シモンズクエン酸寒天培地

シモンズクエン酸寒天培地は、クエン酸の利用性に基づいてグラム陰性細菌を区別するために使用され、 ^[1]特に腸内細菌科のガンマプロテオバクテリアを区別するため、または同じ属の種間でも区別するために使用されます。^[2] たとえば、サルモネラ・エンテリティディスはシモンズ寒天培地で陽性（青）の結果を示し、したがって陰性（緑）の結果を示すサルモネラ・チフス、サルモネラ・プルロラム、サルモネラ・ガリナラムなどの他のサルモネラ種と区別されます。

シモンズ寒天培地の一般的な用途の 1 つは、食品や水の糞便汚染を監視することです。糞便汚染は、大腸菌などの腸内細菌目の糞便性大腸菌群の存在によって示されます。^[3]サンプルでは、​​シモンズ寒天培地を使用することで、クエン酸陰性の大腸菌を、水、土壌、植物によく見られる糞便性でないクエン酸陽性大腸菌群と区別できます。さらに、シモンズ寒天培地は、大腸菌群を識別するためのIMViCテストの一部としてよく使用されます。^[4]

これは、クエン酸を主な炭素源およびエネルギー源として使用する生物を選択するのに役立ちます。これは、クエン酸を唯一の炭素源として、アンモニウムイオンを唯一の窒素源として使用する生物の能力をテストする、定義された選択的かつ差別的な培地です。クエン酸がクエン酸透過酵素を介して細胞に入ると、クエン酸リアーゼがそれを酢酸とオキサロ酢酸に切断し、さらに二酸化炭素とピルビン酸に分解されます。 [ 3 ]細胞^のpHに応じて、ピルビン酸はpH 7未満では酢酸とギ酸に、 pH 7以下では酢酸 + 乳酸 + 二酸化炭素とアセトイン+ 二酸化炭素に変わります。寒天中の水と炭酸ナトリウムがクエン酸代謝で放出された二酸化炭素と反応すると、アルカリ性生成物が形成されてpHが上昇し、寒天の色が緑から青に変わります。^[3]

培地には、塩化ナトリウム、クエン酸ナトリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二カリウム、硫酸マグネシウムが含まれています。また、pH指示薬であるブロモチモールブルーも含まれています。ブロモチモールブルーは pH が 6.9 未満では緑色ですが、pH が 7.6 以上になると青色に変わります。

シモンズクエン酸寒天培地は、1926年にジェームズ・S・シモンズによって開発されたもので、クエン酸代謝による酸化反応の結果として生じるpHの変化を観察するために、コーザークエン酸寒天培地に1.5%の寒天とpH指示薬としてブロモチモールブルーを加えたものである。 ^{[5]コーザー寒天培地は、1923年にスチュワート・A・コーザーによって開発されたもので、}濁度によって細菌の増殖を観察できる無色透明の寒天培地である。^[6]無色の寒天培地では、陰性の結果を陽性と誤認することが多くなるが、ブロモチモールブルーを添加するシモンズの改良法によってこれを減らすことができる。  

培地は、pH 6.9 ± 0.2（25℃）の脱イオン水1リットルで以下の組成で調製されます。 ^{[7] [8]}

シモンズクエン酸寒天は他の形式（ペトリ皿など）でも使用できますが、試験管の斜面や傾斜面で使用されることがよくあります。ペトリ皿よりも斜面を使用する利点の 1 つは、クエン酸代謝に必要な酸素にアクセスできることです。シモンズ寒天は、既製の粉末または斜面としてサプライヤーから購入できます。斜面は、加熱した寒天を試験管に追加し、斜めに固めることによって作成されます。サンプルから寒天に細胞を移すには、滅菌した針を使用してサンプルから明確なコロニーを選択し、寒天プレートで行うのと同様に、寒天表面に線を引きます。接種物からの栄養素^[9]や炭素と窒素を含む死んだ細菌細胞物質の持ち越しにより偽陽性の結果が生じる可能性があるため、軽い細胞接種物を準備することが重要です。^[4]針を使用して細胞サンプルを移すと、余分な接種物の持ち越しを減らすことができます。^[3]

シモンズクエン酸寒天培地上で生育する生物は、クエン酸を唯一の炭素源として利用することができ、培地中のアンモニウム塩を代謝することができる（生育のための唯一の窒素源として機能する^[10]）。

クエン酸を使用すると、副産物として炭酸塩と重炭酸塩が生成されます。クエン酸を分解する生物はアンモニウム塩も使用してアンモニアを生成するため、^[10]培地の pH が上昇します。^[11] pH が上昇すると、ブロモチモールブルー指示薬の色が青に変わります。中性条件下では、培地は緑色のままです。シモンズクエン酸寒天培地での増殖は限られていることが多く、色の変化がなければ観察が難しいため、青色への色の変化は有用です。

時には、シモンズクエン酸寒天培地上で、青色への変色を伴わずに増殖を検出することも可能である。この場合は、クエン酸使用試験で陰性と判定される。^[12]サルモネラ菌やプロビデンシア菌 などの細菌は、このような培地上で増殖する。

• ASM MicrobeLibrary の記事「クエン酸テスト プロトコル」