細菌常用的保存方法及優缺點

A. 菌種保藏

菌種保藏方法大全

基本原理
微生物具有容易變異的特性，因此，在保藏過程中，必須使微生物的代謝處於最不活躍或相對靜止的狀態，才能在一定的時間內使其不發生變異而又保持生活能力。

低溫、乾燥和隔絕空氣是使微生物代謝能力降低的重要因素，所以，菌種保藏方法雖多，但都是根據這三個因素而設計的。

保藏方法大致可分為以下幾種：

1．傳代培養保藏法

又有斜面培養、穿刺培養、皰肉培養基培養等（後者作保藏厭氧細菌用），培養後於4—6℃冰箱內保存。

2．液體石蠟覆蓋保藏法

是傳代培養的變相方法，能夠適當延長保藏時間，它是在斜面培養物和穿刺培養物上面覆蓋滅菌的液體石蠟，一方面可防止因培養基水分蒸發而引起菌種死亡，另一方面可阻止氧氣進入，以減弱代謝作用。

3．載體保藏法

是將微生物吸附在適當的載體，如土壤、沙子、硅膠、濾紙上，而後進行乾燥的保藏法，例如沙土保藏法和濾紙保藏法應用相當廣泛。
4．寄主保藏法

用於目前尚不能在人工培養基上生長的微生物，如病毒、立克次氏體、螺旋體等，它們必須在生活的動物、昆蟲、雞胚內感染並傳代，此法相當於一般微生物的傳代培養保藏法。病毒等微生物亦可用其他方法如液氮保藏法與冷凍乾燥保藏法進行保藏。

5．冷凍保藏法

可分低溫冰箱（-20—-30℃，-50—-80℃）、乾冰酒精快速凍結（約-70℃）和液氮（-196℃）等保藏法。

6．冷凍乾燥保藏法

先使微生物在極低溫度（-70℃左右）下快速冷凍，然後在減壓下利用升華現象除去水分（真空乾燥）。

有些方法如濾紙保藏法、液氮保藏法和冷凍乾燥保藏法等均需使用保護劑來制備細胞懸液，以防止因冷凍或水分不斷升華對細胞的損害。保護性溶質可通過氫和離子鍵對水和細胞所產生的親和力來穩定細胞成分的構型。保護劑有牛乳、血清、糖類、甘油、二甲亞碸等。

三、器材

細菌、酵母菌，放線菌和黴菌；

肉膏蛋白腖斜面培養基，滅菌脫脂牛乳，滅菌水，化學純的液體石蠟，甘油，五氧化二磷，河沙，瘦黃土或紅土，冰塊、食鹽，乾冰，95％酒精，10％鹽酸，無水氯化鈣；

滅菌吸管，滅菌滴管，滅菌培養皿，管形安瓿管，淚滴形安瓿管（長頸球形底），40目與 100目篩子，油紙，濾紙條（0．5×1．2cm），乾燥器，真空泵，真空壓力表，噴燈，L形五通管，冰箱，低溫冰箱（-30℃），液氮冷凍保藏器。
四、操作步驟、各保藏法的應用范圍及優缺點

下列各法可根據實驗室具體條件與需要選做。

1．斜面低溫保藏法

將菌種接種在適宜的固體斜面培養基上，待菌充分生長後，棉塞部分用油紙包紮好，移至2—8℃的冰箱中保藏。

保藏時間依微生物的種類而有不同，黴菌、放線菌及有芽孢的細菌保存2—4個月，移種一次。酵母菌兩個月，細菌最好每月移種一次。

此法為實驗室和工廠菌種室常用的保藏法，優點是操作簡單，使用方便，不需特殊設備，能隨時檢查所保藏的菌株是否死亡、變異與污染雜菌等。缺點是容易變異，因為培養基的物理、化學特性不是嚴格恆定的，屢次傳代會使微生物的代謝改變，而影響微生物的性狀；污染雜菌的機會亦較多。
2．液體石蠟保藏法

