細菌学的水質分析

最も古い方法の 1 つは、多管法と呼ばれています。^{[ 3 ]}この方法では、測定されたサブサンプル (おそらく 10 ml) を 100 ml の滅菌培養培地で希釈し、 10 ml のアリコートを10 本のチューブにそれぞれ移します。残りの 10 ml を再度希釈し、このプロセスを繰り返します。5 回の希釈の最後に、1:10 から 1:10000 までの希釈範囲をカバーする 50 本のチューブが得られます。

次に、試験管をあらかじめ設定された温度で指定された時間培養し、プロセスの最後に、各希釈液について増殖が見られた試験管の数を数えます。次に、統計表を使用して、元のサンプル中の微生物の濃度を算出します。この方法は、酸生成菌が存在すると色が変わる指示薬培地を使用したり、各サンプル試験管にダーラム管と呼ばれる小さな逆さにした試験管を入れたりすることで強化できます。ダーラム管は、発生したガスを捕捉します。37℃でガスが発生することは、大腸菌の存在を示す強い兆候です。

ATP検査とは、アデノシン三リン酸（ATP）を検出することで、水中の活性微生物を迅速に測定する手法です。ATPは生細胞内およびその周辺にのみ存在する分子であり、生物の濃度と健康状態を直接的に示す指標となります。ATPは、天然酵素であるホタルルシフェラーゼとの反応によって発生する光をルミノメーターで測定することで定量化されます。発生する光量は、試料中に存在する生物エネルギー量に正比例します。

第2世代ATP検査は、水、廃水、および産業用途向けに特別に設計されています。これらの用途では、サンプルにはATPアッセイを妨害する可能性のあるさまざまな成分が含まれていることがほとんどです。

平板培養法は、細菌が栄養培地上でコロニーを形成し、肉眼でコロニーが見えるようになり、平板上のコロニー数を数えることに基づいています。効果的に行うには、対象細菌のコロニーが平均して 30 ～ 300 個増殖するように、元のサンプルの希釈を調整する必要があります。コロニー数が 30 個未満だと統計的に不正確になり、300 個を超えるとコロニーが重なり合って計数が不正確になることがよくあります。適切な数のコロニーが生成されるように、通常は複数の希釈液を培養します。この方法は、ASTM D5465 に従って大腸菌などの代表的な微生物汚染物質を不活化することによって、水処理の有効性を評価するために広く利用されています。 ^{[ 4 ] [ 5 ]}

検査手順では、試料を滅菌水で段階希釈（1:10、1:100、1:1000など）し、密封したシャーレ内の栄養寒天培地で培養してインキュベートします。一般的な培地としては、一般的な菌数を測定するための平板培養寒天培地や、大腸菌などのグラム陰性菌を測定するためのマッコンキー寒天培地などがあります。通常、1組のプレートを22 ℃で24時間、もう1組を37 ℃で24時間インキュベートします。栄養培地の組成には、非標的微生物の増殖を抑制し、標的微生物を容易に識別できるようにする試薬が含まれており、多くの場合、培地の色の変化によって識別されます。最近の方法では、蛍光剤を使用することでコロニーの計数を自動化しています。培養期間の終わりに、コロニーを目視で数える。この手順はほんの数分で済み、コロニーの大きさは通常数ミリメートルなので顕微鏡は必要ない。  

現代のほとんどの検査室では、全平板培養法の改良版が用いられており、サンプルの段階希釈液を専用のメンブレンフィルターで真空ろ過し、そのフィルターを密封されたプレート内の栄養培地の上に置く。^{[ 6 ]}それ以外の方法は、従来の全平板培養法と同様である。メンブレンにはミリメートル単位のグリッドが印刷されており、双眼顕微鏡下でコロニー数を確実に数えることができる。

空気中で増殖しにくい細菌種を分析する場合、まず試料を液体栄養寒天培地で段階希釈し、それをボトルに注ぎ、密封して横向きに倒して傾斜した寒天表面を作ることで初期分析を行う。培養後、培地内部に形成されたコロニーを目視で数える。

コロニーの総数は、総生菌数（TVC）と呼ばれます。測定単位はcfu/ml（コロニー形成単位/ミリリットル）で、元のサンプルに基づいています。計算方法は、計数したコロニー数に使用した希釈倍率を乗じるというものです。