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微生物的培养与应用范文1
[关键词]细胞微环境；无血清培养体系；再生医学领域
中图分类号：R329 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0308-01
1 无血清培养体系简介
无血清培养体系是在合成培养体系的基础上发展而来的，主要是寻找替代血清的各种可能性，使无血清培养既能进行细胞培养，又可以避免血清带来的不利影响。与含血清培养相比，具有很多的优点，无血清培养技术的发展是从上世纪七十年代开始的，其中基于生产安全性的重组药物而开发的无血清培养基，不用动物做为蛋白来源，降低了成本也加快了报批的速度，后来逐渐发展成为培养基的组成成分全部为化学已知物，更易进行目标蛋白的分离纯化，要求培养的细胞要具有较高的特异性。
一般无血清培养体系由基础培养和替代血清补充因子两部分组成，其中基础培养是零添加血清的合成培养基，按照细胞的生长要求将各种微量元素和营养物质进行合成为基础培养基。补充因子是代替血清的各种因子，包括激素、生长因子、结合蛋白等，在所有的补充因子中，胰岛素、转铁蛋白、亚硒酸钠是细胞在无血清培养基中生长所必须的，是必须具备的补充因子。
2 无血清培养体系在再生医学领域的应用
2.1 无血清培养基研制配方的应用
研究人员研究发现在无血清合成输卵管液培养基中加入胰岛素、转铁蛋白和硒，可以提高动物胚胎的发育质量，再加入牛血清白蛋白后，可以促进囊胚的发展，可以促进细胞的增殖实验。CHO、Vero等工程细胞是单克隆抗体和基因工程药物的表达载体，在对无血清培养基的研制时，要满足增殖的需要，同时也要表达目的产物。例如CS-NS0细胞是抗-CD25单克隆抗体的表达体，无血清低蛋白培养基可以满足大规模培养和抗体表达的要求，批培养最大活细胞密度和最大抗体浓度都达到很高。基于人胚肾细胞培养的无蛋白培养基，可以用于对抗聚乙烯介导转染慢病毒，具有较高的滴度，成本也较低。针对Vero细胞源乙型脑炎疫苗而研制的无血清培养基，没有任何动物源性成分，疫苗只要添加稳定剂，就可以在常温下保存。
2.2 无血清培养体系在细胞增殖方面的应用
雌二醇是无血清培养基中经常添加的激素，如果其浓度较高，会抑制毛囊的生长；PDGF、TGF-β、FGF是三种信号通路，可以促进间质干细胞的生长分化，如果其中之一受到抑制作用会影响间质干细胞的生长，如果三种信号通路结合好，则会使间质干细胞在培养基中传到五代。如果无血清培养基钙浓度较低，下调Smad蛋白介导会维持角膜基质细胞的表型，角膜的上皮细胞也可以长期进行传代培养。中草药是我国的传统医学代表，细胞无血清培养技术也影响到中草药的作用机制，研究显示黄芪可以增加人皮肤表皮干细胞将粒酶转化为录酶，并增强其活性。
2.3 无血清培养基在细胞和组织移植中的应用
无血清培养体系安全性较高，所以广泛应用于基于生物细胞培养的细胞或组织移植治疗中。在无血清培养基中培养骨髓基质干细胞，可以获得与含血清培养基相同的增殖效果，如果患者属于特殊贫血类型并且体重较轻，可以诱导人体成骨，并可以抑制异位骨，这方面比含血清培养更具有优势。采用脂质体转染法转染骨髓间充质干细胞，可以在无血清培养的条件下抑制细胞的凋亡，使骨髓间充质干细胞可以存活于下肢缺血性疾病的治疗中。
如果某些细胞和组织具移植的可能性，如果研制的培养基可以长久的维持细胞特性，这将会促进移植的成功率。新鲜刚分离的肝细胞具有特有的分化属性，此属性如果存在于含血清培养基中就会丧失掉，如果在无血清培养基中添加地塞米松、表皮生长因子、垂体提取物等，肝细胞就会保持3-4周的分化属性，这对于需要肝部移植的患者来说，是一大福音。对由幼年牛软骨外植体组成的无血清培养基进行观察后发现，外植体的力学性能和生物含量得到了有效的加强，其性能一直比较稳定，细胞充满活力。含血清基外植体的力学则有所下降，并且损失了一定的聚糖并发。这充分说明了无血清培养基可以延长成熟细胞的特性，在组织互作无血清培养体系中，需要添加特定的材料来介导才能促进上皮间质的互作。
2.4 无血清培养基在肿瘤治疗方面的应用
无血清培养基具有许多优点，包括可以使细胞生存所需的营养物质得到保证，除掉了血清中的促分化剂，对于肿瘤的发现和治疗具有重要的应用价值。无血清培养可以增加SP2/0细胞中的瘤细胞，这些瘤细胞都具有干细胞特性，可以将SP2/0中的肿瘤干细胞进行富集。细胞外基质可以影响肿瘤细胞的存活、增殖和迁移，无血清培养基中加入纤维连接蛋白后来培养人乳腺癌细胞，可以上调基质 金属蛋白酶的活性。单克隆抗体可以阻断整合素，可以抑制基质金属蛋白酶的活化反应。在进行肿瘤治疗时，对体外诱导扩增CIK细胞及抗肿瘤活性进行研究，分别采用无血清培养和含血清培养基，结果显示无血清培养基可以代替含血清培养基，某些方面还有含血清培养没有的优势。研究人员研究了适合于B16黑色毒瘤细胞培养的无血清培养基，对树突状细胞进行预防。这说明无血清培养的免疫活性细胞可以用于肿瘤的生物免疫治疗。
2.5 无血清培养基在外周血淋巴细胞抑制中的应用
抑制外周血淋巴细胞的无血清培养基是一种生物制剂，主要成分是凝集素、基础培养基和血清替代物，其血清替代物包括牛血清白蛋白、重组人胰岛素、柠檬酸铁和氨基酸母液，外周血淋巴细胞培养基不用动物或者人的血清，不仅降低了培养基成本，还可以降低疾病的传播，此淋巴细胞培养基可以增强淋巴细胞的转换率，促进淋巴细胞的分裂，抑制效果显著，可以广泛用于染色体核型的临床诊断，是康复率低的淋巴疾病的福音。
3 小结
无血清培养体系具有含血清培养体系无法达到的优势，但需要在培养通用性、生产高效性以及成本和安全方面进行改进，未来随着对细胞营养、细胞代谢 、细胞凋亡以及外源蛋白表达等的不断研究，采用更多的科学实验方法，可以使无血清培养基的开发更加快捷，使模拟细胞微环境的无血清培养体系可以广泛应用于生物科学领域，特别是再生医学领域，为更多的疑难杂症以及再生性疾病提供更多的服务。
参考文献
[1] 董书伟，冯秀亮等. 昆明小鼠原始生殖细胞无血清培养基的筛选，西北农林科技大学出版社，2008，36（4）：27-31.