（1）將液體石蠟分裝於三角燒瓶內，塞上棉塞，並用牛皮紙包紮，1．05kg/cm2>，121．3℃滅菌30分鍾，然後放在40℃溫箱中，使水汽蒸發掉，備用。

（2）將需要保藏的菌種，在最適宜的斜面培養基中培養，使得到健壯的菌體或孢子。

（3）用滅菌吸管吸取滅菌的液體石蠟，注入已長好菌的斜面上，其用量以高出斜面頂端1cm為准（圖Ⅶ-12），使菌種與空氣隔絕。

（4）將試管直立，置低溫或室溫下保存（有的微生物在室溫下比冰箱中保存的時間還要長）。
此法實用而效果好。黴菌、放線菌、芽孢細菌可保藏2年以上不死，酵母菌可保藏1—2年，一般無芽孢細菌也可保藏1年左右，甚至用一般方法很難保藏的腦膜炎球菌，在37℃溫箱內，亦可保藏3個月之久。此法的優點是製作簡單，不需特殊設備，且不需經常移種。缺點是保存時必須直立放置，所佔位置較大，同時也不便攜帶。從液體石蠟下面取培養物移種後，接種環在火焰上燒灼時，培養物容易與殘留的液體石蠟一起飛濺，應特別注意。
3．濾紙保藏法

（1）將濾紙剪成0．5×1．2cm的小條，裝入0．6×8cm的安瓿管中，每管1—2張，塞以棉塞，1．05kg/cm2>，121．3℃滅菌30分鍾。

（2）將需要保存的菌種，在適宜的斜面培養基上培養，使充分生長。

（3）取滅菌脫脂牛乳1—2ml滴加在滅菌培養皿或試管內，取數環菌苔在牛乳內混勻，製成濃懸液。

（4）用滅菌鑷子自安瓿管取濾紙條浸入菌懸液內，使其吸飽，再放回至安瓿管中，塞上棉塞。

（5）將安瓿管放入內有五氧化二磷作吸水劑的乾燥器中，用真空泵抽氣至干。

（6）將棉花塞入管內，用火焰按圖Ⅶ-13熔封，保存於低溫下。

（7）需要使用菌種，復活培養時，可將安瓿管口在火焰上燒熱，滴一滴冷水在燒熱的部位，使玻璃破裂，再用鑷子敲掉口端的玻璃，待安瓿管開啟後，取出濾紙，放入液體培養基內，置溫箱中培養。
細菌、酵母菌、絲狀真菌均可用此法保藏，前兩者可保藏2年左右，有些絲狀真菌甚至可保藏14—17年之久。此法較液氮、冷凍乾燥法簡便，不需要特殊設備。

4．沙土保藏法

（1）取河沙加入10％稀鹽酸，加熱煮沸30分鍾，以去除其中的有機質。

（2）倒去酸水，用自來水沖洗至中性。

（3）烘乾，用40目篩子過篩，以去掉粗顆粒，備用。

（4）另取非耕作層的不含腐植質的瘦黃土或紅土，加自來水浸泡洗滌數次，直至中性。

（5）烘乾，碾碎，通過100目篩子過篩，以去除粗顆粒。

（6）按一份黃土、三份沙的比例（或根據需要而用其他比例，甚至可全部用沙或全部用土）摻合均勻，裝入10×100mm的小試管或安瓿管中，每管裝1g左右，塞上棉塞，進行滅菌，烘乾。

（7）抽樣進行無菌檢查，每10支沙土管抽一支，將沙土倒入肉湯培養基中，37℃培養48小時，若仍有雜菌，則需全部重新滅菌，再作無菌試驗，直至證明無菌，方可備用。

（8）選擇培養成熟的（一般指孢子層生長豐滿的，營養細胞用此法效果不好）優良菌種，以無菌水洗下，製成孢子懸液。

（9）於每支沙土管中加入約0．5ml（一般以剛剛使沙土潤濕為宜）孢子懸液，以接種針拌勻。

（10）放入真空乾燥器內，用真空泵抽干水分，抽干時間越短越好，務使在12小時內抽干。

（11）每10支抽取一支，用接種環取出少數沙粒，接種於斜面培養基上，進行培養，觀察生長情況和有無雜菌生長，如出現雜菌或菌落數很少或根本不長，則說明製作的沙土管有問題，尚須進一步抽樣檢查。

