培地（培養基）：目的、種類、調製

培地の主な分類

• 組成既知（合成）培地：すべての化学成分が明らかであり、代謝や栄養要求性の研究に用いられる。
• 複合（富栄養）培地：タンパク質の消化物や抽出物（例：酵母エキス）を含み、組成を厳密に定めずに速やかな生育を支える。
• 選択培地：目的外の生物を抑制し、標的となる微生物を優先的に生育させる薬剤を含む。
• 鑑別培地：代謝的特徴を示す指示薬を含み、色の変化や溶血などを観察できる。
• 増菌培地・輸送培地：少数しか存在しない生物の生育を促進する、または輸送中の試料を保存するために用いられる。
• 固体・液体・半固体培地：分離、液体中での生育、運動性試験、バイオフィルム研究などに応じて選ばれる形態である。

歴史的事項。19世紀後半における固体培地の開発は、微生物学を大きく変革した。寒天と呼ばれる海藻由来の多糖類は、実験室での利用が導入された後、標準的な固化剤となった。ペトリ皿は、コロニーを育てるのに便利な平坦な表面を提供した。これらの進歩により純粋培養の取得が可能となり、特定の微生物を疾患や生理機能と関連付けられるようになった。

主な用途と例。培地は、臨床診断（病原体の分離・同定、抗菌薬感受性試験）、研究（遺伝学、代謝、細胞の挙動の研究）、産業（医薬品、酵素、食品のための発酵）において中核的な役割を果たす。実験室でよく知られるものとしては、細菌用のニュートリエント寒天およびルリア・ベルタニ（LB）ブロス、臨床用途のマッコンキー寒天および血液寒天、真菌用のサブロー培地、感受性試験用のミュラー・ヒントン培地がある。また、哺乳類細胞培養用のDMEMやRPMI、植物組織培養用のMS培地といった特殊培地もある。培地の選択は、生育速度、形態、実験結果に影響する。

調製と実用上の留意点。培地は通常、滅菌される。加圧蒸気滅菌を行うほか、熱に不安定な添加物にはろ過滅菌を用いる。pHを管理して調製し、汚染を避けて取り扱う必要がある。保存条件は組成により異なり、成分によっては滅菌後に添加される。病原体を扱う際には、バイオセーフティー上の封じ込めと選択的な組成がリスク低減に役立つ。動物細胞の培養では、無菌操作と定期的な観察が、微生物汚染を防ぎ、細胞を扱う実験で再現可能な条件を維持するために不可欠である。

重要な違い。寒天は培養温度で硬さを保ち、大半の微生物には代謝されないため、現在も好まれる固化剤である。ゼラチンは歴史的に用いられたが、より低い温度で溶ける。組成既知培地と複合培地、あるいは選択培地と鑑別培地のどちらを選ぶかは、実験計画と診断精度を左右する重要な判断である。