工業、農業、醫學和科學研究的需要促進了微生物保存技術的發展。例如，當發現微生物就是某些傳染性疾病的特殊病原時，為發展疫苗、抗生素和化學藥品，人們需要分離、鑒定和保存微生物。農業上最明顯的例子就是對固氮菌的研究，關於工業應用微生物的例子更是不勝枚舉。微生物發酵還提供了大量的食品、飲料和藥品。在分子生物學研究中，用先進的 DNA 重組技術可以修飾微生物（U.S.Congress 1981） ，微生物是基因工程的基礎。
微生物是重要的生物資源，保存微生物的目的，不僅使微生物菌株以活的生命狀態保存下來，並使其遺傳性狀從分離時或從實驗開始就一直保持不變。這也是保護微生物多樣性的重要手段，還使後人能更好地應用先進技術開發和運用微生物，為人類造福。為此，世界各發達國家都設有專門的菌種保藏機構。如美國的典型菌種保藏中心（ATCC） ，英國的國家典型菌種保藏所（NCTC） ，日本的大阪發酵研究所（IFO）等。我國也設有中國微生物菌種保藏委員會（CCCCM） 。
微生物的保存方法很多，根據不同的微生物菌（毒）株或不同的實驗要求，可選用不同的保存方法。這些保存方法的原理大同小異。首先要挑選典型菌種的優良純種，再創造一個適合其長期休眠的環境條件，諸如低溫、幹燥、缺氧、避光、缺少營養等，使被保存的微生物減少代謝率及繁殖和利用營養的比率（Halliday，Baker 1985） 。然而，所有減少代謝率的方法都會導致一定比率的活力下降。為了防止菌株的丟失，還需要開發出不僅能減少代謝率，而且能防止活力下降的方法。
與保存技術有關、 但較為費時的另一項關鍵性工作是檔案記錄 （Halliday， Baker1985） 。這一工作不僅包括菌種或毒株的培養史和診斷特征等方麵的準確記錄，還包括對保存物的定期複蘇和培養記錄，以確定其活力、驗證其純度及基因的穩定性。最常用的微生物保存法有凍幹保存法和超低溫凍存法 （Gherna 1981； Halliday， Baker 1985；Malik 1990；Rudge 1991） 。這兩種方法均可保存相當長的時期（通常可長達 30年） 。其他保存微生物的方法還有：低溫保存法、傳代培養保存法、砂土保存法等（Gherna 1981） 。
1 細菌的凍幹保存法
1.1 一般概念
凍幹是目前最常用的微生物保存技術（Day，Mclellan 1995） 。美國 ATCC 在 1985 年第 16版《細菌、噬菌體和 rDNA載體目錄冊》及 1987 年第 17 版《真菌／酵母目錄冊》中，記載有 11 000 株細菌、噬菌體和 rDNA 載體及 21 000 株真菌、酵母用凍幹法保存（Gherna 等 1981；ong 等 1987） 。凍幹法是長期保存細菌、酵母、真菌、病毒和立克次氏體的標準方法 （Franks 1985；Berny 等 1991；Smith1993；Day，Mclellan 1995） ：將在理想條件下生長 的健康的微生物細胞以相當高的濃度（10^6～10^7個細胞／ml）分裝在小滅菌瓶或安瓿內，迅速將這些小瓶在極低溫度的液體溶劑內水浴或用儀器超低溫冷凍（－60℃），再用真空泵除去這些冷凍懸浮液中的水分，在真空狀態下用空氣噴燈熔解小瓶頂部的玻璃進行熱封口，然後貯存於低於 5℃的冰箱內。保存溫度低（－3 0～－7 0℃）可以延長其活力。當微生物濃度較高時，生存率高，保存期也長。長期保存時，貯藏溫度越低則越好。
在凍幹前一般要加冷凍保護劑，這樣可使細胞免除在冷凍初期因形成冰晶而造成的損害。ATCC常規用 10％脫脂奶或 12％蔗糖作為冷凍保護劑，而美國農業部（USDA）的農業研究服務機構的實驗人員用牛或馬血清作為微生物的冷凍保護劑（Halliday，Baker 1985） 。在菌液中加入甘油和二甲亞碸（DMSO）也可防止冷凍中微生物的死亡，但實際操作中應根據不同微生物決定應用或不用防凍劑。凍幹細胞的複蘇很簡單。隻要在室溫下打開安瓿，將少量液體營養培養基加入細胞中，再將重新水合的細胞轉移到含有益於生長的培養基的容器內即可。 用於凍幹的實驗設施成本為 2.5 萬美元（Colwell 1986） ，但準備凍幹培養物的實際花銷不高。用凍幹法保存的細胞其長期活力很好，這種方法也許是目前所使用的微生物保存法中效果較好和最經濟的方法（Halliday，Baker 1985） 。但有的微生物不適宜應用該技術，如病原微生物在凍幹過程中往往由於細胞飛濺而發生汙染或感染事故，所以，對於某些病原微生物還必須使用其他的貯存方法保存。
