培養液の準備：目的と手順 - 生物学 - 2025

培地の調製は、所望の微生物の増殖のために実験室で使用される日常的な方法です。培地は、微生物個体群の発生に必要なすべての栄養素を含む固体、液体、または半固体の調製物です。

一般に、微生物を培養するための手段はタンパク質とアミノ酸が豊富で、通常、特に、ビタミン、血液、血清など、研究対象の生物の成長に有利ないくつかの成分が含まれています。

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その組成は目的の微生物のニーズに応じて変化するため、一般的または普遍的な培地はありません。一部の細菌は任意の培地で増殖できますが、他の細菌には特別な要件があります。

それは何で構成されていますか？

真菌や細菌などの微生物は、そのサイズが小さいため、個別に研究することはできません。このため、それらは人口の大幅な増加を可能にする人工的な手段で栽培されなければなりません。

たとえば、バクテリアを研究したい場合、バクテリアが増殖してコロニーを形成できるように、バクテリアを適切な条件で提供する必要があります（肉眼で観察できます）。

培地の調製は、培養する微生物の種類によって大きく異なります。それを準備する前に、作業生物の基本的な栄養ニーズを知る必要があります。

培地で使用される最も一般的なコンポーネントは、それらの準備の一般的なアイデアを得るために以下で説明されます：

寒天

これはゲル化剤として培養で使用され、固体または半固体の培地を探すときに追加されます。培地の調製に使用された最初の固化剤はゼラチンでしたが、1883年に寒天がW.ヘッセによって細菌学の世界に導入されました。

細菌学的寒天は、藻類から抽出された複雑な枝を持つ多糖類を主成分としています。この化合物は、アイスクリームやジャムなどの一般的な食品の増粘剤として使用されます。

これは、いくつかの理由で微生物学において非常に貴重な要素です。主に微生物が分解できないため、100℃で液化し、45℃以下になるまで液体のままです。

固形培地を調製する場合、寒天濃度は約1.5％で、半固形物は0.3〜0.5％で調製する必要があります。

流体

病原性生物の培養には、体液を必要とするため、自然環境と同じように成長することができます。このため、全血または除細動血が追加されます。体液は健康な動物から採取され、滅菌されると培養液に加えられます。

抜粋

それらは、さまざまな動物の部分（肉や肝臓など）または野菜（種子）から得られ、ペースト状または粉末状の固形濃縮物に加工されます。最も一般的なのは、酵母、麦芽、肉です。

ペプトン

これらの有機化合物は、動物または植物組織の酵素的または化学的加水分解によって得られます。目的は、タンパク質の基本単位であるアミノ酸を豊富に含むことです。

ショックアブソーバー

「緩衝液」または緩衝液システムは、pHの突然の変化を回避し、体が許容する最適な範囲を維持するのに役立ちます。

一部の細菌はアルカリ性培地を好むが、ほとんどの生物はpH 7で良好に繁殖することができます。ただし、6と9の間のpH変動に抵抗する細菌があります。

pHに敏感な種では、損傷は過剰な量の水素またはヒドロキシルイオンによってではなく、細胞に侵入できる弱酸または弱塩基の増加によって引き起こされます。

同様に、pHインジケーターが追加され、それを監視して、発酵や他のプロセスによって引き起こされる偏差を回避します。

ゴール

培養液を準備する際の主な目的は、必要なすべてのコンポーネントを追加して、微生物の分離を成功させるためです。望ましい培地を達成するには、成分と栄養素の最も効果的な組み合わせを特定する必要があります。

培地の組成と栄養素の利用可能性はこれらのステップに依存するため、培地の調製と保存は、成長を成功させるために重要です。

微生物の培養は、培地の外部のいくつかの要因、たとえば受光した光の強度、培地の酸度またはアルカリ度の温度およびレベルなどの影響を受けるタスクであることを考慮する必要があります。したがって、これらの各変数を考慮する必要があります。

