冷冻干燥的保护剂和添加剂
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菌种冻干操作规程菌种冻干是一种将活菌种通过冷冻和真空干燥的方法,将其转化为冻干菌粉的过程。
菌种冻干技术广泛应用于微生物学、制药业、食品工业等领域。
下面是菌种冻干的操作规程,详细描述了操作过程和注意事项。
一、准备工作1. 确认菌种冻干设备状态正常,例如冷冻系统、真空泵等。
2. 准备菌种培养物、冻干粉剂、无菌容器等相关物品。
3. 清洗工作区、操作台和工具,并进行消毒处理。
二、菌种培养1. 取出菌种培养物,将其接种到含有培养基的培养皿中。
2. 在恒温摇床上进行培养,温度、时间和培养方式需要根据不同菌种而定。
3. 筛选出生长良好、纯度高的菌种,进行后续处理。
三、制备冻干粉剂1. 预先准备好冻干粉剂,根据菌种特性选择合适的添加剂和保护剂。
2. 按照比例将冻干粉剂溶解于适量的培养基中,充分混合并进行无菌过滤。
四、菌种冷冻1. 将培养物转移到冷冻管中,添加适量的冷冻保护剂。
2. 快速冷冻,推荐使用液氮浸泡法或酒精浴法。
3. 将冷冻菌种存放在低温冷冻机中,温度通常为-70℃至-196℃。
五、菌种真空干燥1. 将冷冻菌种转移到真空干燥设备中,调整设备到合适的温度和压力。
2. 打开真空泵,排除设备内的气体,并在适当温度下加热样品。
3. 维持一定的真空度和温度,直至样品完全干燥。
六、收集和包装冻干菌粉1. 将干燥的菌种收集到无菌容器中,注意避免污染。
2. 对冻干菌粉进行密封和标记,包括菌种名称、生产日期和效期等信息。
3. 存放在干燥、阴凉、无菌的环境中,防止湿气和光照。
七、清洁和保养1. 完成操作后,及时清洗和消毒工作区、设备和工具。
2. 定期检查和保养设备,确保其正常运行。
八、安全注意事项1. 在操作过程中,必须佩戴防护手套、防护眼镜等个人防护用具。
2. 注意避免菌种与人体直接接触,容易引起感染。
3. 操作时要轻拿轻放,避免对菌种造成机械伤害。
4. 注意电源和设备的安全使用,防止触电或设备故障引起事故。
以上是菌种冻干的操作规程,通过正确的操作步骤和注意事项,可以确保菌种冻干过程的安全和有效。
冷冻干燥技术原理冷冻:首先,要把待处理的物质放入低温环境中,通常是在零下20摄氏度至负80摄氏度之间。
冷冻的目的是冻结物质内的水分子,减少其在干燥过程中的活动性,防止冻结物质受到损害。
干燥:一旦样品冷冻,需要将其暴露在真空环境中以促进干燥。
冷冻物质中的水分子经过升华和倾向释放水分两个过程,从而转化成为无水固态。
升华是指将液态水分子直接转变成为气态的过程,而倾向释放水分则是指冷冻物质渐渐重新吸入其封闭容器中所含有的水分子。
这两个过程使得被处理物质中的水分子逐渐释放出来,最终形成无水固态的物质。
真空:真空是冷冻干燥技术的关键步骤。
减压环境可以有效降低物质内水分子的沸点,从而使得水分子更容易从冷冻物质中升华。
真空条件也可以加速升华过程,缩短干燥时间。
除了这些基本的原理外,冷冻干燥技术还有一些其他的关键点:冷冻速率:冷冻速率对样品的干燥质量起到关键影响。
较慢的冷冻速率会导致冷冻晶体的生长,从而破坏样品的结构。
因此,需要选择合适的冷冻速率,以保持样品的完整性。
真空度:真空程度对干燥过程的速度和效果也至关重要。
高真空度有助于加速物质内水分子的升华速率,缩短干燥时间。
因此,真空度的选择需要在保证样品完整性的前提下尽量提高。
加热:有些样品在冷冻过程中容易形成玻璃状结晶,导致干燥困难。