（12）若經檢查沒有問題，用火焰熔封管口，放冰箱或室內乾燥處保存。每半年檢查一次活力和雜菌情況。

（13）需要使用菌種，復活培養時，取沙土少許移入液體培養基內，置溫箱中培養。

此法多用於能產生孢子的微生物如黴菌、放線菌，因此在抗生素工業生產中應用最廣，效果亦好，可保存2年左右，但應用於營養細胞效果不佳。
5．液氮冷凍保藏法

（1）准備安瓿管用於液氮保藏的安瓿管，要求能耐受溫度突然變化而不致破裂，因此，需要採用硼硅酸鹽玻璃製造的安瓿管，安瓿管的大小通常使用75×10mm的，或能容1．2mm液體的。

（2）加保護劑與滅菌保存細菌、酵母菌或黴菌孢子等容易分散的細胞時，則將空安瓿管塞上棉塞，1．05kg/cm2，121．3℃滅菌15分鍾：若作保存黴菌菌絲體用則需在安瓿管內預先加入保護劑如10％的甘油蒸餾水溶液或10％二甲亞碸蒸餾水溶液，加入量以能浸沒以後加入的菌落圓塊為限，而後再用1．05kg/cm2>，121．3℃滅菌15分鍾。

（3）接入菌種將菌種用10％的甘油蒸餾水溶液製成菌懸液，裝入已滅菌的安瓿管；黴菌菌絲體則可用滅菌打孔器，從平板內切取菌落圓塊，放入含有保護劑的安瓿管內，然後用火焰熔封。浸入水中檢查有無漏洞。

（4）凍結再將已封口的安瓿管以每分鍾下降1℃的慢速凍結至-30℃。若細胞急劇冷凍，則在細胞內會形成冰的結晶，因而降低存活率。
（5）保藏經凍結至-30℃的安瓿管立即放入液氮冷凍保藏器（圖Ⅶ-14）的小圓筒內，然後再將小圓筒放入液氮保藏器內。液氮保藏器內的氣相為-150℃，液態氮內為-196℃。

（6）恢復培養保藏的菌種需要用時，將安瓿管取出，立即放入38—40℃的水浴中進行急劇解凍，直到全部融化為止。再打開安瓿管，將內容物移入適宜的培養基上培養。

此法除適宜於一般微生物的保藏外，對一些用冷凍乾燥法都難以保存的微生物如支原體、衣原體、氫細菌、難以形成孢子的黴菌、噬菌體及動物細胞均可長期保藏，而且性狀不變異。缺點是需要特殊設備。

6．冷凍乾燥保藏法

（1）准備安瓿管用於冷凍乾燥菌種保藏的安瓿管宜採用中性玻璃製造，形狀可用長頸球形底的，亦稱淚滴型安瓿管（圖Ⅶ-15），大小要求外徑6—7．5mm，長105mm，球部直徑9—11mm，壁厚0．6—1．2mm。也可用沒有球部的管狀安瓿管。塞好棉塞，1．05kg/cm2>，121．3℃滅菌30分鍾，備用。

（2）准備菌種，用冷凍乾燥法保藏的菌種，其保藏期可達數年至十數年，為了在許多年後不出差錯，故所用菌種要特別注意其純度，即不能有雜菌污染，然後在最適培養基中用最適溫度培養，使培養出良好的培養物。細菌和酵母的菌齡要求超過對數生長期，若用對數生長期的菌種進行保藏，其存活率反而降低。一般，細菌要求24—48小時的培養物；酵母需培養3天；形成孢子的微生物則宜保存孢子；放線菌與絲狀真菌則培養7—10天。

（3）制備菌懸液與分裝以細菌斜面為例，用脫脂牛乳2ml左右加入斜面試管中，製成濃菌液，每支安瓿管分裝0．2ml。
（4）冷凍冷凍乾燥器有成套的裝置出售，價值昂貴，此處介紹的是簡易方法與裝置，可達到同樣的目的。

將分裝好的安瓿管放低溫冰箱中冷凍，無低溫冰箱可用冷凍劑如乾冰（固體CO2>）酒精液或乾冰丙酮液，溫度可達-70℃。將安瓿管插入冷凍劑，只需冷凍4—5分鍾，即可使懸液結冰。

