文化メディア：歴史、機能、種類、準備 - 生物学 - 2025

培養培地は、細菌や真菌の微生物の回収、分離および保守のための特別な栄養製剤です。これらの媒体は、固体、液体、または半固体です。

ルイパスツールは、肉の茹でた部分で作られたブロスで、バクテリアが大量に繁殖するのに使用され、ブロスが濁るまで示したことを最初に示しました。この意味で、パスツールの肉汁は最初に使用された液体培地と考えられています。

未処理および準備済みの培地（固体および液体）。出典：Flickr

その後、ロバートコッホは、共同編集者のジュリアスリチャードペトリとウォルターヘッセの助けを得て、大きな進歩を遂げました。最初に設計されたペトリ皿は、現在も使用されています。そして、2番目は、寒天の代わりにゼラチンを使用して固体培養培地を調製することでした。これは、いくつかの微生物によってゼラチンが分解されたため、非常に関連がありました。

現在、目的の異なる培養液には多くのクラスがあります。したがって、これらは機能に応じて分類されています。最も重要なのは、栄養、選択、微分、輸送、濃縮、およびカウント培養液です。コロニー、メンテナンスおよび感受性試験用。

一部の培地は化学反応の観察に特別であり、関与する微生物の同定に非常に役立ちます。それらの中で私達は言及することができます：とりわけKligler媒体、MIO、LIA、クエン酸塩。

歴史

最初の培地は、ルイパスツールが微生物の生命は自然発生の産物ではなく、微生物が増殖する可能性があること、および微生物が空気から来たことを示しようとしたときに準備されました。

彼は肉片を使ってブロスを準備し、空気にさらされてから数日後に曇ったようになり、ブロス内にかなりの量の微生物があったことを観察しました。同時に、以前に茹でて密閉した肉片を含む別のスープは、日が経過しても半透明のままでした。

これは多くの研究者の注目を集め、これらの微生物が肉を分解し、またいくつかの病気を引き起こす原因であることに気付きました。

このため、これらの微生物をさらに研究するためには、これらの微生物を実験室で再現する方法を作成することが不可欠でした。

この意味で、ロバートコッホは、固体培養培地の概念を導入したとき、特定の実験室技術、特に細菌分離に関連する技術の改善に計り知れない貢献をしました。

最初は固体培地としてジャガイモのスライスを使用していましたが、後で肉の培養液にゼラチンを加えてより良い結果を得ました。しかし、ゼリーが溶けて液体培養になることもありました。今日、これが起こるのは、一部のバクテリアがゼラチンを加水分解できるためです。

そのとき、彼の協力者の1人が、妻がお菓子を濃くするために使用していた化合物である寒天を使用するというアイデアを思いつきました。

この基本的な培地は、今日知られている培地に到達するまで、徐々に洗練されてきました。

組成

各培地の組成は異なりますが、求める微生物の種類を適切に開発するには、特定の栄養素が含まれていることが不可欠です。

また、特定の菌株の代謝経路を明らかにしたり、特定の酵素の存在を示す特定の化学物質を含んでいる場合もあります。

別の重要な要素は、緩衝物質の使用です。これらは、培地の浸透圧バランスとpHを維持するのに役立ちます。

それらはまた炭水化物および追加された砂糖の発酵を示すpHの表示器を含むことができます。発酵により酸性化が生じると、培地の色の変化が観察されます。

一部の培地には阻害物質が含まれています。使用する物質によっては、一部の微生物の成長が制限され、他の微生物の成長が促進されます。

培地の種類

培地は様々な基準に従って分類されます。これらは：その一貫性、その構成とその機能によると。

-その一貫性によると

液体

彼らは寒天を含まない。細菌または真菌の増殖は、もともと半透明であるブロスの濁度によって証明されます。

固体

彼らは1.5〜2％の寒天を含みます。固化した混合物の表面は、プラチナハンドルを壊すことなく、その微妙な動きに抵抗します。

半固体

約0.5％の寒天が含まれているため、液体と固体の中間的な状態です。運動性を見るために役立つメディアに最適です。また、湿度をより長く維持するため、菌株の保護にも推奨されます。

二相性

それらは、固相があり、その上に液体培地があるように調製された培地である。血液培養に広く使用されています。

-その構成によると

自然成長培地

それらは、バクテリアを培養するために自然から直接採取された物質であり、通常の生態系での成長に近い環境を提供します。例：牛乳、ジュース、希釈血液、血清など。

合成培地

それらは今日最も使用されているものであり、分離する微生物の種類に応じて戦略的に設計されているため、私たちが商業用住宅で入手し、すべての化学組成が知られている脱水培地です。