微生物的培养与应用范文2
关键词：污水处理、微生物、修复技术
中图分类号：TU992文献标识码： A
一、前言
随着人类农业工业活动的加强大量施用化肥、农药以及工业废弃物的排放，使得许多有毒有害的有机化学污染物进入土壤系统，同时对地下水及地表水造成二次污染。清除环境污染物的传统方法有物理修复法和化学修复法，但是这些方法存在着处理费用高、操作复杂、而且有二次污染的可能性等缺点。
微生物修复技术是近年来新兴的一门环境生物技术，实验结果表明生物修复技术是有效的可行的。目前生物修复技术在清除或减少土壤地表水地下水和废水中的化学物质方面的应用已获得成功。本文介绍了利用微生物对污水进行修复的主要技术。
二、微生物修复原理
微生物修复的基本原理是利用自然界中微生物对污染物的生物代谢作用。实际上，大多数环境中都存在着天然微生物降解净化有毒有害有机物质的过程，只是自然条件下的微生物净化速度很缓慢，因此，能够被广泛应用到环境保护实践中的微生物修复，都是在人为促进条件下进行的，如通过提供氧气，添加氮磷营养盐，接种经过驯化培养的高效微生物等来强化这一过程，迅速去除污染物质，这就是微生物修复的基本思想。
与化学、物理相比，生物修复技术具有下列优点：
(1)原位修复可使污染物在原地被降解清除；
(2)修复时间较短；
(3)操作简便，对周围环境干扰较小；
(4)设施简单，运行经费少；
(5)操作者与污染物直接接触机会减少，不致对人产生危害；
(6)不产生二次污染。
当然微生物修复技术并不是十全十美，它也存在不足：
(1)条件苛刻，微生物修复是一种科技含量较高的处理方法，其运作必须符合污染场地的特殊条件，微生物修复易受环境条件变化的影响：酸碱度、温度以及其他因素等都会影响微生物修复的进程；
(2)由于微生物的专一性，导致对水体修复的宏观效果不佳；
(3)需要对污染环境进行详细和周密的调查研究，前期工作时问较长，花费高；(4)微生物对污染物的降解存在一极限浓度；
(5)修复过程中可能产生有毒物质。
三、微生物修复的影响因素
微生物修复的成功运行，主要是在适宜的环境条件下，微生物对污染物的降解过程能够发生。
3.1营养
微生物的生长需要保持碳、氮、磷营养物质及某些微量营养元素在一定浓度，在生物修复过程中经常会出现缺乏氮、磷菩营养时降解速度变慢的情形。
3.2溶解氧浓度
大多数微生物在降解污染物时需耗氧，因此污染物浓度高时，水体或土壤中的溶解氧往往消耗殆尽，造成污染场所食物链中断，污染物质的降解也随之终止，因此溶解氧水平也是生物修复中的重大影响因素之一。
3.3 pH值
微生物对环境pH值非常敏感，pH值的变化会对微生物降解污染韧的速率和活性产生很大影响。接近中性pH对于大多数微生物都是合适的，一般不需要进行调节，只有在特定地区才需要对环境的pH进行调节。
3.4温度
微生物可生长的温度范围较广，一般而言，微生物生长的最佳温度为25℃～30℃。通常随着温度的下降，生物的活性也降低，接近零度时活动基本停止。
四、微生物修复技术在污水处理中的应用
4.1加入微生物和微生物制剂法
投放微生物和微生物制剂法，即针对不同的水体，向其投加针对该污染环境而事先培养好的微生物或外源微生物制剂，并为之创造良好的生长条件，形成优势菌种，最终做到对污染水体的修复。利用投加微生物和微生物制剂比土著微生物对污染的自然净化的速度快。同时具有针对性，可以对不同程度的水污染能够进行不同程度的净化。
4.2吸附技术
生物吸附法作为一种新兴的废水处理技术，在处理低浓度重金属污染废水方面有着极为广阔的应用前景。从运用情况看，利用微生物吸附废水中的重金属在投资、运行、操作管理和金属回收、回用等方面优越于传统的治理方法。与其他技术相比，生物吸附技术有得天独厚的优点，差别在于运行过程中微生物能不断地增殖，且去除金属离子的量随生物量增加而增加。而离子交换法中离子交换树脂的交换容量有限，达到饱和吸附后，就不能再去除金属离子；化学沉淀法中，作用物的化学计量也是一定的，无增殖的可能。因此，开发和利用生物吸附处理重金属废水，使废水处理的技术向着无毒、无害、无二次污染的方向迈进了一大步。
4.3固定化技术
生物催化剂固定化技术发展到今天，已形成了较为完备的理论与方法。随着环境生物学的发展，固定化在治理污水中越来越受到青睐。固定化技术使生物催化剂具有与其在游离状态下完全不同的优点，例如，与产物分离方便；生物催化剂可回收或循环使用；生物催化剂稳定性大大提高；反应过程可得到严格控制等。这些特点使价格昂贵的生物催化剂的应用成本大大降低，从而使其在大规模工业化生产中得到应用成为可能。
4.4培养微生物技术
培养微生物技术是一种污染水体的微生物修复技术。它通过向水体中投加营养物质、无毒表面活性剂、电子受体或共代谢基质等物质来强化水环境中本身具有降解污染物能力的微生物的生存环境，从而达到激活土著微生物，使土著微生物对污染物的降解能力充分发挥，从而达到水体修复的目的。