メディアタイプ

その構成に基づく

それらの構成に基づいて、作物には3つの主要なタイプがあります：自然または経験的、半合成、および定義された合成または化学培地。

自然環境

自然環境では、正確な組成は不明です。これらには、牛乳、希釈血液、野菜ジュース、抽出物、肉やペプトンの注入などの成分が含まれます。経済的な理由から、大豆エキス、ホエー、糖蜜などの安価な成分がしばしば加えられます。

半合成メディア

その組成が部分的に知られている場合、それは半合成培地と呼ばれます。寒天を含む培地は半合成培地になります。

その中には、ジャガイモデキストロース寒天、ザペックドックス寒天、オート麦寒天、肉ペプトン寒天などがあります。

合成または化学合成培地

この場合、培地の組成-炭素、窒素、硫黄、リンのソースおよび必要なその他の成長因子の量に関して-は完全に既知です。他の研究者が再現可能な結果を​​得たい場合に非常に役立ちます。

いわゆる「特別な成長要件を持つ微生物」の場合、必要なコンポーネントを追加する必要があります。このタイプの例は、乳酸桿菌です。

微生物の種類に基づく

同様に、その上で増殖できる微生物のタイプに基づいて、培地には別の分類があります。この原則に従って、次の一般的、濃縮、選択的、微分的手段があります。それぞれについて以下に説明します。

一般的なメディア

これらは多種多様な微生物の開発をサポートします。いずれかの生物がその成長のために特別な条件を必要とする場合、このタイプの培養ではうまく増殖することができません。

エンリッチメントメディア

濃縮培地は特定の種類の微生物の成長をサポートしますが、他の種類の微生物がその中で成長するのを防ぐ物質は追加されていません。

選択的メディア

彼らは微生物の特定の成長を探します。それはとりわけ、真菌、細菌、原生動物と呼ばれます。これを行うために、彼らは他の人の発達を阻害します。

この目的を達成するために、幅広い微生物群に致命的であり、対象の生物に無害な化合物を追加するか、または求められる微生物のみが資化できるエネルギー源を追加することによって追加できます。

医療用サンプルを採取する際には、病原微生物を培養するために選択培地を使用します。ここでは、病原体の成長を促進し、患者からの正常な微生物叢の発達を阻害する必要があります。

例えば、亜硫酸ビスマス寒天は、グラム陽性菌や胃腸内に見られる多数の菌の増殖を許しません。このため、糞便中の腸チフス、チフス菌の原因となるグラム陰性菌の培養に使用されます。

差分メディア

このタイプは、同じ環境で成長する別の種に対してそれらを識別することができるように、対象の生物のいくつかの診断特性（たとえば、その代謝の特殊性）を使用します。

分化培地と選択培地はどちらも、臨床微生物学と公衆衛生の分野で非常に有用です。これらの分野は、病理学や衛生状態の悪さに関連する特定の微生物の存在を検出する必要があるためです。

求められるコロニーに独特の特徴を与える指標物質を培養に加えることができます。たとえば、乳糖とpHインジケーターが寒天エオシンメチレンブルー（略してEMB）とマッコンキー寒天に追加されます。

したがって、これらの培地でコロニーが発生し、ラクトースを発酵してアルデヒドを生成する能力がある場合、それらは特別な色で観察できます。

手順

現在、培地は凍結乾燥された形で購入できます。したがって、準備が簡単で、あとは製品を水分補給するだけです。内容物を計量し（準備する最終的な量を考慮に入れて）、製品のすべての指示に従って蒸留水に溶解する必要があります。

液体培地の内容物は、その後の滅菌のために、目的の容器（ペトリ皿、チューブなど）に分割する必要があります。固体媒体を分配するには、マイクロ波を使用してそれを溶解するか、材料を水浴にかける必要があります。培地のpHを調整する必要があります。

通常、寒天は試験管やペトリ皿に使用されます。寒天が適切な角度で傾斜した位置で固化し、最終的な末端が斜めになる場合、この配置はくちばしまたは傾斜したチューブと呼ばれます。寒天が完全に垂直な位置で固まるとき、それは「深い」と呼ばれます。

メディアを滅菌した後-オートクレーブを使用して-それらを冷却させます。これらは微生物のない環境で処理する必要があります。最も一般的なのは、近くの無菌環境を確保する照明付きライターで作業することです。

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