（5）真空乾燥為在真空乾燥時使樣品保持凍結狀態，需准備冷凍槽，槽內放碎冰塊與食鹽，混合均勻，可冷至-15℃。裝置儀器如圖Ⅶ-16，安瓿管放入冷凍槽中的乾燥瓶內。

抽氣一般若在30分鍾內能達到93．3Pa（0．7mmHg）真空度時，則乾燥物不致熔化，以後再繼續抽氣，幾小時內，肉眼可觀察到被乾燥物已趨乾燥，一般抽到真空度26．7Pa（0．2mmHg），保持壓力6—8小時即可。

（6）封口抽真空乾燥後，取出安瓿管，接在封口用的玻璃管上，可用L形五通管（圖Ⅶ-17）繼續抽氣，約10分鍾即可達到26．7Pa（0．2mmHg）。於真空狀態下，以煤氣噴燈的細火焰在安瓿管頸中央進行封口。封口以後，保存於冰箱或室溫暗處。

此法為菌種保藏方法中最有效的方法之一，對一般生活力強的微生物及其孢子以及無芽胞菌都適用，即使對一些很難保存的致病菌，如腦膜炎球菌與淋病球菌等亦能保存。適用於菌種長期保存，一般可保存數年至十餘年，但設備和操作都比較復雜。

B. 常用的滅菌方法有哪些，各有哪些優缺點

（1）加熱滅菌法

利用高溫來殺死微生物（超過最高生長溫度）的方法。加熱滅菌的原理：當高溫作用於微生物時，首先引起細胞內生理生化反應速率加快，機體內對溫度敏感的物質如蛋白質、核酸等，隨著溫度的增高而遭受不可逆的破壞，盡而導致細胞內原生質體的變化、酶結構的破壞，從而使細胞失去了生活機能上的協調，停止了生長發育。隨著高溫的繼續作用，細胞內原生質便發生凝固，酶結構完全破壞，活動消失，生化反應停止，滲透交換等新陳代謝活動消失，細胞死亡。加熱滅菌可分乾熱滅菌和濕熱滅菌兩大類。

1）乾熱滅菌 利用灼燒或乾熱空氣滅菌而沒有飽和水蒸氣參加的滅菌法稱為乾熱滅菌法。由於乾熱滅菌使用方便，方法簡單，故在生產上廣泛應用。如火焰滅菌法：直接利用火焰把微生物燒死，故又稱焚燒滅菌法。採用此法滅菌既徹底又迅速，但只適用於金屬制的接種工具、試管口及污染物品等的處理。熱空氣滅菌法：即在電熱恆溫乾燥箱中利用乾熱空氣來滅菌。

2）濕熱滅菌 即利用蒸汽進行滅菌的方法。濕熱滅菌又分為高壓、常壓、間歇滅菌和巴氏滅菌4種。

①高壓蒸汽滅菌 由於高壓蒸汽具有較強的穿透力和較常壓高的溫度，能大大縮短滅菌時間，提高工作效率，加之蛋白質在濕熱條件下容易變性，在熱蒸汽條件下，細菌的芽孢在120℃，經20～30分鍾可全部被殺死。如滅菌材料體積較大，不易被穿透時，可將壓力增加到0.152兆帕，延長至1～2小時。在高壓蒸汽滅菌中，滅菌溫度隨蒸汽壓力的增加而升高（圖2-6）。

圖2-7 簡易常壓滅菌法

③常壓間歇蒸汽滅菌法 這是利用常壓蒸汽反復幾次滅菌的方法。具體做法是將待滅菌物品放在鍋內，100℃處理1小時左右，殺死微生物的營養細胞，讓其冷卻至30℃左右，此時芽胞會萌發，再以同樣方法加熱處理，反復3次，可達到滅菌目的。該方法可用於不耐高溫的葯品、營養物、特殊培養基的滅菌。

④低溫巴氏滅菌法 即在60～70℃下，經一定時間，殺死有害微生物的方法。適應於不耐高溫的物品消毒。有些培養基，在高溫下遭到破壞，用此法既可殺死致病微生物的營養體，又能使培養基的成分不致受到嚴重破壞。食用菌生產中培養料堆積發酵工藝，就是利用這個原理殺死其中的病蟲、雜菌。