半合成培地

それは、培地を豊かにするために自然の要素が加えられる合成培地の組み合わせです。

細胞培養培地

これらの微生物は細胞外では生存できないため、ウイルスを増殖させるための特別な培地であり、動物や植物の組織または生細胞を含んでいる必要があります。

例：サルの腎細胞培養または発育卵。

-そのユーティリティによると

栄養、選択、微分、輸送、濃縮、同定、コロニー定量、維持および感受性試験媒体。それらについては後で説明します。

関数

培地の種類に関係なく、それらはすべて共通点があり、特定の微生物の繁殖を促進または促進します。違いは、それぞれの構成にあります。これは、それらが持つ最終的なユーティリティの決定要素です。

既存の各カルチャーメディアは、それが作成された特定の機能のために戦略的に設計されています。つまり、すべてのメディアは、特定の機能のガイドラインを管理する基盤を持っています。

播種された培地は、分離される細菌または真菌のタイプに適した温度および酸素の条件に供されなければならないことに注意すべきである。

たとえば、中温嫌気性細菌を分離する場合は、血液寒天を使用して、嫌気性条件下（酸素なし）で37°Cで48時間インキュベートできます。

真菌を分離する必要がある場合は、抗生物質を含むサブロー寒天を使用します。後者は成長が遅いため、それを好気性菌内で室温で数日間インキュベートします。

栄養価の高いシンプルなカルチャーメディア

その名前が示すように、これらの培地には、ビタミン、アミノ酸、窒素、炭素の供給源などの栄養素が含まれています。とりわけ。

ほとんどの作物は7.0に近いpHを必要とするため、それらには環境に浸透圧バランスを提供する他の成分も含まれています。これらの要素は、塩化ナトリウム、リン酸二ナトリウムなどです。

希釈剤は蒸留水であり、固形培地は寒天を含む。

これらの培養液の目的は、所定のサンプルに存在する細菌または真菌の微生物叢を回収することです。グラム陽性菌とグラム陰性菌の両方の多数の細菌、ならびに酵母菌と菌糸菌を増殖させることができるため、微生物を区別しません。

通常は無菌の場所からサンプルを播種する場合にお勧めします。しかし、それらは、厄介な微生物には適していません。

それらはまたそれらがブドウ糖を含まない限り株の維持のために有用です。

豊かな文化メディア

単純な栄養培地に血液または加熱血液を加えると、それらは濃縮培地になります（それぞれ血液寒天とチョコレート寒天）。

これらの培地は、通常は無菌のサンプルの播種、弱い株の救済、栄養要求の高い微生物の分離に非常に役立ちます。

選択培地

対象となる特定の微生物の成長に必須の栄養素を含むことに加えて、選択培地、特に抗生物質、抗真菌剤、染料、胆汁酸塩などの阻害物質も追加されます。

阻害物質は、増殖する可能性のある株の多様性を減少させ、救出される特定のグループの増殖を促進することを目的としています。

例：ECブロス（総および糞便性大腸菌群に特別）または抗生物質を含むサブロー寒天（菌類に特異的）。

分化培地

分化培地は、特定の微生物群の成長に必要な栄養要素を含み、特定の微生物の存在下で代謝または分解される物質も含みます。

つまり、それらは化学反応を引き起こし、何らかの形で培地で証明されます。

いくつかの反応は培地をアルカリ化または酸性化し、pHインジケーターの存在のおかげで、これらの変化は培地とコロニーの色の変化によって証明できます。

したがって、この培地で増殖できる細菌の大きなグループの中で、物質を代謝または分解するものとコロニーと培地の色を観察するだけでそうでないものは区別されます。

たとえば、血液寒天培地を使用すると、ベータ溶血を引き起こす細菌（ハローが透明）と、アルファ溶血を引き起こす細菌（緑がかったハロー）と、溶血を起こさない細菌を区別できます。

選択的および差分メディア

この例は、MacConkey寒天で何が起こるかです。グラム陰性桿菌の増殖のみを可能にするため、選択的です。乳糖発酵細菌（フクシアコロニー）は非発酵細菌（淡いピンクまたは無色）と区別できるため、これは区別されます。

輸送培地

その名前が示すように、それらは、多かれ少なかれ離れた場所で採取されたサンプルを、サンプルを処理する実験室に輸送するために使用される手段です。輸送媒体は、信頼性の高い結果が得られるようにサンプルを最良の状態に保ちます。

存在する細菌集団は生存力を維持する必要がありますが、数を増やすことはないため、これらの培地には栄養素を超えることはできないため、非常に特殊な特性があります。

それらは一般に半固形培地であり、サンプルを水和したままにすることができます。ただし、サンプルをできるだけ早く実験室に持ち込むことについて妥協すべきではありません。輸送手段の例：スチュアートミディアム、ケアリーブレア、アミーズ。

濃縮培養培地

これらの培養液は液体です。それらは、いつでも最小限の量でサンプルに存在するかもしれない特定の病原体を救うために使用されます。

以前受けた治療から弱いかもしれない病原菌を救うことも有用です。例：ペプトン水、チオグリコール酸ブロス、亜セレン酸ブロス。

これらの培地には、付随する微生物叢の成長を妨げる阻害物質と、目的の微生物の発生を促進する特定の栄養素があります。

識別目的の培地

これらの培地には、特定の細菌によって化学的に代謝され、特定の酵素または代謝経路の存在を示す化学反応を引き起こす物質が含まれています。

したがって、それらは特定の系統の菌株の属と種の認識に役立つ生化学的試験として使用されます。例：Kligler培地は、微生物が硫化水素とガスを生成する場合、微生物がグルコースとラクトースを発酵できるかどうかを示します。

