微生物菌种是生命科学研究、工业发酵、医药生产等领域的核心资源,其活性与稳定性直接影响实验重复性与产业效益。然而,微生物易受环境胁迫(如温度、营养匮乏、代谢废物积累)影响而退化甚至死亡,因此科学的保藏技术是维持菌种活力的关键。以下从原理到实践,解析几类实用保藏技巧。
一、低温冷冻保藏:常用的“休眠术”
低温可显著降低微生物代谢速率,是保藏的核心思路。其中,-80℃超低温冰箱或液氮(-196℃)冷冻是经典的方法。操作时需注意两点:一是添加保护剂(如10%-20%甘油、5%二甲基亚砜),避免冰晶刺破细胞;二是控制降温速率(约1℃/分钟),减少细胞内冰晶形成。例如,大肠杆菌、酵母菌等常规菌株经甘油管冷冻后,可稳定保存3-5年;环境微生物(如嗜热菌)则需更低温度(液氮)以抑制其残留代谢。

二、冻干保藏:“脱水+真空”的双重保险
冷冻干燥(冻干)通过“预冻-升华脱水-密封”三步,将菌种制成干燥的粉末状安瓿。其优势在于去除水分(微生物代谢需水参与),同时真空环境隔绝氧气与杂菌污染。实际操作中,常用脱脂牛奶或血清作为保护基质(提供营养并缓冲渗透压),预冻温度需低于-40℃,确保菌体冻结。冻干菌种可在4℃避光保存5-10年,尤其适合放线菌、霉菌等难保藏菌株,但需注意复溶时需无菌操作,避免二次污染。
三、定期传代与斜面保藏:基础但需谨慎
对于短期使用(数周至数月)的菌种,斜面或半固体穿刺保藏是便捷选择。将菌种接种于含营养琼脂的斜面,25-37℃培养后,4℃冷藏可延缓代谢。但此方法依赖频繁传代(每1-3个月转接一次),易因传代次数过多导致变异(如质粒丢失、性状退化)。因此,仅推荐作为临时保藏手段,长期保存需结合其他方法。
四、特殊菌种的针对性策略
厌氧菌需严格无氧环境,可采用庖肉培养基(含肉渣耗氧)或充氮密封保藏;病毒或噬菌体则需宿主细胞共保藏(如大肠杆菌与λ噬菌体共冻存);古菌因细胞壁结构特殊,常需添加复合保护剂(如海藻糖+甘油)增强抗逆性。