4.5投加微生物絮凝剂技术
微生物絮凝剂主要是在菌细胞外分泌的，它是一种具有絮凝功能且能被自然降解的高分子有机物，如糖蛋白、纤维素和DNA等，有些直接利用微生物细胞，如某些大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中的细菌、霉菌、放线菌和酵母菌等，本身即可用作絮凝剂。微生物絮凝剂具有高效、无毒和易于生物降解的特点。
五、微生物修复的发展趋势
污染水体的修复是一个牵涉到污染治理、环境生态和水利水文等多学科的系统工程，治理水体污染必须从水体的功能定位、污染整治的日标和水体生态系统平衡的建立等多方面入手。微生物修复与物理修复、化学修复相比虽然有众多突出的优点，但只有与物理修复、化学修复等方法相结合，组成统一的修复技术体系，微生物修复才能在治理水体污染方面发挥出最大的作用。
因此，微生物修复技术今后的研究趋势是：(1)微生物修复与物理化学修复相结合的组合技术；(2)原位和异位相结合的生物修复组合技术；(3)采用现代分子生物学技术研究生物修复的机理以及分离培养高效降解菌和构建基因工程菌以提高微生物降解污染物的效率等。
参考文献：
微生物的培养与应用范文3
【关键词】食品；微生物检测技术；应用现状；展望
食品微生物检测技术是当前保证我国国民食品安全的重要基础技术，随着国民生活水平的不断提高，国民对食物的种类和数量也有了更高的追求。但是现阶段由于国民在食用食品的过程中，出现了很多食品安全事故，所以导致国民的生命健康受到了一定威胁，因此，食品管理人员必须要通过食品微生物检测技术，提高食品的微生物检测准确度，确保在市场上进行流通的食品能够具备相应的安全性，在食品的生产、加工及包装、运输等过程中，要针对不同的环节，采取合理的微生物检测技术，确保我国国民不会因为食品的微生物污染而出现一系列的病症。
1 传统食品检测技术
当前，一些传统的食品检测技术还在我国食品微生物检测过程中具有广泛的应用，由于传统的食品检测技术具有丰富的实践，所以在实际检测过程中，虽然效率性得不到保障，但是仍然具备一定的准确性，目前我国常用的传统食品检测技术主要分为显微镜检测法和平板培养法，尤其是在平板培养法的应用过程中，由于需要对食品进行抽样检测，并且提取相应的微生物组织，所需要的时间相对较长。因此，传统食品检测技术可能不符合现阶段我国逐渐发展的食品检测流程。不过仍然要对传统的食品检测技术进行相应的分析，确保一些科技相对最为落后的地区，能够通过传统的显微镜检测法和平板培养法，对食品中的微生物进行合理的检测，保证我国国民的生命健康和食品安全。
1.1 显微镜检测法
显微镜检测法是现阶段在微生物检测过程中较为常用的方法，通过显微镜检测法不仅可以更加直观的检测出微生物的数量和形态，还可以提高检测的效率，通过显微镜对食品进行检测，存在的优缺点主要体现在以下两个方面：首先，由于在使用显微镜检测的过程中，只需要通过染色油镜进行镜检即可，因此，其在检测时更加具备快捷性和简便性。即使一些对于微生物检测方法不太了解的工作人员，在食品进行微生物检测的过程中，只要掌握了显微镜的使用方法，也可以明确食品中的微生物形态及数量，同时显微镜检测方法由于在我国食品安全的应用过程中时间相对较长，所以具备丰富的实践经验和理论基础，所以为食品安全检测工作人员提供了很多的方便。但是显微镜检测方法也具有一定的缺点，例如在针对微生物进行检测的过程中，由于只可以看到微生物的具置和数量，但是不能够明确微生物的生存状态，一旦过多的活性微生物在食品中，仍然会导致食品具有较大的毒性。所以显微镜检测法作为传统检测技术中的重要组成部分，在后期的使用过程中，可能会具备一定的局限性。同时负责显微镜检测法使用的工作人员也应该明确现阶段产生的新型检测技术，并且尽量结合新型的检测技术与显微镜检测法相结合，确保能够提高检测的准确性和检测效率，使我国传统检测技术既不会丧失应有的价值，又可以更加广泛的应用在现阶段的食品微生物检测中。
1.2 平板培养法
在传统检测技术中的第二种经典方法为平板培养法，这是在现阶段我国食品微生物检测中最为经典的方法，通过这种方法可以对微生物的具体生存状态，数量以及种类等进行明确的判断。平板培养法的优点主要体现在实际的培养过程中，由于可以真正的将食品中的微生物进行相应的培养，并且明确微生物的具体种类，所以在实际检测的过程中，可以为食品安全检测提供一定的理论基础，但是这种方法也存在很多的缺点，例如使用平板培养法时间相对较长，并且操作也相对较为复杂，而且针对培养的环境要求更为苛刻，既需要保证无菌培养又需要在适当的温度和湿度环境下进行培养，所以在进行检测的过程中降低了检测的效率，因此，这种传统的检测技术，已经不再适用于现阶段对所有种类食品进行检测的过程中。由于检测效率相对较低，现阶段这种检测方法已经不再被我国食品安全监管部门广泛使用。
2 食品微生物检测技术应用现状
