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寒天培地は、微生物を培養するために寒天で固めた培地が入ったペトリ皿です。抗生物質などの選択性化合物が添加され、成長に影響を与えることがあります。[ 1 ]
プレート上に置かれた個々の微生物は、それぞれがコロニーを形成し、各コロニーは（まれではあるが避けられない突然変異率を除いて）元の祖先生物と遺伝的に同一のクローンとなる。したがって、このプレートは、コロニーカウンターを用いて液体培養液中またはその培養液の適切な希釈液中の微生物濃度を推定したり、遺伝的に異なる微生物の混合培養液から遺伝的に純粋な培養液を生成したりするために使用できる。
細胞を培養するにはいくつかの方法があります。その一つに「ストリーキング」と呼ばれる方法があります。この方法では、滅菌済みの細いワイヤーループ（接種器と呼ばれることもあります）の先端に培養液を一滴つけ、寒天培地の表面に塗布します。塗布した部分には微生物が残り、塗布開始部分では微生物の数が多く、終了部分では少なくなります。ストリーキングが成功すると、塗布された微生物の数が一定数に達し、その部分に明確なコロニーが形成されます。このコロニーは、別の滅菌済みループを用いて採取し、さらに培養することができます。
寒天培地に微生物を塗布するもう 1 つの方法は、画線法に加えてスポット分析です。このタイプの分析は、細胞の生存率を確認するためによく使用され、ピナー (フロッガーとも呼ばれる) を使用して行われます。3 番目のテクニックは、滅菌ガラスビーズを使用して細胞を塗布することです。このテクニックでは、細胞を液体培養で培養し、その中の少量をピペットで寒天培地に滴下し、ビーズで広げます。レプリカプレーティングは、寒天培地に細胞を塗布するために使用されるもう 1 つのテクニックです。これら 4 つのテクニックが最も一般的ですが、他の方法も可能です。寒天培地の汚染を防ぐために、滅菌された方法で作業することが重要です。 [ 1 ]そのため、プレーティングは、多くの場合、クリーンベンチ内またはブンゼンバーナーの横の作業台で行われます。[ 2 ]
1881年、ロベルト・コッホの研究室で夫のヴァルター・ヘッセの技術者として働いていたファニー・ヘッセは、ジャム作りに長年使われてきた寒天を効果的な凝固剤として提案した。[ 3 ]
他の培地と同様に、プレートで使用される寒天の組成は「定義済み」または「未定義」に分類できます。定義済み培地は、生物が必要とする個々の化学物質から合成されるため、正確な分子組成がわかっていますが、未定義培地は酵母エキスなどの天然物から作られており、正確な組成はわかりません。[ 4 ]
寒天培地は、存在するあらゆる微生物の増殖を許容する目的で許容的に調製することも、それらの微生物の特定のサブセットの増殖のみを許容する目的で制限的または選択的に調製することもできます。[ 5 ]これは、たとえば、ラクトースなどの特定の化合物を唯一の炭素源として提供し、それによってその化合物を代謝できる微生物のみを選択する、または特定の抗生物質やその他の物質を含めて、その物質に耐性のある微生物のみを選択するなど、栄養要求の形をとることができます。これは、定義済み培地と未定義培地とある程度相関しています。未定義培地は、天然物から作られ、非常に多くの有機分子の未知の組み合わせを含み、一般的に、より幅広い種類の微生物のニーズを満たすという点でより許容的です。対照的に、定義済み培地は、特定の特性を持つ微生物を選択するために正確に調整できます。
寒天培地は指示培地としても使用されることがあり、その場合、微生物は増殖に基づいて選択されるのではなく、培地に添加された化合物に対する酵素の作用によって引き起こされる一部のコロニーの色の変化によって区別される。 [ 6 ]
試験の種類に応じて、プレートは12時間から数日間培養される。
一般的に使用される寒天培地の種類は以下のとおりです。
血液寒天培地（BAP）には、通常5～10%の濃度で哺乳類の血液（通常はヒツジまたはウマ）が含まれています。BAPは濃縮され、鑑別培地は、培養が困難な微生物を分離し、溶血活性を検出するために使用されます。β溶血活性は、コロニーの周囲の赤血球内容物の溶解と完全な消化を示します。例としては、Streptococcus haemolyticusがあります。α溶血は、赤血球の部分的な溶解のみを引き起こし（細胞膜は無傷のまま）、ヘモグロビンがメトヘモグロビンに変換されるため、緑色または褐色に見えます。この例としては、Streptococcus viridansがあります。γ溶血（または非溶血性）は、溶血活性がないことを示す用語です。[ 7 ] BAPには、肉エキスまたは酵母エキス、トリプトン、塩化ナトリウム、および寒天も含まれています。[ 8 ]
チョコレート寒天培地は 、血液細胞を80 ℃に加熱して溶血させた血液寒天培地の一種です。インフルエンザ菌などの培養が困難な呼吸器系細菌の培養に用いられます。チョコレート寒天培地という名前はその色に由来しており、培地にはチョコレートは含まれていません。
セイヤー・マーチン寒天培地は、淋菌（Neisseria gonorrhoeae）と髄膜炎菌（Neisseria meningitidis）を分離するために設計されたチョコレート寒天培地です。
寒天の具体的な種類：