在这种情况下,适度的加热可以改善干燥效果,提高升华速率。
保护剂:有些样品在冷冻干燥过程中容易受到氧化或变性,因此可以添加保护剂以保持样品的稳定性。
综上所述,冷冻干燥技术通过将样品冷冻、升华和排出水分子,最终转化为无水固态的物质。
这一过程需要在适宜的温度、真空度和冷冻速率等条件下进行,以保证样品的完整性和干燥效果。
冷冻干燥技术的应用广泛,是许多行业中重要的处理方法之一。
论述菌种的保藏方法菌种的保藏是指将某一种菌株保存在适宜的条件下,以确保其长期存活和保持其遗传特性的一种操作。
菌种的保藏对于科学研究和应用具有重要意义,因为菌株的失活或突变可能导致实验结果的不准确性或应用价值的丧失。
本文将介绍几种常见的菌种保藏方法。
一、冷冻保藏法冷冻保藏法是将菌株保存在低温条件下,以减缓菌株的代谢和生长速率,达到延长其存活时间的目的。
常见的冷冻保藏方法有两种:液氮冷冻和低温冷冻。
1. 液氮冷冻:将培养基中的菌株悬浮液加入一定比例的甘油或乙二醇等保护剂,然后分装至冷冻管中,迅速将冷冻管浸入液氮中进行冷冻保存。
液氮的温度极低,可以有效地抑制菌株的代谢活动,保证其长期存活。
2. 低温冷冻:将培养基中的菌株悬浮液加入一定比例的甘油或乙二醇等保护剂,然后分装至冷冻管中,置于-80℃的低温冰箱中保存。
相比于液氮冷冻,低温冷冻的操作更加简便,且可以在普通实验室条件下进行。
二、干燥保藏法干燥保藏法是将菌株保存在无水条件下,通过降低菌株周围环境的水分含量,抑制菌株的代谢活动,并防止细胞内酶的活性。
常见的干燥保藏方法有两种:冷冻干燥和真空干燥。
1. 冷冻干燥:将培养基中的菌株悬浮液加入一定比例的保护剂,然后在真空下进行冷冻干燥。
冷冻干燥的过程中,通过降低温度和压力,使水分直接从固态转变为气态,从而达到保护菌株的目的。
2. 真空干燥:将培养基中的菌株悬浮液均匀涂布在无菌的滤纸或硅胶膜上,然后将其置于真空干燥器中进行真空干燥。
真空干燥的过程中,通过降低压力,将水分从菌株周围环境中蒸发掉,使菌株处于无水状态。
三、液氮冷冻法液氮冷冻法是将菌株保存在液氮中的一种方法。
液氮的温度极低,可以有效地抑制菌株的代谢活动,保证其长期存活。
该方法适用于多种菌株的保藏,包括细菌、真菌和酵母等。
液氮冷冻法的操作步骤如下:1. 将培养基中的菌株悬浮液加入一定比例的甘油或乙二醇等保护剂,以增加菌株的抗冻性。
2. 将菌株悬浮液分装至冷冻管中,每支约0.5-1.0 mL,然后封闭冷冻管。
冻干保护剂及其保护机理的研究进展生命科学学院动物科学专业2008084533(学号)严忠平(姓名)指导教师郑新添【摘要】进入上个世纪的八九十年代,科学技术的迅猛发展和人民群众对健康保障的需求为药品冷冻干燥技术的飞速发展提供了强大的动力,在药品冻干损伤和保护机理、药品冻干工艺、药品冷冻干燥机等方面取得了巨大的成绩。
但药品冷冻干燥技术是一门边缘学科,需要生物学、药学、制冷、真空和控制等知识的交叉和综合,因此仍存在亟待解决的问题。
冷冻干燥是目前保持微生物、动物组织、细胞及蛋白质等活性物质生物活性的一个有效的、普遍的方法.制品经完全冻结,并在一定的真空条件下使冰晶升华,从而达到低温脱水的目的,此过程即称为冷冻干燥,简称冻干,是冷冻和干燥的结合,其中冷冻与干燥引起的蛋白质变性的机理各不相同.【关键词】冻干保护剂保护机理药品生物自进入上个世纪的八九十年代,科学技术的迅猛发展和人民群众对健康保障的需求为药品冷冻干燥技术的飞速发展提供了强大的动力,在药品冻干损伤和保护机理、药品冻干工艺、药品冷冻干燥机等方面取得了巨大的成绩。