由于传统的食品微生物检测技术在实际使用过程中，缺点相对较为明显，所以在现阶段针对越来越多食品种类进行微生物检测时，由于对效率性要求相对较高，所以随着科学技术的不断发展，也提出了很多新型的检测技术，这些新型的检测技术不仅可以有效的提高食品微生物检测的效率，还可以改善食品微生物检测的准确性，并且对食品中的微生物状态进行合理的监管，因此，通过这些新型的检测技术，在现阶段我国食品安全监管的过程中，可以有效的提高工作质量和工作效率。但是因为目前很多新型检测技术，没有相对经验较为丰富的操作人员进行操作和检测，所以现阶段新型的食品微生物检测技术应用现状不容乐观，因此还必须要针对这一问题进行合理的改善，确保负责食品安全检测的工作人员能够有更加丰富的检测经验，并且对所有的新型现代化检测技术更加了解，从而确保在针对食品进行检测的过程中，能够更加熟练的操作相关仪器设备。
2.1 食源性病原菌免疫学检测技术
现阶段在食品微生物检测过程中，导致食品出现较多中毒现象的主要原因是，食源性病原菌的干扰，因此要针对食品中食源性病原菌进行免疫学检测。在检测的过程中可以使用以下几种检测方法，首先可以使用免疫荧光技术，这种荧光技术主要是可以通过相应的荧光物质标记食品中的微生物通过荧光物质的标记以及荧光物质的多少，对食品中微生物的种类和数量进行相应的检测，现阶段在我国食品微生物金黄色葡萄球菌，沙门氏菌和李斯特菌的检测过程中已经得到了广泛的应用，免疫荧光技术在实际使用过程中，由于敏感性相对较高并且速度相对较快，所以在针对一些较为重要的食品微生物检测过程中，具备非常重要的作用，但是由于免疫荧光技术在使用过程中需要利用相应的配套设备，而这种设备的价格相对较为昂贵，并且在实际操作过程中还需要更加专业的技能和丰富的经验，所以在实际检测过程中局限性相对较高。尤其是在针对一些传统的食品进行检测时，由于食品数量相对较大，并且种类繁多，如果都使用这种昂贵的技术设备进行检测，将会造成食品微生物检测工作耗费大量的资金成本。
2.2 生物芯片技术
生物芯片检测技术也是近年来发明的一种高科技技术，其主要的工作原理是根据碱基互补配对原则，利用不同的方法可以将核苷酸片段放入到相应的支持物上，然后再保证其与食品中的微生物进行杂交，通过这种方法能够对检测样品中的基因进行较大规模的检测，并且由于其操作相对较为简单快捷，并且特异性较强，所以在实际检测过程中可以一次性检测食品中的多种微生物，同时在检测完成以后，还可以针对检测结果进行自动化的分析，但是在实际使用过程中，由于其操作流程相对较为复杂，并且消耗的时间相对较长，费用昂贵，以及对操作人员的技术水平要求较高，所以在实际使用过程中也没有得到广泛的普及。
2.3 核酸探针技术
核酸探针技术与生物芯片技术的应用原理相同，其优点也是具备灵敏度高特异性强，但是在实际检测过程中，对于浓度相对较低的微生物检测，准确性较差，所以在针对一些较为重要的食品微生物检测过程中没有得到推广。
2.4PCR技术
PCR技术在检测过程中主要的工作原理是使用了DNA复制原理，在微生物的体外进行DNA复制过程，然后将目的基因当做模板进行扩增，对扩增完成后的结果使用染色观察，由于这种技术在使用过程中成本相对较低，并且操作也相对较为简单，所以在现阶段我国食品微生物检测时，得到了广泛的应用。
2.5 生物传感器检测技术
生物传感器检测技术的主要工作原理是利用生物传感器的接收和转换功能，在针对食品进行检测的过程中，可以将食品中的微生物转换成人们能够识别的信号，在这种技术应用时，由于其准确度相对较高，并且操作较为简单，所以能够更加快速的检测出食品中造成人们出现病症的微生物及毒素的含量和种类。
3 食品微生物检测技术未来展望
总而言之，现阶段我国已经研发出的食品微生物检测技术种类相对较多，但是在每一种技术的应用过程中，都具备不同的优点和缺点，所以在后期针对食品微生物进行检测时要根据不同检测技术的优缺点进行合理性的选择，并且根据现阶段某些检测技术存在的缺点，相关检测部门和技术研发部门也应该使用更加高科技的技术以及先进的工作原理，对其进行合理的改善，保障我国各种食品微生物检测技术，都能够广泛的应用于食品的微生物检测过程中，这样既可以提高我国食品的微生物检测效率，又可以使我国食品更加具备安全性。因此食品安全管理监督部门必须要保证各项技术能够在尽量降低检测成本的前提下，提高准确性和操作的便捷性，同时还要开发出性能更加稳定的检测技术，为确保我国食品安全和国民生命健康奠定良好的基础。
4 结束语
综上所述，现阶段，我国食品安全检测技术在应用过程中，虽然某些技术没有得到广泛的推广，但是随着其性能的不断改善，依然可以应用在我国食品微生物的检测过程中。除了检测技术的发展和改善，食品安全管理监督部门，也应该给予食品安全问题高度的重视，确保能够彻底解决善食品安全问题。
参考文献
[1]肖日春.食品微生物检测技术及其质量控制的重要性[J].现代食品，2020(8):63-64.