この媒体には、pHインジケーターや鉄イオンなど、反応を観察できる物質が含まれています。

この簡単なテストでは、腸内細菌科に属する細菌など、2つの大きなグループの細菌微生物を、いわゆる非発酵細菌と区別できます。

コロニーを数えるための培地

これらは、標準的なカウント培地など、微生物集団の定量化に役立つシンプルで非選択的な培地です。この培地で増殖する微生物の種類は、確立された温度と酸素条件に依存します。

感受性試験のための培地

この目的のための標準化された培地はミュラーヒントン寒天です。この培地は、分離された病原微生物に対するさまざまな抗生物質の挙動を評価するのに理想的です。

要求の厳しいバクテリアでは特に有用ですが、菌の多いバクテリアでは、血液が補充されている場合にのみ使用できます。

メンテナンス用培地

これらの手段の目的は、微生物を繁殖させ、細菌または真菌の生存能力をできるだけ長く維持し、その生理学的機能を維持することです。

重要な特性は、このタイプの培地はグルコースを含んではならないということです。なぜなら、それは急速な成長を提供する要素ですが、その発酵はまた、微生物の寿命を短くする酸を生成するからです。

一部の研究室では、特定の微生物を、研究研究、内部統制、または教育目的で後で使用できるようにしておく必要があります。

準備

現在、さまざまなカルチャーメディアを配布する多くの商用ブランドがあります。メディアは、凍結乾燥または脱水された状態で提供され、気密ジャーに収容され、光から保護されています。

各培地には、培地の名前、成分、ロット番号、および1リットルの培養液を調製するためにどれだけの重さを量るかを指定するラベルが付いています。

蒸留水を希釈液として使用します。秤量された量は、混合物が均質化されるまで、１リットルの蒸留水に溶解される。ほとんどの培地は、15ポンドの圧力、121°Cの温度で15分間オートクレーブ処理されます。

液体培地は、それぞれの作業管にすでに分配されているオートクレーブ処理されていますが、固体培地は、三角フラスコでオートクレーブ処理されています。

後者は、55°Cの温度に達するまで静置し、層流フード内またはブンゼンバーナーの近くのペトリ皿で提供されます。そのまま放置し、冷蔵庫に逆さまに保存します。

チューブに分散された固形培地もあり、スタッド（ストレート）またはフルートビーク（傾斜）で固化できます。

準備された培養液を使用する前に、固体でも液体でも、サンプルを播種する前に調質する必要があります。

重要性

培養培地は、微生物学者にとって間違いなく非常に貴重な作業ツールです。特定の瞬間に個人に影響を及ぼしたり、食品、環境、表面を汚染したりする可能性のある感染因子を回復できるからです。

その意味で、微生物学は臨床、産業、環境、食品微生物学などさまざまな分野があり、そのすべてに培地が使われていると言えます。

もちろん、それぞれの場合に使用される媒体のタイプは、ニーズと処理されるサンプルのタイプによって異なります。求めている微生物のグループも影響を及ぼします。

病原微生物の分離または汚染の原因は、問題の汚染物質を排除するのに役立つ効果的な処理または手順を実行できるようにするために不可欠です。

臨床微生物学の場合、微生物を分離して識別すること（属と種を知ること）が重要であるだけでなく、抗生物質の検査も行う必要があります。

培養培地も使用するこの研究は、どの抗菌薬が感受性で耐性であるか、または要するに治療として使用可能であり、どれが不可能であるかを述べることができます。

したがって、一般に、培地は微生物学研究室では、地域に関係なく不足することはありません。

最後に、培地は細菌と真菌の両方のさまざまな側面を調査することを可能にしたと言うことができます。

培地の品質管理

培地の調製と使用は軽く行われるべきではありません。各ラボには、新しいバッチが準備されるたびに、品質管理プロトコルを培地に適用する部門が必要です。したがって、それらが適切に準備され、無菌で機能していることを確認してください。

それらの無菌性を評価するために、各バッチからランダムに1つまたは2つの培地を採取し、37°C​​で数日間インキュベートします（増殖がないはずです）。適切に培養され、生存可能なATCC（American Type Culture Collection）参照株を使用して、それらの機能を確認します。

培地の廃棄

培地を使用した後は、環境を汚染しないように廃棄する必要があります。

このため、材料は廃棄される前にオートクレーブで滅菌されます。その後、材料はガラス製品から取り除かれます。その後、後者は洗浄、乾燥、滅菌され、後で使用するために保管されます。使い捨てプレートを使用する場合は、滅菌後専用の袋に廃棄します。

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