寒天培地

寒天培地

大腸菌コロニーの寒天培養
用途	微生物培養 アート
関連商品	ペトリ皿 成長培地

寒天培地は、寒天で固めた培地を入れたペトリ皿で、微生物の培養に使用されます。成長に影響を与えるために、抗生物質などの選択的化合物が添加されることもあります。^[1]

プレート上に置かれた個々の微生物は、個々のコロニーに成長します。各コロニーは、個々の祖先生物と遺伝的に同一のクローンです（低くて避けられない突然変異率を除く）。したがって、プレートは、コロニーカウンターを使用して液体培養またはその培養の適切な希釈度における微生物の濃度を推定するために、または遺伝的に異なる生物の混合培養から遺伝的に純粋な培養を生成するために使用できます。

細胞を培養する方法はいくつかあります。その 1 つが「ストリーキング」です。この方法では、細い滅菌ワイヤ ループ (接種器とも呼ばれます) の端に培養液を 1 滴垂らし、寒天の表面全体にストリーキングします。ストリーキングの初めには菌数が多く、終わりには菌数が少なくなります。「ストリーキング」が成功すると、付着した菌の数が一定になり、その領域に個別のコロニーが形成されます。このコロニーは、別の滅菌ループを使用してさらに培養するために取り出すことができます。

寒天プレートに菌を蒔く方法としては、画線法の次にスポット分析があります。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、ピンナー（フロッガーとも呼ばれる）で行われます。3 つ目の方法は、滅菌ガラスビーズを使用して細胞を蒔くことです。この方法では、細胞は液体培養で増殖し、少量を寒天プレートにピペットで移し、ビーズで広げます。レプリカ播種は、寒天プレートに細胞を蒔くために使用される別の方法です。これら 4 つの方法が最も一般的ですが、他の方法も可能です。寒天プレートの汚染を防ぐために、滅菌状態で作業することが重要です。 ^{[1]そのため、播種は}層流キャビネット内またはブンゼンバーナーの横の作業台で行われることが多いです。^[2]

1881年、ロバート・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、ジャム作りでは以前から一般的に使われていた寒天が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配合は「定義済み」または「未定義」に分類できます。定義済み培地は、生物に必要な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、正確な組成は不明です。^[4]

寒天培地は、存在するあらゆる微生物の増殖を許可することを意図した許容型、またはそれらの微生物の特定のサブセットの増殖のみを許可することを意図した制限型または選択型として配合される。^[5]これは栄養要件の形をとる場合があり、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したり、特定の抗生物質または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したりします。これは、ある程度、定義された培地と未定義の培地に相関しています。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、より多様な微生物のニーズを満たすという点で、通常、より許容的です。対照的に、定義された培地は、特定の特性を持つ微生物を選択するように正確に調整できます。

寒天培地は指示培地としても機能し、その場合、微生物は成長に基づいて選択されるのではなく、培地に添加された何らかの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ます。 ^[6]

実行されるテストに応じて、プレートは 12 時間から数日間培養されます。

一般的に使用される寒天培地の種類は次のとおりです。

血液寒天培地（BAP）には、哺乳類の血液（通常は羊または馬）が通常 5～10% の濃度で含まれています。BAP は濃縮されており、分画培地は難溶性微生物を分離し、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（細胞膜はそのまま残ります）、ヘモグロビンがメトヘモグロビンに変換されるため、緑色または茶色に見えます。この例としては、Streptococcus viridansがあります。γ 溶血（または非溶血）は、溶血活性の欠如を指す用語です。^{[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、寒天も含まれています。 ^[8]

チョコレート寒天は 、血液寒天培地の一種で、血液細胞を80 °C に加熱して溶解したものです。インフルエンザ菌などの扱いが難しい呼吸器系細菌の培養に使用されます。チョコレート寒天はその色にちなんで名付けられており、培地には チョコレートは含まれていません。

セイヤー・マーティン寒天培地は、淋菌と髄膜炎菌を 分離するために設計されたチョコレート寒天培地です。

チオ硫酸塩・クエン酸・胆汁酸塩・ショ糖寒天培地はコレラ菌を含むビブリオ属細菌 の増殖を促進する。^[9]