微生物的培养与应用范文4
[关键词]微生物药物；生产工艺；应用
中图分类号：TG407 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0345-01
0.引言
随着社会科学技术水平不断发展，为微生物药物的研发和制造提供了理论基础。作为一种高新生产技术，微生物药物生产工艺对制药业的发展带来了巨大的潜力和发展前景。不断加强制药工艺的应用和创新是实现制药业可持续发展的必要手段。目前虽然我国微生物药物制造工艺已经有了较快的发展，但其生产工艺依旧存在一些问题。
1.微生物药物
1.1 微生物药物概述
微生物药物是天然药物，包括传统的非抗菌的生理活性物质和抗生素，经过微生物转换或合成对临床疾病进行康复治疗。微生物制药技术就是微生物药物的生产工艺，对生产工艺的研究和新药物的研发，是微生物药物研究的两个关键。在工业微生物技术中，微生物制药技术占有重要的地位，它能够对菌株生产、发酵、提取工艺进行完善和优化。
1.2 微生物药物审查的过程
首先在对有效菌株筛选的基础上进行化学修饰，得到新的活性化合物，然后进行结构的确定和专利的申请及获得并进行临床试验（动物实验）对菌种的优化以及其他生物活性进行研究，确定其副作用和作用机制，在此基础上进行临床试验，当取得较好成效时便可进行药品的注册和上市。
1.3 微生物药物研究的进展
1.3.1 微生物来源拓宽
在现有的已经发现的微生物来看与自然固有的微生物相比数量不多，对微生物药物的研究，离不开对微生物不同的种类进行区别和分离，也是微生物药物研制的必经之路。目前的药物制造中，微生物的主要来源是土壤，随着科技的不断发展和人们认知及经验的拓展，在各类生理活性物质的分离中对海洋微生物的重视度日益提高，且已经有成功的案例。微生物来源渠道不断拓宽，对土壤、海洋微生物的不断深入分析和研究使得各类新型微生物不断被发现，对新型微生物药物的研发创造了基础[1]。
1.3.2 新型微生物Y选模型的建立
在目前的研究报道中，已经面世的关于酶抑制剂的筛选模式大量出现，在此类筛选模式的建立中，大多是以药物的作用机制为基础的，在不断的发展中结合同位素标记法和反射免疫学等，实现筛选模式的不断建立、完善和创新。各类筛选模式的不断建立离不开药理学家、生物学家、化学家等专业人才的共同合作。
2.生产工艺在微生物药物生产中应用的现状
2.1 基因工程技术
随着基因工程技术的不断发展，为微生物筛选模型的建立和新型抗生素的产生提供了应用技术。随着各类受体和酶的筛选模型的不断建立和发展，基因重组技术在筛选中可以将数量少、筛选难度大的受体和酶从大量的微生物中变大出来，促进筛选的效率和降低筛选的难度。微生物药物的发展在基因工程技术的发展、技术改造等基础上，产生了新的药物来源，在微生物药物的筛选时，利用调控机理和定向生物合成等新型发酵技术，为新的衍生物等提供了新的来源。
2.2 菌种的改良
2.2.1 基因重组技术
在基因重组技术的发展中离不开计算机技术的应用，在微生物基因研究的基础上，将基因的DNA序列进行确定、分析、设计、合成，应用计算机技术对得到的样品进行扫描得出需要的理论数据。该技术的应用使得研究者能够对生物细胞进行综合的研究，通过对生物细胞生理状态的分析，进行临床微生物研究，研发新的微生物药物[2]。
2.2.2 修饰技术的发展
在现有的修饰技术中，RNA聚合酶得到官方的应用。要实现基因的表达，就必须先实现遗传信息的转录，在转录的过程中，RNA能够有效的实现信息的转录，RNA聚合酶和抗生素之间的内在联系，使得对RNA聚合酶的功能进行修饰能够实现对抗生素的有效合成，提供合成的水平。
2.2.3 菌种的改良
对菌种的选用和培育是微生物药物生产的重要技术，通过对微生物化学和遗传学的分析，研究微生物的遗传和变异，以微生物学的理论为基础，旨在不断开发微生物的品种和实现微生物代谢产物的优化，通过基因重组对菌株进行筛选和识别，实现微生物的优良筛选。随着青霉素的研发，微生物菌种的开发和研究逐渐发展，为微生物药物生产的菌种筛选和培育奠定了基础；随着科学研究技术的不断发展和研究的不断深入，基因重组技术不断发展和完善，对抗生素产量的提高以及新型活性物质的提取起到了促进作用，促进了基因工程对菌种改良的发展。
3.微生物药物生产工艺的创新措施
3.1 菌株的生产
3.1.1 菌种来源
微生物菌种的质量是微生物药物质量的决定性因素，因此在进行微生物药物制造的时候偶，应该对菌株的性能进行优化，为发酵工艺提供基础；同时应该对菌种的来源和选育的过程及方式进行详细的记录以及生产价值坚定资料，为后期的申报提供有力的数据，确保菌种来源的可靠度和菌种质量。通过对菌种生产价值的鉴定，能够对菌种的形态、代谢、抗原的进行全面的了解，其中分子生物学的发展，在对菌种的分类鉴定中，核酸得到广泛的应用。
3.1.2 菌种库的建立及保存
