真空冷冻干燥机在生物医药菌种长期保藏中的应用案例

生物医药研发与生产中，大肠杆菌、乳酸菌、放线菌等微生物菌种的长期保藏是保障实验连续性、生产稳定性的核心环节，要求保藏后菌种活性保留率≥95%，且避免传代过程中的基因变异，同时需适配实验室小批量与中试规模化保藏需求。传统菌种保藏采用斜面低温冷藏法，保质期仅 3-6 个月，需频繁传代，不仅增加人工成本，还易引发菌种污染、性状退化；液氮保藏法成本高、操作风险大，且设备维护难度高，不适用于常规实验室场景。为解决上述痛点，引入实验室真空冷冻干燥机，构建 “菌种预处理 - 真空冻干 - 密封保藏" 的标准化保藏体系，实现菌种长期稳定存储。

方案选用实验室型真空冷冻干燥机，冷阱温度低至 - 55℃，真空度≤10Pa，冻干面积 0.12-0.5㎡，适配冻干管、西林瓶等多种容器，支持批量处理 200-1000 支菌种样品；配备程序控温系统，可预设预冻、升华干燥、解析干燥三段式温度曲线，精准匹配不同菌种的冻干需求；内置真空度与温度实时监测模块，数据自动记录并导出，满足实验溯源要求。针对微生物菌种特性优化冻干工艺：选取对数生长期菌种制备菌悬液，与 10% 脱脂乳保护剂按 1:1 混合，分装至冻干管（每管 1mL）；预冻阶段将样品降温至 - 40℃并保温 2 小时，避免冰晶刺破细胞膜；升华干燥阶段真空度维持在 10Pa，温度从 - 40℃升至 - 10℃，去除游离水；解析干燥阶段升温至 25℃，去除结合水，确保样品含水率≤3%。

实施流程标准化操作：首先菌种预处理，将培养至对数期的菌种离心收集，用生理盐水重悬后与保护剂混合，无菌条件下分装至冻干管；第二步预冻处理，将分装后的冻干管放入冻干机物料盘，启动预冻程序，降温至 - 40℃保温 2 小时；第三步真空冻干，启动真空系统，待真空度降至 10Pa 以下，按预设曲线完成升华与解析干燥，全程耗时 12-16 小时；第四步密封保藏，冻干完成后在真空状态下火焰熔封冻干管，贴标后置于 4℃冰箱长期存储；第五步复苏验证，每批次随机抽取 5 支冻干管，接种至培养基培养，检测菌种活性与性状稳定性。

方案实施后成效显著：菌种保藏保质期从传统方法的 3-6 个月延长至 5-8 年，大幅减少传代频次，人工成本降低 70%；菌种活性保留率稳定在 96% 以上，性状无变异，满足生物医药研发与生产的菌种复用需求；冻干保藏过程全程无菌，菌种污染率从传统传代的 8% 降至 0；设备适配多种微生物菌种冻干，涵盖细菌、真菌、放线菌等，同时可拓展用于蛋白、酶制剂等生物制品的冻干保存，一机多用提升实验室设备利用率；标准化冻干流程与数据追溯功能，助力通过药品生产质量管理规范（GMP）审核，为生物医药领域的菌种资源保护与高效利用提供了可靠技术支撑。