（2）過濾除菌法

又分液體過濾和空氣過濾兩種，就是採用機械的方法，設計一種濾孔比細菌還小的篩子，做成各種過濾器，通過機械過濾，只讓液體培養基或空氣從篩孔流出，各種微生物菌體則留在篩子上，從而達到除菌的目的。這種方法適用於對熱不穩定的體積小的液體培養基（如動物血清、蛋白質、酶、維生素等）及氣體的滅菌。超凈工作台的工作原理就是將帶菌空氣通過過濾滅菌形成無菌空氣，從風洞中吹出，來造成工作台范圍的無菌狀態。過濾滅菌的最大優點是不破壞培養基中各種物質的化學成分。常用的過濾器有用硅藻土製的、石棉製的、陶瓷土製的，也有用火棉膠、硝化纖維素濾膜製成的。

（3）輻射滅菌法

利用輻射產生的能量進行殺菌的方法稱輻射滅菌。輻射可分電離輻射和非電離輻射兩種，α-射線、β-射線、γ-射線、X-射線、中子和質子、微波等屬電離輻射，紫外線、臭氧、日光為非電離輻射。

1）紫外線滅菌 紫外線殺菌的原理是利用紫外線的輻射作用。用燈管直接照射細菌使其發生光化學反應，將細菌細胞質誘導形成胸腺嘧啶雙聚體，從而抑制DNA的復制而發生變性、致死。另一方面，空氣在紫外線照射下產生的臭氧（O₃），也具有一定的殺菌作用。紫外線的有效作用距離為1.2～2.0米。紫外燈一般懸吊在接種室或培養室的上方，個數依房間大小而定，容1～2個人操作的接種室，安裝一個30瓦的紫外燈就可以了。在每次接種前，應將所需的器具一起放入接種室（箱）內，然後打開紫外燈照射。如果接種室體積較大，開燈照射2小時才能達到滅菌效果；如果較小，只需開燈半小時左右既可達到滅菌效果。由於紫外線穿透力弱，即使是普通玻璃也不能濾過，因此，只適於空氣或物體表面的滅菌。紫外線對人體皮膚，尤其是眼睛有殺傷作用，應避免直視，工作時應將紫外燈關閉。紫外線消毒時工作場所如果處在稍暗無光的情況下，能提高殺菌效果。細菌接受致死量紫外線照射後，隨即給予可見光照射，部分細菌有復活的可能。幹細胞比濕細胞對紫外線的抗性強，孢子比其營養細胞對紫外線更具抗性。

2）微波滅菌 由於微生物的細胞中都含有70%～90%的水分，水分子在微波電場中被極化，並隨著電場方向的改變而轉動，在轉動過程中分子之間高速度摩擦產生熱能，這種熱能不同於外部加熱，可在短時間里使細胞爆破而物體本身的溫度卻只有極微增加，從而達到滅菌效果。用YM7601型微波爐只需60秒鍾就能殺死食品中192萬個大腸桿菌。

3）臭氧發生器消毒 臭氧（O₃）具有強烈的氧化作用，能破壞微生物的細胞膜與核酸。O₃也是一種暫態物質，常溫下能自然分解，還原成氧。其滅菌原理實際上和紫外線消毒極相似。

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D. 1組織培養常用的滅菌方法各有哪些優缺點

1、比如能發生質壁分離及復原
2、培養基用濕熱滅菌，原理是在密閉的蒸鍋內，其中的蒸汽不能外溢，壓力不斷上升，使水的沸點不斷提高，從而鍋內溫度也隨之增加。在0.1mpa的壓力下，鍋內溫度達121℃。在此蒸汽溫度下，可以很快殺死各種細菌及其高度耐熱的芽孢。
採用乾熱滅菌，由於在乾熱條件下，細菌的營養細胞的抗熱性大為提高，接近芽孢的抗熱水平，通常採用170℃持續90分鍾來滅菌。
不耐熱的物質採用過濾滅菌，一些化學成分在高溫高壓下回發生降解而失去效能或降低效能。
植物材料表面用消毒劑滅菌