菌种库的建立，可以为微生物药物制造提供性能稳定、质量合格的菌种。将原始菌种培养获得的包子悬液定量分装于冻存管，要注意的是，孢子悬液均一且同质。在进行申报时，应该提供全面的资料，具体包括：建立过程中的参数；建立的日期、方法、传代数；菌种库质量标准；建立使用的培养基和试剂；储存条件及有效期；检测方法等[3]。
3.2 发酵工艺
微生物的发酵工艺主要包括三个方面：孢子、种子制备和发酵。
3.2.1 孢子制备
孢子制备是发酵的基础，将培养基进行灭菌处理后进行前期保存的孢子的接种，进行培养后用进行灭菌处理，制作孢子悬液待用。在此过程中，制作的菌种应该无外部污染，保持孢子的均匀和丰满性性，在制备的过程中，培养的温度、湿度、时间等对孢子的质量会产生一定影响，因此应该对个环节进行严格的控制，保证孢子制备的质量。
3.2.2 种子制备
作为发酵的关键，种子的制备通过对孢子或者菌体的转入培养使得菌丝数量扩大，一边后期将近似接种到发酵罐中。在此过程中对罐中的压力、空气流量、温度以及培养的时间要进行严格的控制，通过抽样试验的方式对菌丝的变化进行观察，确保种子的质量；除此之外种子的质量与培养基、孢子质量、接种等得影响较大。
3.2.3 发酵
通过发酵能够让微生物产生大量所需的产物，在微生物药物发酵的过程中，需要根据孢子的不同性质应该选用不同的培养基，对相同性质的孢子，在培B的不同阶段对营养的需求也不同；微生物的发酵一般是在有氧环境中进行的，因此要特别注意培养过程中不受其他病毒的感染；在接种的过程中应该对运行参数进行合理的控制，保证微生物的生产力。
3.3 提取工艺的改进
提取工艺主要是对发酵液的处理，由于发酵液中杂质含量较高且其中菌体细胞以及各类细胞代谢物较多，进一步加大了提取的难度。因此提取工艺是常培质量得以保障的重要环节，主要包括对发酵液预处理、目标物的分离、目标物的精制。
4.结语
综上所述，微生物药物生产的工艺处在不断发展和完善的过程中。良好的生产工艺是微生物药物质量的重要保障，由于微生物药物生产的复杂性，对生产工艺的控制显得更加重要。在药物制造的过程中，应该加强对菌种的选择、发酵、提取环节的控制，根据不同菌种的特点，选用适应的工艺进行药物的生产，促进微生物药物生产工艺的可持续发展。
参考文献
[1] 吴佳新.微生物药物的研究与开发综述[J].现代农业科技.2014（21）.
[2] 李国亮，郑昆，陈代杰，王华，邵雷.革兰阴性菌中脂质A修饰造成多黏菌素耐药机制的研究进展[J].药物生物技术.2016（06）.
[3] 陈代杰.细菌耐药性与抗生素增效剂开发[J].上海应用技术学院学报（自然科学版）.2016（01）.
微生物的培养与应用范文5
关键词：食品安全；病原微生物；快速检测
食品安全不仅是国际社会的重大议题，也已经成为我国社会关注的焦点之一。食品安全是全球性问题，而由微生物引起的食源性疾病是食品安全的主要问题。在食品生产、加工、储存、运输及销售的各个环节中，微生物的大量繁殖均会引起食品腐败变质，进而导致食源性感染或食物中毒。食源性病原微生物的检测技术直接关系到预防与控制食源性疾病的成败，因此实现食品中病原微生物的快速检测对于控制食品质量以及保证食品安全至关重要。
一、食品中病原微生物概述
病原微生物是指可以侵犯人体，引起感染甚至传染病的微生物，又称病原体。病原体中，以细菌和病毒的危害最大。病原微生物指朊毒体、寄生虫（原虫、蠕虫、医学昆虫）、真菌、细菌、螺旋体、支原体、立克次体、衣原体、病毒。病原微生物依附在食物上的过程中，短时间内无法通过肉眼观察出来。在传统的病原微生物检测过程中，一般通过使用增菌培养基增加目的菌的数量，或使用选择性培养基达到获得单个纯化微生物的目的。整个检测过程繁琐，需要耗费大量的人力物力，而且检测周期长、灵敏度低，难以满足国内外对食品安全检测的要求。目前，国内外许多相关机构和学者都致力研究快速检测技术和方法，已改进开发了一些快速的检测工艺与技术，微生物检测技术已逐渐由传统的培养水平向更高水准的水平迈进。
二、病原微生物快速检测工艺开发与研究
1.DNA探针技术
DNA探针技术（或分子杂交技术），就其本质来讲，指的就是利用高精确性的碱基互补配对及DNA分子的复性、变性对指定DNA序列展开探查的一种新技术。具体来讲，DNA探针就是对指定DN段进行生物素或同位素标记，这种特定的DN段在大小上存在明显差异，如有的片段大概只相当于20个碱基的大小，而有的DN段则可能大如寄生虫基因组。当等待检测的未标记单链DNA与DNA探针按照碱基顺序互补融合时，通过H-将这两条单链连接并形成双链杂交分子，通常将这种双链杂交分子标记为“DNA-RNA”；对于未能实现配对结合的核苷酸则进行溶解，并用酶检测或放射自显影等检测系统对杂交反应结果进行检测。鉴于DNA分子在碱基互补配对中的高精确性，单链DNA探针往往只与样品中变性处理的DNA单链完成配对杂交。前面我们提到用生物素或同位素对DNA探针进行标记处理，也是为了提高实验的敏感性。据资料显示，目前DNA探针技术在乙肝病毒、沙门氏菌、产肠毒素大肠杆菌等微生物检测中的应用已较为成熟。
