第4章菌种保藏课件.ppt
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- 菌种 保藏 课件
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1、抗生素生产工艺抗生素生产工艺关海燕关海燕生命科学技术学院生命科学技术学院抗生素生产工艺抗生素生产工艺目录目录1.1.菌种的退化菌种的退化2.2.菌种的保藏菌种的保藏3.3.菌种的复壮菌种的复壮抗生素生产工艺抗生素生产工艺一一 菌种的退化菌种的退化生产菌株生产性状的劣化或遗传研究菌株遗生产菌株生产性状的劣化或遗传研究菌株遗传标记的丢失均称为传标记的丢失均称为菌种退化菌种退化。菌种退化涉及微生物的形态和生理等多方面菌种退化涉及微生物的形态和生理等多方面的变化。例如产生孢子能力的丧失,发酵液中产的变化。例如产生孢子能力的丧失,发酵液中产物组成改变,主产物减少和副产物增加等。物组成改变,主产物减少和副
2、产物增加等。抗生素生产工艺抗生素生产工艺菌种退化菌种退化是是不可避免的,而减缓速度则是可能不可避免的,而减缓速度则是可能的。变异速的。变异速度与菌种所处的环境有密切的关系,不良环境条度与菌种所处的环境有密切的关系,不良环境条件能促进变异,频繁或过多传代也是造成衰退变件能促进变异,频繁或过多传代也是造成衰退变异的重要原因。异的重要原因。为菌种创造良好条件,减缓菌种衰退,这就为菌种创造良好条件,减缓菌种衰退,这就是菌种保藏与复壮工作。是菌种保藏与复壮工作。抗生素生产工艺抗生素生产工艺抗生素生产工艺抗生素生产工艺(一)目的(一)目的使菌种使菌种不生长不生长不死亡不死亡不污染不污染不降低或不丧失其优良
3、性不降低或不丧失其优良性以尽量延长使用时间以尽量延长使用时间二二 菌种保藏菌种保藏抗生素生产工艺抗生素生产工艺 菌种保藏主要是根据菌种的菌种保藏主要是根据菌种的生理生化生理生化特点,特点,人工人工创造条件创造条件,使孢子或菌体的,使孢子或菌体的生长代谢活动生长代谢活动尽量尽量降低降低,以减少其变异。以减少其变异。一种好的保藏方法,一种好的保藏方法,首先首先应能长期保持应能长期保持菌种原有的菌种原有的优良性状不变优良性状不变,同时考虑该方法的经济适用性。,同时考虑该方法的经济适用性。(二)菌种保藏的原理(二)菌种保藏的原理抗生素生产工艺抗生素生产工艺 保藏的一般程序是先保藏的一般程序是先选取优良
4、的纯菌种选取优良的纯菌种,最,最好是用其分生孢子或芽孢等休眠体,然后好是用其分生孢子或芽孢等休眠体,然后创造其创造其最有利于休眠的环境条件最有利于休眠的环境条件,降低菌种代谢活动的,降低菌种代谢活动的速度,以达到长期保存的目的。速度,以达到长期保存的目的。低温低温干燥干燥无氧无氧缺营养缺营养不利不利条件条件抗生素生产工艺抗生素生产工艺 其中其中低温是保藏菌种的重要因素低温是保藏菌种的重要因素,也是常用,也是常用的一种简单易行的方法。在作低温保藏时,注意的一种简单易行的方法。在作低温保藏时,注意尽量不损伤细胞。尽量不损伤细胞。在在缓慢冷冻缓慢冷冻时,胞外基质一般较快结冰而形时,胞外基质一般较快结
5、冰而形成冰晶使基质浓度增高,造成细胞水分外渗而大成冰晶使基质浓度增高,造成细胞水分外渗而大量脱水,量脱水,可能使细胞死亡可能使细胞死亡。如。如快速降温,快速降温,胞内也胞内也很快形成冰晶,胞内外渗透压基本平衡,同时胞很快形成冰晶,胞内外渗透压基本平衡,同时胞内冰晶较小,对细胞及原生质膜的损伤也较小,内冰晶较小,对细胞及原生质膜的损伤也较小,菌株不易死亡,影响也较小菌株不易死亡,影响也较小。抗生素生产工艺抗生素生产工艺1.斜面低温保藏法斜面低温保藏法将菌株接种于合适斜面培养将菌株接种于合适斜面培养基上,待生长好后置于基上,待生长好后置于4冰箱保冰箱保藏,每隔一定时间藏,每隔一定时间(细菌,(细菌
