉等。,其保存期可达数年至数十年。
(五)甘油悬液保存法
这种方法是将菌种悬浮在甘油蒸馏水中,低温保存。这种方法比较简单,但是需要配备低温冰箱。如果保存温度为-20℃,保存期约为0.5。~一年,而采用-70℃,保质期可达10年。
将拟保存菌种对数期的培养液直接与甘油混合,甘油经121℃蒸汽灭菌20分钟,甘油浓度为10%。~15%,再分装在小离心管里,放在低温冰箱里保存。这种方法经常用于基因工程细菌的保存。
(六)冷冻真空干燥保存法
冷冻真空干燥保存法,又称冷冻干燥保存法,简称冷冻干燥法。它通常用保护剂在安瓿管中制备细胞悬液或孢子悬液,然后在低温下快速冷冻含菌样品,减压抽真空,使水升华干燥样品脱水,形成完全干燥的固体菌块。并在真空条件下立即密封,导致无氧真空环境。*放在低温下,使微生物处于休眠状态,可长期保存。常用的保护剂包括脱脂牛奶、血清、淀粉、葡聚糖等高分子物质。
因为这种方法同时具有低温、干燥、缺氧的菌种保存条件,所以保存期长,一般达到5。~15年来,存活率高,变异率低,是目前广泛使用的理想保存方法。这种保存方法可用于大多数其他微生物,如病毒、细菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌等。,除了不产生孢子的丝状真菌。但是这种方法操作繁琐,技术要求高,需要冻干机等设备。
当需要保存菌种时,可以在无菌环境下打开安瓿管,将无菌培养基注入安瓿管。固体菌块溶解后,摇匀复水,然后在适合菌种生长的斜面上接种,适当温度培养。
(七)液氮超低温保存法
液氮超低温保存法,简称液氮保存法或液氮保存法。它是以甘油、二甲基亚邈等为保护剂,在液氮超低温(-196℃)下保存的一种方法。其主要原理是菌种细胞从常温过渡到低温,使细胞内的自由水在降低到低温前通过细胞膜渗出,避免细胞因自由水凝结成冰晶而损伤膜内的细胞。当美国ATCC菌种保存中心采用这种方法时,通过控制菌悬液或带菌丝的琼脂块的冷却速度,每分钟降低1℃/分钟的速度从0℃降至-35℃,然后保存在-150℃。~-196℃液氮冷箱。如果冷却速度太快,冰晶会损伤细胞,因为细胞内的自由水没有时间渗出细胞。据研究,冷却速度控制在(1)~10)℃/min,细胞性死亡率低;死亡率随着速度的加快而相应增加。
低温保存液氮的保护剂一般选用甘油、二甲基亚邈、糊精、血清蛋白、聚乙烯氮戊环、吐温80等,但常用甘油(10%)~20%)。不同的微生物应该选择不同的保护剂,然后通过实验确定保护剂的浓度。原则上,保护剂的浓度应控制在不足以导致微生物死亡的浓度。
这种方法操作简单、高效、保存期一般可达15年以上,是目前公认的*有效菌种长期保存技术之一。该方法适用于保存各种微生物菌种,甚至藻类、原生动物、支原体等。用于有效保存。这种方法的另一个主要优点是可以用各种培养形式的微生物来保存,这种保存方法可以用于孢子或菌体、液体培养物或固体培养物。其缺点是需要购买超低温液氮设备,液氮消耗大,运行成本高。
使用菌种时,将安瓿瓶从液氮罐中取出,迅速放入35~在40℃的温水中,冷冻熔化,无菌操作打开安瓿瓶,移到保存前使用的同一培养基的斜面上进行培养。从液氮罐中取出安瓿瓶时,速度要快,一般不超过1分钟,防止其他安瓿瓶升温,影响保存质量。而且取样时一定要戴专用手套,防止意外爆炸和冻伤。
(八)宿主保存法
这种方法适用于专用活细胞寄生微生物(如病毒、立克次氏体等)。).它们只能寄生在活动植物或其他微生物体内,因此可以根据宿主细胞的特性进行保存。例如,植物病毒可以通过混合植物幼叶的汁液、冷冻或干燥来保存。噬菌体可以通过细菌培养扩大后直接与培养基混合保存。动物病毒可以直接用病毒感染合适的器官或体液,然后装入试管中密封,低温保存。
在上述菌种保存方法中,以斜面低温保存方法、石蜡油密封方法、宿主保存方法*为简单,其次是砂管保存方法、麸皮保存方法和甘油悬液保存方法;冷冻真空干燥保存方法和液氮超低温保存方法复杂,但保存效果好。应用时可根据实际需要选择。
“美国典型培养物收藏中心”(简称ATCC)是国际著名的“美国典型培养物收藏中心”,只采用两种有效的保存方法,即保存期一般达到5。~15年冷冻真空干燥保存法和液氮超低温保存法一般达到15年以上的保存期,以大限度地减少传代次数,避免菌种变异和衰退。中国的菌种保存多采用三种方法,即斜面低温保存法、液氮超低温保存法和冷冻真空干燥保存法。