2.基因芯片技术
上世纪末诞生的一项新型生物技术：基因芯片技术。基因芯片技术是将各种基因寡核苷酸点样于芯片表面，微生物样品DNA经PCR扩增后制备荧光标记探针，再与芯片上寡核苷酸点杂交，最后通过扫描仪定量和分析荧光分布模式来确定检测样品是否存在某些特异微生物翻。基因芯片技术理论上可以在一次实验中检测出所有潜在的致病原，也可以用同一张芯片检测某一致病原的各种遗传学指标。由于基因芯片技术检测的灵敏度、特异性和快速便捷性都很高，在致病原分析检测中有广阔的发展前景。
3.电阻抗法
电阻抗法是刚兴起不久的一项生物学技术，已经开始应用于食品微生物的检验。电阻抗法原理简言之，就是细菌在培养基内生长繁殖的过程中，将会使培养基中的大分子电惰性物质（如碳水化合物、蛋白质和脂类等），代谢为具有电活性的小分子物质（如乳酸盐、醋酸盐等），这些离子态物质能增加培养基的导电性，使培养基的阻抗发生变化。只要合理检测培养基的电阻抗变化情况，便可以判定细菌在培养基中的生长繁殖特性，即可检测出相应的细菌。因为具有检测速度快、灵敏度高、准确性好等优点，这一技术在食品工业阻抗微生物学中得到了广泛应用，尤其是运用在食品微生物质量控制的许多领域，诸如原料质量估测、加工工艺评估、成品质量检测、产品货架期预测等。该法目前已经用于细菌总数、霉菌、酵母菌大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等的检测。分别用传统培养技术与3种快速检测方法（阻抗法、基因探针法和沙门氏菌示踪法） 对禽类饲料和环境样品中的沙门氏菌进行检测，40.2%的样品为阳性。阻抗法检测为39.6%，传统培养法检测为26.7%，基因探针法检测为29.8%，沙门氏菌示踪法检测为28.9%。阻抗法是几种方法中最少受到主观因素干扰的。用阻抗法和传统检测方法进行对照试验，对250种食品样品进行了检测。在122种沙门氏菌阳性样品中，用阻抗方法检出的有119种，传统的亚硒酸盐一胱氨酸培养基检出106种，用RV培养基仅检出92种。这也从另一角度说明电阻抗法的实用性。
4.物传感器
物传感器是利用生物活性物质（即生物元件）做敏感器件，配以适当的换能器（即信号传导器）所构成的分析检测工具。生物活性物质包括酶、多酶体系、抗体、细胞、微生物、动植物组织等，这些物质具有专一识别各种被测定物质的功能，并与这些特定物质发生化学反应。换能系统把生物化学讯号转变为光、电信号（如电位或电流测定电极、光纤换能器、热敏电阻、场效应晶体管、压电晶体和表面等离子体共振等），待测物质经扩散作用进入生物活性材料，经分子识别发生生物学反应，产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号、光信号等，再经二次仪表放大并输出，便可知道待测物浓度。生物传感器具有体积小、成本低 、灵敏度高、选择性及抗干扰能力强 、响应快等优点，因而在食品安全检测中也得到了广泛应用。
三、结束语
食品微生物检测技术正朝着简便、高效、快速、标准化、高精度和自动化的方向快速发展。每种快速检测工艺技术都有其独特的优点，相关从业人员可根据不同检测目标及检测条件选择适当的检测方法，还可以将几种方法复合起来使用，以提高检测的准确性。我们应该不断发展和完善微生物快速检测技术，利用好这一技术，使它为人类公共卫生、食品安全 、营养健康与疾病预防发挥出更大的作用。
参考文献：
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微生物的培养与应用范文6
[关键词]微生物絮凝剂 絮凝机 理影响因素 展望
微生物絮凝剂(Microbial Flocculants，MBF)是微生物在生长繁殖过程中产生的具有絮凝作用的一类次生代谢产物，能够使水体中的悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子发生絮凝沉淀。目前广泛应用的传统絮凝剂的安全性正在受到质疑，因此微生物絮凝剂因其高效、无毒、可生物降解、无二次污染等优点日益受到重视。
中国对微生物絮凝剂的研究起步较晚，虽然已经筛选出一些优良的微生物产生菌菌种，如邓述波的硅酸盐芽孢杆菌新变种，李智良等的P.alcaligenes8724菌株，王镇、王孔星等的MF3、MF6、MF8、HF24絮凝剂等。但研究中存在菌株筛选困难、培养成本高、絮凝过程机理不清等问题，一直集中在实验室小试阶段，尚未实现大规模工业应用。
1 微生物絮凝剂的类型与化学成分