但药品冷冻干燥技术是一门边缘学科,需要生物学、药学、制冷、真空和控制等知识的交叉和综合,因此仍存在亟待解决的问题。
冷冻干燥是目前保持微生物、动物组织、细胞及蛋白质等活性物质生物活性的一个有效的、普遍的方法.制品经完全冻结,并在一定的真空条件下使冰晶升华,从而达到低温脱水的目的,此过程即称为冷冻干燥,简称冻干,是冷冻和干燥的结合,其中冷冻与干燥引起的蛋白质变性的机理各不相同.冷冻干燥技术最早于1813年由英国人华莱斯顿(Wollaston)发明.自Heckly和Hammer(1911年)首次对微生物进行干燥保存以来,经过多年来的完善与发展,国内外学者们发现冷冻干燥技术具有与其他干燥方法无可比拟的优点E23,菌种在低温下干燥,各种成分、酶的活性丧失少;可以保持菌种的形态、色泽;复水性好,能很快地吸水还原成干燥前的鲜活状态;脱水彻底,保存期长,储存运输、销售方便.但是,在真空冷冻干燥过程中,冷冻和干燥不可避免地会造成部分微生物细胞的损伤、死亡,及某些蛋白分子的钝化.为了提高冷冻干燥微生物、蛋白质等生物制品的存活率与生物活性,人们进行了大量的研究,其中包括冷干过程中蛋白质的空间结构的变化,以及各种保护剂对这些变化的影响[1].1 冷冻干燥保护剂冻干是复杂的相变过程,冻干制品在整个过程存在的各种应力,包括低温应力、冻结应力、干燥应力等,常常是直接或间接导致制品中蛋白质变性的因素 ,所以在冻干过程中需使用保护剂。
冷冻干燥工艺本工艺适用于细菌、酵母等菌体的冷冻干燥。
冻干后物品为固态、干燥、结块,保存应低温避湿。
1.工艺流程图保护剂配制→菌体与保护剂混合→分装入柜→冷冻干燥→出柜→保存2.操作过程及要点:2.1保护剂配制:按照保护剂配方(见附录),根据菌体重量计算和称取试剂,加入适量的水搅拌溶解(水的体积以能溶解保护剂为准)。
2.2菌体与保护剂混合:保护剂溶液完全溶解后,加入菌体,搅拌混匀。
2.3 分装入柜:用量杯量取一定体积(通常为1L)的菌液到托盘上,轻微晃动托盘,使物料均匀分布在托盘上。
将托盘置于隔板上,放置温度探头,每层放一个探头,探头需接触到菌液。
2.4冷冻干燥:2.4.1物料冷却:物料降温后,温度在-40℃~-50℃间冷却3-4小时后开始抽真空。
2.4.2升华:分三阶段第一阶段,快速升温阶段,物料温度由-50℃降至-30℃,升温速度控制在10℃~5℃/小时(通过间隙开循环泵来实现)。
第二阶段,温度维持阶段,物料温度维持在-30℃~-25℃间(通过间隙开循环泵来实现),维持时间为10小时,第三阶段,快速升温阶段,物料温度由-25℃升至20℃,升温速度控制在5℃/小时(开自动加热)。
2.5出柜:收集冻干菌体,取样,并贴上标签。
2.6保存:菌体置于-20℃冰箱保存,填写物品保存记录。
3.生产过程的质量控制●配制保护剂的水体积不能太多,以能溶解保护剂为宜。
●保护剂必须完全溶解后方可加入菌体混匀。
●每个托盘的装液量不要大于1L。
●物料冷却时间控制在3-4小时,时间不宜过长。
●升华过程的温度维持阶段,间断开循环泵,频率控制在每小时两次以上。
●出柜物品必须贴上标签。
4.物料、中间产品、成品的质量标准。
保护剂和菌体混匀后取样;出柜物品取样。
5.卫生●使用前清洗隔板;●每批冻干完后,用水泡洗托盘(若下批次冻干物品与上批冻干物品相同,可不用清洗),冲洗隔层板,清洗温度探头。
●每次使用完搅拌机后应立即清洗。
6.冻干失败物品处理:若冻干失败的物品数量多(10盘以上),应重新进行冷冻干燥。