<p class="ql-block"> 甘油，这个看似普通的化学物质，却在微生物保藏领域中扮演着至关重要的角色。它是一种高吸湿性的化合物，能够吸收大量水分，在细胞周围形成一层水合膜，减少细胞内外的渗透压差异，从而防止细胞在冷冻过程中因脱水而受损。这种特性使得甘油成为微生物保藏的理想选择。</p><p class="ql-block"> 甘油能够显著降低水的冰点。在甘油保菌过程中，甘油与水混合后，混合溶液的冰点会显著降低。这意味着在低温条件下，细胞内的水分不会完全冻结成冰晶。冰晶的形成是对细胞的主要威胁之一，因为冰晶会刺破细胞膜，导致细胞内容物泄漏，最终杀死细胞。甘油通过减少冰晶的形成，保护细胞免受机械损伤。</p><p class="ql-block"> 甘油具有较高的黏度，这种黏性能在细胞周围形成一层保护层，减少细胞在冷冻和解冻过程中的机械损伤。高黏度的甘油溶液能够稳定细胞膜的结构，防止细胞膜在低温下发生相变或破裂。此外，甘油的化学性质较为惰性，不会与细胞内的生物大分子发生不良反应。这种化学惰性使得甘油能够在细胞内形成保护层，而不会干扰细胞的正常生理功能。</p><p class="ql-block"> 甘油能够渗透到细胞内部，与细胞内的生物大分子相互作用，形成保护层。这种保护层能够减少细胞内外的渗透压差异，防止细胞在冷冻过程中因渗透压变化而发生过度脱水或膨胀。此外，甘油还能稳定细胞膜的结构，防止细胞膜在低温下发生相变或破裂。在低温条件下，甘油能够进一步抑制细胞的代谢活动，使得细胞进入一种类似“休眠”的状态，减少了细胞内的能量消耗，从而延长细胞的保存时间。</p><p class="ql-block"> 甘油在一定程度上可以减少低温保存过程中产生的氧化应激。低温条件下，细胞内的氧化反应可能会导致自由基的产生，这些自由基会损伤细胞内的生物大分子，如DNA、蛋白质和脂质。甘油可以通过与自由基发生反应，中和自由基的活性，从而减少氧化损伤。</p><p class="ql-block"> 植物油和矿物油虽然也有其特性，但它们的局限性使得它们无法像甘油那样在细胞周围形成保护层，无法有效保护细胞免受低温损伤。植物油主要由甘油三酯组成，是一种非极性物质，其分子结构较大，难以渗透到细胞内部。此外，植物油在低温下容易凝固，形成固体状态，这会增加细胞的机械损伤风险。矿物油是一种非极性、疏水性的物质，其分子结构较大，难以与细胞内的生物大分子相互作用。矿物油在低温下不会形成保护层，无法减少细胞内外的渗透压差异。</p><p class="ql-block"> 甘油保菌是一种常用的微生物菌种保藏方法，主要用于中长期保存菌种，保藏时间通常可达1年以上。其核心原理是利用甘油的特性，在低温条件下抑制微生物的新陈代谢，使其进入休眠状态，从而实现长期保存。操作步骤包括配制甘油溶液、菌液制备、混合与保存等。需要注意的是，甘油浓度应控制在20%-30%，保存温度越低，保存效果越好，一般推荐使用-80℃冰箱或液氮进行保存。此外，还需避免反复冻融，保存后的冻存管应尽量减少取出次数。</p><p class="ql-block"> 高浓度甘油对细胞的影响是多方面的，这种影响既包括有利的保护作用，也可能带来一些潜在的负面影响。细胞会通过调节细胞内外的渗透压、代谢活动和膜蛋白的表达来适应高浓度甘油环境。不同类型的细胞对高浓度甘油的耐受性也有所不同，细菌细胞对高浓度甘油的耐受性较强，酵母细胞次之，哺乳动物细胞最弱。</p><p class="ql-block"> 甘油保菌的保存温度一般推荐为-80℃或-70℃，在这种温度下，微生物的新陈代谢趋于停止，能够有效延长菌种的保存时间，一般可保存2-4年。如果实验室条件有限，也可以选择在-20℃冰箱中保存，但保存时间相对较短，通常只有1年左右。在保存过程中，还需注意甘油浓度和操作步骤，以确保保存效果。</p> <p class="ql-block"> 望亚玲写于2025年4月26下午3点</p>