• 胆汁エスクリン寒天培地は、腸球菌およびD群連鎖球菌属 の分離に使用されます。
• CLED 寒天培地(システイン、ラクトース、電解質欠乏寒天培地) は、プロテウス属の群れを阻害し、ラクトース発酵菌と非発酵菌を区別できるため、尿路細菌の分離と区別に使用されます。
• グラナダ培地は、臨床サンプルからB群連鎖球菌、ストレプトコッカス・アガラクティエを分離・識別するために使用されます。グラナダ培地では赤色のコロニーとして増殖し、随伴細菌のほとんどが阻害されます。
• ヘクトエン腸管寒天培地は、腸内細菌科の糞便細菌を分離・回収するために設計されており、特にサルモネラ菌や赤痢菌の分離に有効です。
• 溶原性培養液は大腸菌の培養に用いられる。^[10]
• マッコンキー寒天は、グラム陽性菌の増殖を抑制しながらグラム陰性菌を区別するために使用される選択的かつ差別的な培地です。寒天に胆汁酸塩とクリスタルバイオレットを加えると、ほとんどのグラム陽性菌の増殖が抑制され、マッコンキー寒天は選択的になります。乳糖とニュートラルレッドを加えると、ピンク色のコロニーを形成する乳糖発酵菌と透明なコロニーを形成する乳糖非発酵菌を区別できます。代替培地であるエオシンメチレンブルーも同様の目的に使用できます。^[11]
• マンニトール塩寒天培地も選択培地および差別培地です。マンニトールはマンニトールを発酵する微生物を示します。マンニトール発酵により乳酸が生成され、pH が低下して培地が黄色くなります。塩は好塩菌を選択するためのもので、高塩分濃度に耐えられない微生物はうまく成長できません。
• ミュラー・ヒントン寒天培地には、牛肉の浸出液、ペプトン、デンプンが含まれており、主に抗生物質感受性試験に使用されます。血液寒天培地の形態をとることもあります。
• 栄養寒天培地は、通常、非偏好性微生物の増殖や色素生成の観察に使用されます。病原菌を選択的に増殖させないため、学校の理科実験室でも安全に使用できます。
• Önöz 寒天培地では、サルモネラ菌と赤痢菌のコロニーを他の腸内細菌科の菌と明確に確実に区別できるため、細菌学的診断をより迅速に行うことができます。この培地を使用した場合、便サンプルからのサルモネラ菌の収量は、LEIFSON 寒天培地やサルモネラ-赤痢菌寒天培地を使用した場合よりも高くなります。
• フェニルエチルアルコール寒天培地は、ブドウ球菌属を選択し、グラム陰性桿菌（大腸菌、赤痢菌、プロテウスなど）を阻害します。
• 非特異的培地であるR2A寒天は水を模倣しているため、水分析に使用されます。
• トリプシン（トリプチカーゼ）大豆寒天（TSA）は、大豆ミールとカゼインを酵素分解して生成される汎用培地です。他の寒天培地の基本培地としてよく使用されます。たとえば、血液寒天培地は、TSA 培地に血液を加えて作られます。TSA 培地は、ブルセラ、コリネバクテリウム、リステリア、ナイセリア、ビブリオの一部の種を含む、多くの半選好性細菌の増殖をサポートします。
• キシロース-リジン-デオキシコール酸寒天は、便サンプルの培養に使用され、2 つの指標が含まれています。グラム陽性菌を抑制し、グラム陰性菌の増殖を促進するように配合されています。乳糖発酵菌のコロニーは黄色に見えます。また、食品サンプルに存在する可能性のあるサルモネラ菌の培養にも使用されます。ほとんどのサルモネラ菌のコロニーは、中心部分が黒くなります。
• セトリミド寒天培地は、グラム陰性細菌である緑膿菌の選択的分離に使用されます。
• ティンズデール寒天培地には、ジフテリア菌を分離できる亜テルル酸カリウムが含まれています。^[9]

• サブロー寒天は真菌の培養に使用され、ほとんどの細菌の増殖を抑制する低いpH 値を持ちます。また、グラム陰性細菌の増殖を特に抑制する抗生物質ゲンタマイシンも含まれています。
• 干し草浸出寒天培地は粘菌（真菌ではない）の培養に特化しています。
• ジャガイモデキストロース寒天は、 特定の種類の菌類を培養するために使用されます。
• 麦芽エキス寒天はペプトン含有量が高く、酸性です。主に真菌微生物の分離に使用されます。
• 外生菌根菌にはMMN（改良メリン・ノークランス）培地とBAF培地が使用されます。
• 発色性寒天培地は、いくつかの主要な種類の真菌感染症を区別することができます。

• 
  Trichophyton rubrum var. rodhainiのコロニーが付着したサブロー寒天培地の底面図
• 
  いくつかの主要な真菌性病原体を特徴的に表すCHROMAgar (発色性寒天培地)。
• 
  無菌培養で生育する菌類（子嚢菌類） 。無菌培養では、選択された1つの生物のみが培養され、他の生物は含まれていないため、培養された生物を単独で研究することができます。
• 
  ジャガイモデキストロース寒天培地上で増殖するアスペルギルス・ニガー

• ノップ寒天培地は、モデル生物であるヒメツリガネゴケなどの原糸体やコケ植物全体を無菌培養するために使用されます。^[12]

• YEPD培地は、サッカロミセス・セレビシエやカンジダ・アルビカンスなどの酵母の一般的な増殖培地としてよく使用されます。
• 胞子形成培地は、胞子を形成させる必要があるときに使用する培地です。菌株が胞子を形成できるかどうかに応じて、菌類や細菌を扱うときにも使用できます。

• ハーバード大学の科学者が作成した海藻由来の寒天培地14L（リットル）が入った2フィート×4フィートのペトリ皿。大腸菌が抗生物質耐性を獲得するまでの進化を観察するために使用されました。この巨大プレートは、平行進化、突然変異選択、コロニー干渉など、微生物学のよりユニークな概念の研究にも役立ちました。^[13]

• 微生物アート
• ウイルスプラーク

寒天のさまざまな種類:

• カゼイン寒天培地
• MRS寒天培地
• ニューヨーク市寒天

ウィキブックの学校科学には、寒天培地に関するページがあります。

ウィキメディア・コモンズには、寒天培地に関連するメディアがあります。

• 羊血液寒天培地の調製のビデオ
• サイエンスバディーズ – 寒天について
• 無菌培養法に関するビデオ
• ガラスビーズを使用してサンプルをプレートする方法についてのビデオ