6、,1个月;个月;放线菌,放线菌,3个月;个月;酵母菌,酵母菌,3-6个个月;月;丝状真菌,丝状真菌,4个月个月)进行移接)进行移接培养后再将新斜面继续保藏。培养后再将新斜面继续保藏。(三)菌种保藏的方法(三)菌种保藏的方法抗生素生产工艺抗生素生产工艺 这种保藏方法这种保藏方法简单,简单,存活率高,易于推广存活率高,易于推广,经常使用的菌种可采用经常使用的菌种可采用这种方法。其这种方法。其缺点缺点是菌是菌种仍有一定强度的代谢种仍有一定强度的代谢活动条件,保存时间不活动条件,保存时间不长,而且传代多,因此长,而且传代多,因此菌种客易产生变异。菌种客易产生变异。抗生素生产工艺抗生素生产工艺2.液体石
7、蜡封藏法液体石蜡封藏法将生长好的新鲜斜面在无菌条件下倒入已将生长好的新鲜斜面在无菌条件下倒入已灭菌的液体石蜡,油层要高出斜面上端灭菌的液体石蜡,油层要高出斜面上端1cm,使之与空气隔绝,然后垂直放于室温或冰箱内使之与空气隔绝,然后垂直放于室温或冰箱内保藏即可。保藏即可。这种方法也比较简便,且保藏时间一般可这种方法也比较简便,且保藏时间一般可长达长达1年以上。适于保存部分霉菌、酵母菌、放年以上。适于保存部分霉菌、酵母菌、放线菌,但对细菌效果较差,对某些能同化烃类线菌,但对细菌效果较差,对某些能同化烃类的微生物则不适用的微生物则不适用。石蜡油管的转接和搬运都很不方便。石蜡油管的转接和搬运都很不方便
8、。抗生素生产工艺抗生素生产工艺抗生素生产工艺抗生素生产工艺3.砂土管保藏法砂土管保藏法将孢子悬浮液转移至灭过菌的砂土管中,于将孢子悬浮液转移至灭过菌的砂土管中,于真空干燥器内用真空泵抽干,再转至有干燥剂的真空干燥器内用真空泵抽干,再转至有干燥剂的容器中,密封低温保藏。容器中,密封低温保藏。本方法是用人工方法模拟自然环境使菌种得本方法是用人工方法模拟自然环境使菌种得以栖息。适用于细菌的芽孢、霉菌和放线菌孢子以栖息。适用于细菌的芽孢、霉菌和放线菌孢子的保藏,不适于对干燥敏感的无芽孢的细菌和酵的保藏,不适于对干燥敏感的无芽孢的细菌和酵母菌。母菌。此法保存期可达此法保存期可达1年以上。年以上。抗生素生
9、产工艺抗生素生产工艺主要包括主要包括砂土制备和真空抽干砂土制备和真空抽干两步两步。(1)砂土制备砂土制备 砂土是砂和土的混合物,砂和土的比砂土是砂和土的混合物,砂和土的比例一般为例一般为3:23:2或或1:11:1,将黄砂和泥土分别洗净,过筛,按比,将黄砂和泥土分别洗净,过筛,按比例混合后,装入小试管内,装料高度约为例混合后,装入小试管内,装料高度约为lcmlcm左右,经间左右,经间歇灭菌歇灭菌2-32-3次,灭菌后烘干,并作无菌检查后备用。次,灭菌后烘干,并作无菌检查后备用。(2 2)真空抽干真空抽干 将要保存的菌种斜面孢子刮下,直接将要保存的菌种斜面孢子刮下,直接与砂土混合;或用无菌水(与
10、砂土混合;或用无菌水(3-5ml3-5ml)洗下孢子,制成悬浮)洗下孢子,制成悬浮液,再与砂土混合(液,再与砂土混合(0.2-0.3ml0.2-0.3ml)。混合后的砂土管放在)。混合后的砂土管放在盛有五氧化二磷或无水氯化钙的干燥器中,用真空泵抽气盛有五氧化二磷或无水氯化钙的干燥器中,用真空泵抽气干燥后,放在干燥低温环境下保存。干燥后,放在干燥低温环境下保存。抗生素生产工艺抗生素生产工艺4.真空冷冻干燥法真空冷冻干燥法原理原理:在低温下迅速将细胞冻结以保持细胞:在低温下迅速将细胞冻结以保持细胞结构的完整,然后在真空下使水分升华。这样菌结构的完整,然后在真空下使水分升华。这样菌种的生长和代谢活动