微生物絮凝剂按活性成分来源分为三大类，一种是直接利用微生物细胞作为絮凝剂；第二种是利用微生物细胞壁提取物作为絮凝剂；第三种是利用微生物细胞代谢产物作为絮凝剂。微生物絮凝剂的化学成分主要包括蛋白质、多糖、脂类和DNA类等大分子物质，目前已经报道的大多数微生物絮凝剂的主要成分都是多糖类。
2 微生物絮凝剂的絮凝机理
由于微生物絮凝剂的产生菌多种多样，不同种类的微生物制备的絮凝剂的成分和絮凝性质相差很大，再加上所处理的废水水质千差万别，导致絮凝机理的分析十分困难，目前尚处于探讨阶段，只是对絮凝机理提出了一些假说或通过传统的絮凝理论来进行解释。
2.1 传统絮凝机理
传统的絮凝机理主要有架桥作用、中和作用、卷扫作用和化学反应作用。
架桥作用是目前最为普遍接受的学说，该学说认为微生物絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范德华力的作用对胶体颗粒产生吸附，在颗粒间起到“架桥”作用，最后形成一种三维网状结构沉淀下来。
中和作用认为由于胶体颗粒的表面一般带有负电荷，微生物絮凝剂大分子或其水解产物一般带有正电荷，当它们彼此靠近时，将会发生电性中和，使胶体颗粒间的静电斥力减少，从而发生磁力碰撞而凝聚。
卷扫作用基本是一种机械作用，认为微生物絮凝剂在重力作用下发生沉降室可以迅速网捕，卷扫水中的胶体颗粒从而产生沉淀。
化学反应作用认为微生物絮凝剂大分子中的某些活性基团与胶体颗粒上的相应基团发生化学反应，使之聚集成较大分子而沉淀下来。
2.2 其他机理假说
除了上述机理外，国内外学者还先后提出过很多学说来解释微生物絮凝剂的絮凝机理，如Butterfield的黏质假说、Grabtree的PHB酯合学说、Friedman的菌体外纤维素纤丝学说、Miki针对酵母菌提出的“类外源絮凝聚素”假说以及Strantford提出的病毒假说等，但这些学说往往只能解释部分絮凝现象，适用范围较窄。
3 微生物絮凝剂的影响因素
在微生物絮凝剂的产生过程中，除了微生物种类造成的遗传因素影响外，培养基的组成成分、初始pH值、培养时间、培养温度、供氧量、接种量等因素都会对絮凝剂的产生和产生量造成影响。
在微生物絮凝剂处理废水的过程中，影响其絮凝活性的因素主要分为内因和外因两大类。其中内因包括分子量大小、分子结构与形状、活性基团的类型与数量以及细胞表面疏水性等。而外因包括絮凝剂投加量、pH值、温度、絮凝体系中离子种类及离子强度、胶粒表面电荷和表面结构等。
4 微生物絮凝剂的应用
4.1 悬浮物的去除
微生物絮凝剂因其高效、无毒、无二次污染等优点，成为给水、排水、城市污水及含有高悬浮物废水等处理剂的首选絮凝剂。黄晓武等研究了几种用于高浊度建材废水处理的生物絮凝剂，浊度去除率均达92％以上。Levy等从活性污泥及土壤中筛选出一株对高岭土悬浊液具有良好絮凝效果的菌株黑曲霉。
4.2 有机物的去除
微生物絮凝剂在絮凝过程中，除了能够使悬浮物凝聚外，对有机物也有一定的去除作用。王琴等研制的复合型生物絮凝剂与化学絮凝剂进行复配使用，对松花江水的COD去除率达到91.2％。
4.3 印染废水的脱色
Shih等的6株菌株(命名为NAT－1至NAT－6)所产生的絮凝剂对7种染料生产废水的脱色性能良好。张志强等利用啤酒废水制备的MBF絮凝速度非常快，对靛蓝印染废水具有脱色效果，脱色率最高时可达87.6％。
4.4 重金属离子的去除
周玉松等研究发现，化学生物联合絮凝工艺对重金属离子铬、锰和铜的去除效果优于单一的化学絮凝工艺，同时可使出水铝含量大幅下降。高万超等利用BBD法对生物絮凝剂MBFAl捕集含铜模拟废水的进程进行了优化，在最佳捕集条件时铜的去除率达99.68％。
4.5 其他方面的应用
腐殖酸在给水和排水领域是一种难处理的物质，Xiaowen Bo等用复合型生物絮凝剂与硫酸铝复配处理腐植酸和高岭土的混合溶液，在相同的投加量下，浊度去除率：AS―CBF>As>CBF―AS，即先加硫酸铝再加复合型生物絮凝剂的絮凝效果优于硫酸铝单独絮凝。
5 结论与展望
微生物絮凝剂与传统絮凝剂相比具有许多特性和优点，如来源广泛、对多种指标去除效果良好、无毒害、可生物降解、无二次污染等，将微生物生物絮凝剂作为新一代水处理剂进行研究开发具有重要的意义。
在未来的发展中，如何提高微生物絮凝剂的絮凝效率及降低生产成本是两个重要的限制因素。复合型生物絮凝剂利用来源广泛、价格低廉的生物质作为培养基，同时避免了单一菌种筛选困难等缺点，是降低微生物絮凝剂生产成本的重要发展方向。同时，如何将微生物絮凝剂与金属离子或其他絮凝剂进行高效复配使用，既减少传统絮凝剂的用量，又能够提高微生物絮凝剂的效果，是微生物絮凝剂的另一个重要的发展方向。
参考文献：
[1]姚重华．混凝剂与絮凝剂[M]．中国环境科学出版
社，1992
[2]陶然，等．微生物絮凝剂及其絮凝微生物的研究进展[J]．微生物学杂志，2004，25(4)：82―88．
