微生物制药中菌种准备方法及改进论文_李静,韩蕾,顾小花

微生物制药中菌种准备方法及改进论文_李静,韩蕾,顾小花

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摘要:微生物制药主要利用微生物代谢过程中产生的有生理活性的产物,针对生产过程的特殊性,在整个过程中需要明确实际类型,结合制药类型和模式等实施。当前,微生物制药实验管理程度复杂,考虑到代谢条件以及相关实验设备等因素,要从实验环节入手,提升生产管理水平。为了保证生物菌种的安全性,要求实验人员从各个实验环节做好准备工作,满足微生物制药要求。

关键词:微生物制药;菌种准备方法;改进

1微生物制药概述

微生物制药是指利用微生物处理技术对微生物进行发酵等方式而将微生物转变成药物成分的过程。在对微生物进行处理时,通过微生物发酵反应或利用微生物生长繁殖代谢等,利用具有高科技化的微生物高度分离提纯技术等将微生物中有利的部分加入到制药过程中,最终制剂成型。而由于近年来人们对健康越发重视,作为工业微生物产业的重要组成部分,微生物制药在我国制药工业中所占据的比例也在不断增加。微生物制药的主要形式:①菌体直接制药。由于部分微生物真菌的菌体本身能够直接用于药物制作,因此在对这种微生物进行制药生产时,可直接将其加入制药中制成药物。②转化微生物后制药。在利用该种方法进行制药时,可将酶作为制药过程中的催化剂,将微生物与外源化合物的特定部分通过结合等方式对微生物进行加工合成,最终制成微生物药物。采用合成形式不仅能提高酶的催化作用,同时其反应过程温和,环境对合成过程的刺激较少,合成药物也远比传统合成方法制成的药物医疗水平高。③利用微生物酶制药。微生物产生的酶的种类繁多,其中更有许多具有反应条件温和,主体选择性强和效率高等特点而被人类所用,通过诱导、遭受阻遏、抑制等调控作用,并恰当选育菌种、配制培养基、发酵,就可以生产大量有用的酶类。

2微生物制药实验准备中传统的供种方法

四环素发酵周期为20~30天,期间,实验技术人员需要完成第一个环节的准备-即成熟稳定孢子斜面准备,供学生进行后续的微生物药物制备及其他设计性实验。准备成熟孢子斜面的具体流程是:从沙土管(或冻干管)中的保藏菌接种到20cm×200cm的空白斜面上,36℃培养7天左右的成熟孢子为母斜面。每个母斜面上生长的菌株接种到10个左右的空白试管斜面上,36℃培养7天左右,为F1代子斜面。为了保证学生实验所需数量和孢子质量,有时候还需要继续扩大培养F2代子斜面,学生实验时,按照每个实验组(2人一组)一支试管斜面发给学生。传统的供种模式存在如下问题,一直以来困扰实验技术人员。(1)菌种的斜面转接过程复杂、重复。菌种的斜面转接是用接种环轻轻沾取一个试管中少量菌体或孢子,转接到另一支待接斜面试管上,从斜面培养基的底部向上部作“Z”形来回密集划线。由于学生数量较多,需要重复转接孢子斜面就多,这个过程复杂重复,容易造成染菌。(2)斜面需求量大、实验后期处理量大。由于微生物生长的影响因素很多,时有生长不好的情况发生,实验技术人员要根据多年的培养经验,结合实验菌的生长特征,及时抛弃形态和生理上发生变异的菌种,为了保证给学生提供符合实验要求的优良菌种,需要准备学生实验量的2~3倍数的孢子斜面,对于多个班级、多个实验项目的10余种实验用菌种,转接的工作量可想而知。(3)供种的时间性强。由于学生实验课规划和进度由学校统一制定,不能更改,而菌种的生长状况受温度、湿度和原材料等多因素影响,不好控制,所以实验技术人员有时候很难把握菌种成熟时间的长短。如果成熟早了,冷藏时间就长,菌种容易发生变异或死亡;如果菌种孢子不成熟,生产能力下降,影响学生的实验结果。

