1. 工业发酵菌种保藏与复苏操作
保藏对象与操作链
本案例处理一株工业发酵生产菌(示例设定为枯草芽孢杆菌工程菌 BS-01,用于产中性蛋白酶)。保藏采用20% 甘油管 −80 ℃ 冻存方式,复苏采用温水快融 → 平板划线 → 液体活化的两级活化路径。核心控制点有三个:甘油终浓度、冻存前菌体处于对数中后期、复苏时避免反复冻融。
甘油管制备的关键参数与操作
甘油母液先配成 40%(v/v)并 121 ℃、15 min 湿热灭菌,冷却后与等体积菌液混合,得到终浓度 20%。菌液浓度控制在 OD₆₀₀ 0.6–0.8,此时菌体处于对数中后期,存活率与复苏一致性最好。混合后冰上静置 10 min 使甘油渗透平衡,再分装 1.0 mL/管。
降温环节使用程序降温盒(异丙醇填充)置于 −80 ℃ 冰箱,实现约 −1 ℃/min 的降温速率;若无程序降温盒,可先将冻存管置于 −20 ℃ 1 h 再转入 −80 ℃,但存活率会略低。冻存管标注菌株编号、日期、代次与操作人。
复苏活化操作与记录
- 从 −80 ℃ 取出目标冻存管,立即置于 37 ℃ 水浴,轻摇至仅剩少量冰晶(约 1–2 min),不得长时间浸泡。
- 用 75% 乙醇擦拭管壁后开盖,取 100 μL 菌液涂布或划线于 LB 琼脂平板,37 ℃ 培养。
- 记录可见菌落出现时间与菌落形态(形状、边缘、表面、颜色、直径),与保藏前同一菌株的记录逐项比对。
- 挑取单菌落接种 5 mL LB 液体,37 ℃、200 r/min 培养,记录 OD₆₀₀ 达到 0.6 所需时间。
保藏效果判定标准
| 判定项 | 保藏前基准(示例) | 允许偏差 | 不通过时的典型原因 |
|---|---|---|---|
| 平板可见菌落时间 | 14 h | ≤ 2 h | 降温过快、菌体过老 |
| 菌落形态 | 圆形、边缘整齐、表面湿润、乳白 | 无变异、无杂菌 | 污染、菌株退化 |
| 液体活化至 OD₆₀₀ 0.6 时间 | 4.5 h | ≤ 10% | 复苏慢融、反复冻融 |
| 镜检形态 | 杆状、革兰氏阳性、无芽孢异常增多 | 与基准一致 | 保藏条件不当导致形态异常 |
保藏后第 7、30、90 天各做一次复检,形成趋势记录。若第 30 天已出现生长速度明显下降,应提前启用备用冻存管重新建库,而不是继续使用同一批工作菌种。
复苏后的冻存管不可再次冻存使用;同一管反复冻融两次以上,存活率与产酶能力均可能显著下降。每次取用应只取一支,剩余管立即放回 −80 ℃。