1.2 材料
（1）冷凍保護液（肌醇血清營養肉湯） ：
肌醇（Sigma，Poole，Dorset，UK） 6.67g
營養肉湯粉（Unipath，Basingstoke，Hampshire，UK） 0.825g
蒸餾水 33.3ml
將上述物質置於一個 250ml 的三角燒瓶內溶解和混合均勻後，用 120℃高溫滅菌 15 分鍾，冷卻後在無菌條件下加滅菌馬血清 （Advanced Protein Product Ltd． ） 100ml， 混勻後， 分裝於 5ml小瓶內。分裝好的小瓶在 30℃下培養 2～3 天，確定無菌後置－30℃下保存，臨用前解凍。
（2）冷凍管：外徑 16mm、長 36mm 的硼矽中性玻璃小管（Schubert Seals，N1595，Gosport，Hampshire，UK） ，使用前要經 160℃滅菌 2 小時。
（3）塞子（Type 20133A，Schubert Seals） ，使用前要加熱除去水分（單層放入不鏽鋼托盤中，置入 110℃ 熱風幹燥箱中加熱 2 小時）。
（4）凍幹儀（Edwards Freeze-dryer，Modulyo，Crawley，Sussex，UK） 。
（5）滅菌塑料加樣頭（Alpha Laboratories，Ltd． ，Eastleigh，Hamp-shire，UK） 。
（6）鋁製封口蓋。
1．3 方法
（1）先用清洗劑（Flow Laboratories，Thame，Oxfordshire，UK，7倍無磷實驗室用清洗劑）清洗玻璃珠，然後用 0.1mol／dm^3 HCl 中和玻璃珠上的堿性，反複用自來水衝洗至珠子 的 PH 值與自來水的 pH 值相同為止，再用蒸餾水或去離子水清洗，最後置熱風幹燥箱內幹燥。
（2）用非選擇性固體培養基（如營養瓊脂或血瓊脂）在理想的條件下培養（一般用有螺紋蓋的 20ml 管裝的斜麵培養基，將減少汙染的機會） 。
（3）無菌條件下加 2ml 冷凍保護液到瓊脂斜麵內。
（4）將細菌與保護液充分混勻，這時的細菌濃度為 10^8～10^10個細胞／ml。
（5）將混勻後的細菌懸液移入剩餘的 3ml 保護液內再次混勻（操作時要避免產生氣溶膠，尤其是操作病原菌時）。
（6）吸 0.5ml 混勻液，加到預先標記好的冷凍管底部，操作時要特別小心，不要使液體漏到冷凍管外壁，以免造成汙染。將塞子塞入冷凍管（但不要塞緊，以便在冷凍幹燥儀中抽真空）。
（7）將冷凍管放入金屬半圓支架上，置入－30℃冰箱內冷凍 2 小時，同時將充填物（玻璃珠，20～30 粒／管）預冷至—30℃，以免將盛有冷凍管的架子移入時冷凍管內的內容物解凍。
（8）打開凍幹儀的冷凝器開關，關閉冷凝器的排水閥。當冷凝器的溫度降至－50℃時，迅速將充填裝置和冷凍管放入凍幹室。然後關閉空氣閥抽真空。20 分鍾後要求真空室的壓力到 300Pa。要讓凍幹儀運行 1～24 小時，以便樣品完全幹燥。
（9）上述工作結束時，在真空條件下轉動螺旋起重器，以終止運行。
（10）用高頻火花檢測器（Edwards High Vacuum）檢測冷凝管幹燥器和放置期間是否維持真空環境。冷凝器內發淺藍色或紫色光表示完全真空，深紫色或不發光表示非完全真空。
（11）用鋁蓋密封冷凍管上的塞子。
（12）小心移去鋁蓋和拔出塞子，使細菌複蘇。
（13）加約 0.5ml 營養肉湯到冷凍管內，與凍幹的細菌混勻，再將該肉湯接種到肉湯培養基中，並在理想的條件下培養。
（14）移少量（0.1ml）解凍後的菌到營養瓊脂板上，檢測任何可能的汙染。
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