11、处于极低水平,不易发生变种的生长和代谢活动处于极低水平,不易发生变异和死亡,因而能异和死亡,因而能长期保存,一般为长期保存,一般为510年年。微生物在此条件下易死亡,所以需加入一微生物在此条件下易死亡,所以需加入一些物质作保护剂,一般常用的是脱脂牛奶、血些物质作保护剂,一般常用的是脱脂牛奶、血清等。清等。抗生素生产工艺抗生素生产工艺抗生素生产工艺抗生素生产工艺抗生素生产工艺抗生素生产工艺 该法该法存活率高,变异率低存活率高,变异率低,并能广泛适用于,并能广泛适用于细菌(有芽孢和无芽孢的)、酵母、霉菌孢子、细菌(有芽孢和无芽孢的)、酵母、霉菌孢子、放线菌孢子和病毒等,因此是目前广泛采用的好放线菌
12、孢子和病毒等,因此是目前广泛采用的好方法。方法。其其缺点缺点是手续麻烦,操作复杂,要求严格,是手续麻烦,操作复杂,要求严格,并需有一定设备条件。并需有一定设备条件。抗生素生产工艺抗生素生产工艺5.超低温冰箱保藏法超低温冰箱保藏法由于现在超低温冰箱的使用已较普及,所以由于现在超低温冰箱的使用已较普及,所以菌种的超低温保藏法在生产企业和研究机构已得菌种的超低温保藏法在生产企业和研究机构已得到广泛应用。到广泛应用。该方法的要点是:将要保藏的菌种置于该方法的要点是:将要保藏的菌种置于10%甘油或二甲基亚砜保护剂中,密封于试管或安瓿甘油或二甲基亚砜保护剂中,密封于试管或安瓿管内,然后将其放入超低温冰箱中
13、于管内,然后将其放入超低温冰箱中于-70下保藏。下保藏。该法简便易行,而且保藏效果较好。该法简便易行,而且保藏效果较好。抗生素生产工艺抗生素生产工艺抗生素生产工艺抗生素生产工艺抗生素生产工艺抗生素生产工艺6.6.液氮超低温保藏法液氮超低温保藏法 微生物在微生物在-130的低温下,所有的新陈代谢的低温下,所有的新陈代谢活动暂时停止而生命延续,这种环境下可永久性活动暂时停止而生命延续,这种环境下可永久性保存微生物菌种。液氮的温度可达保存微生物菌种。液氮的温度可达-196,保,保存微生物菌种已获得满意的结果。存微生物菌种已获得满意的结果。抗生素生产工艺抗生素生产工艺 液氮超低温保藏法简便易行,液氮超
14、低温保藏法简便易行,关键是要有液关键是要有液氮存储装置氮存储装置。该方法要点是:将要保存的菌种(菌液或长该方法要点是:将要保存的菌种(菌液或长有菌体的琼脂块),置于有菌体的琼脂块),置于10%甘油或二甲基亚甘油或二甲基亚砜保护剂中,密封于安瓿管内(安瓿管的玻璃要砜保护剂中,密封于安瓿管内(安瓿管的玻璃要能承受很大温差而不致破裂),先将菌液降至能承受很大温差而不致破裂),先将菌液降至0,再以每分钟降低,再以每分钟降低1的速度,一直降至的速度,一直降至-35,然后将安瓿管放入液氮中(液相或气相均,然后将安瓿管放入液氮中(液相或气相均可,前者可,前者-196,后者,后者-150)。)。抗生素生产工艺
15、抗生素生产工艺 保藏的菌种如需用时,将安瓿管由液氮中取保藏的菌种如需用时,将安瓿管由液氮中取出,立即置于出,立即置于38-40温水浴中,振荡,直到全温水浴中,振荡,直到全部融化为止,开启移种。部融化为止,开启移种。液氮保藏法在实际应用中尚存在一些问题,液氮保藏法在实际应用中尚存在一些问题,如需要经常补充液氮,保藏菌种的管理费用高,如需要经常补充液氮,保藏菌种的管理费用高,菌种的取出也不如冻干管方便。但这种方法可用菌种的取出也不如冻干管方便。但这种方法可用微生物的多种培养材料进行保藏,不论微生物的多种培养材料进行保藏,不论孢子孢子或或菌菌体、液体培养或固体培养、菌落或斜面体、液体培养或固体培养、
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