Ảnh minh họa: Internet

Bảo quản chủng giống vi sinh vật với mục tiêu duy trì khả năng sống sót và đảm bảo tính ổn định di truyền, các hoạt tính sinh học của chủng giống trong thời gian dài. Điều này được thực hiện thông thường bằng phương pháp bảo quản lạnh sâu (ở -20°C, -80°C hay -196°C) sử dụng các trang thiết bị chuyên dụng như tủ bảo quản đông lạnh, bình chứa nitơ lỏng để duy trì liên tục trạng thái bảo quản. Tuy nhiên trong thực tế, việc không đảm bảo duy trì nguồn điện liên tục hay không kịp thời bổ sung nitơ lỏng có thể làm ảnh hưởng tới khả năng hồi phục của chủng giống, gây mất mẫu, cũng như tổn thất về thời gian và kinh tế. Việc duy trì các thư viện mẫu lớn sử dụng phương pháp bảo quản lạnh sâu gây chiếm không gian lớn với hệ thống tủ đông lạnh, các chi phí duy trì bảo quản cũng như công tác vận chuyển mẫu gặp nhiều khó khăn. Nhằm khắc phục những hạn chế trên, phương pháp bảo quản đông khô đã được sử dụng linh hoạt, thích hợp bảo quản vi sinh vật và bảo quản các vật liệu sinh học nhạy cảm với nhiệt độ như protein và vắc xin ở điều kiện nhiệt độ môi trường trong thời gian dài. Đây cũng là phương pháp phổ biến được sử dụng tại các bảo tàng vi sinh vật trên thế giới và một số đơn vị nghiên cứu ở Việt Nam đã được trang bị thiết bị đông khô chuyên dụng.

Quá trình đông khô dựa trên phương thức loại bỏ nước từ các mẫu đã được làm lạnh sâu ở điều kiện chân không, theo đó đình chỉ nhanh chóng các quá trình trao đổi chất của vi sinh vật và chuyển hoá tế bào thành dạng bột khô giúp thuận lợi trong quá trình bảo quản dài hạn ở điều kiện nhiệt độ môi trường. Trên thực tế, quá trình đông khô được biết là gây bất lợi cho vi sinh, làm tổn hại nghiêm trọng đến màng tế bào và protein, gây giảm khả năng tồn tại của tế bào, tỷ lệ sống sót thấp tới 0,1% sau đông khô chủng giống đã được báo cáo. Để khắc phục khó khăn trên, trước quá trình đông khô, huyền phù vi khuẩn cần được tiền xử lý lạnh sâu trước khi chuyển sang bước làm khô sơ cấp và thứ cấp trong điều kiện chân không. Kỹ thuật tiền xử lý lạnh sâu thường được sử dụng ở các điều kiện nhiệt độ -20°C, -80°C hay nhúng trong nitơ lỏng -196°C. Đồng thời, việc bổ sung các chất bảo vệ thuộc nhóm disaccharides (như trehalose, sucrose, lactose) và protein (skim milk) trước khi tiền xử lý lạnh sâu giúp ngăn ngừa tổn thương cho các tế bào do sự hình thành tinh thể băng trước khi đưa vào bảo quản. Một số nghiên cứu cũng chỉ ra việc kết hợp giữa skim milk tỷ lệ 10% (w/v) với một số thành phần khác như natri glutamate, trehalose, rafinose hay mật ong giúp tăng khả năng sống sót của tế bào Saccharomyces cerevisiae từ 30% lên 96 - 98%. Hầu hết các mẫu bảo quản đông khô có thể được lưu trữ trong ít nhất một năm mà không đòi hỏi duy trì trạng thái bảo quản đặc biệt, với một số nguồn vi khuẩn có thể tồn tại trong vài thập kỷ khi được bảo quản đúng cách. Các mẫu cấy đông khô có thể được phục hồi đơn giản bằng cách bù nước hoặc dung dịch muối đệm phosphate (PBS) trước khi cấy chuyển vào môi trường dinh dưỡng mới. Phương pháp bảo quản này có hiệu quả với những chủng vi sinh vật có nhiều đặc tính quý thuộc các nhóm vi sinh vật khác nhau như nấm sợi, nấm men, vi khuẩn, xạ khuẩn.

Mục đích của nghiên cứu này nhằm đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng kỹ thuật tiền xử lý lạnh sâu và các chất bảo vệ tới hiệu quả của quá trình bảo quản đông khô chủng xạ khuẩn Streptomyces parvullus HT19.1 và chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. HT17.8, có nguồn gốc phân lập từ đất trồng chè thuộc khu vực Thái Nguyên. Hai chủng xạ khuẩn này đã được nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và phân loại, hoạt tính kháng một số nấm gây bệnh thực vật (F.oxysporum, F.solani, A.niger) cũng đã được ghi nhận.