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3改进菌种准备方式和可行性分析

3.1改进方式

由于菌种的类型较多,在整个分析阶段,要了解菌丝体的实际情况。根据液体培养基的概况可知,震荡培养的方式符合要求。以菌丝体保存方式为例,将震荡培养后的菌丝体加保护剂后分装至甘油管中,置于-28℃下进行保存。冷冻菌丝体代替孢子斜面,将其提供给相关人员进行项目试验,如下:沙土管→孢子培养→母斜面→种子液→供种。结合传统的微生物制药的模式可知,培养成熟孢子母斜面,以接种处理作为基础,在后续试验中,要做好种子液处理工作。每瓶菌丝萌发的种子液可以分装至多个甘油管中,置于合适的温度下保存,完成后续试验。该方式的优势明显,种子和孢子斜面用量少,在实验检查阶段,需要明确准备方式和要求,严格按照试验要求实施。斜面传代的时间和后续大量的菌种灭活后洗刷工作量提升,需要节约人力、物力等投入,减少感染机会,保证稳定生产和管理。此外种子生长较快,能加速孢子发芽,根据对应的菌种以及准备周期可知,在改进处理过程中要明确实际优势,提升了可行性。同一批次的菌丝体生长背景一致,在发酵过程中,考虑到代谢条件以及试验设计等要求,要明确可行性指标,避免出现异常现象。

3.2菌丝体冻存时间分析

菌种保存方法验证时需要关注的因素包括:①选择验证菌株是否有代表性;②每个保存时限的测试数量为多少;③如何判断与原菌株生物学特性是否发生变异。本实验针对上述关键因素进行验证:①验证菌株,增加了洁净环境分离菌株,以代表实际生产中可能遇到的污染菌,最后挑选污染比例最高的藤黄微球菌进行测试;②测试数量,通过取20支菌株进行复苏并确认存活情况,如有1支不能生长则复苏率低于95%置信限,保存时限存在显著性差异,该限期不能用于菌种保存;③变异程度,通过API微生物鉴定法较形态染色学方法更能准确地判断与原菌株生物学特性是否发生变异。

3.3菌丝体接种量对四环素发酵影响考察

冻存时间以及菌丝体等属于常见的试验供种,结合不同接种量可知,在评价过程中,要提前处理,以新鲜孢子斜面供种为对照组,在测评阶段要明确表格内容,按照改进格式要求实施。综合分析试验结果可知,在实验调查过程中,要确定大范围的结果。

3.4不同供种方式工作量对比

根据微生物实验检测的实际要求可知,做好分组管理是关键。正常情况下,实验项目分配后,要确定成熟孢子斜面类型,如果孢子不能符合实际要求,则准备32支以上的孢子斜面。以试管装量为前提,要提前确定培养基数量。改进的供种方式需要一只斜面,挖块1cm×2cm孢子接种到液体培养基内,震荡培养是重要的过程,在简化处理的过程中,要明确类型要求,简化后的试验处理是个重要的过程,洗刷后,要提前确定工作量。

4结束语

总而言之,微生物制药管理是个全面的过程,考虑到应用周期以及具体变化,大规模实验人员在实验分析的阶段,必须做好菌种准备工作,考虑到实验准备操作以及时间等方面因素,生物废品较多,做好后续处理工作是重点,要改善实验环境,节约人力和物力投入等。

参考文献

[1]姚栗,葛媛媛,王洁淼,赵婷,程池.国内外食品用微生物菌种管理进展[J].食品与发酵工业,2014,40(09):139-143.

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[3]屈三甫,郑从义,方呈祥,陶天申,张火春,薛玲.专利微生物菌种的保藏与发放统计分析[J].氨基酸和生物资源,2012,34(01):1-4.

论文作者:李静,韩蕾,顾小花

论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期

论文发表时间:2018/10/17

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