배지
medium
세균의 증식, 보존, 수송 등을 위해 사용되는 액체 또는 고형의 재료를 배지라 한다. 배지는 사용하기 전에 무균적이어야 한다.
액체배지(liquid medium)는 세균의 증식, 성상검사, 대량의 균체 혹은 대사산물을 얻기 위해 사용한다. 세균은 액체배지 중에서 분열, 증식하고 세균의 운동성 혹은 확산에 의하여 분산하기 때문에 배지는 세포의 농도가 증가할수록 점점 혼탁해진다. 어떤 종의 세균은 배지의 표면에 균막을 형성하고 발육한다. 균막의 아래쪽의 배지 속에는 세포가 거의 존재하지 않는다. 고체배지(solid medium)는 액체배지에 한천을 1.5%의 농도로 가해 응고시킨 것으로 배지에 따라서는 알이나 혈청을 가해 응고한다.
고체배지는 그 굳힌 방법에 따라 평판배지, 사면배지, 반사면배지 그리고 고층배지로 구별된다. 한천은 우뭇가사리 등의 해초에서 얻어진 복합다당체이고 세균용배지에 널리 사용되고 있는 고화제이다. 세균의 영양과는 관계가 없으며 대부분의 균에 의하여 분해되지 않고 균이 발육하여도 고체로서 유지할 수 있고 대부분의 세균의 필요한 온도인 37℃에서 융해되지 않는다. 한천은 80℃ 이상의 가온으로 융해되지만 40℃ 이하에서는 고화하여 반투명, 탄력성의 겔이 된다.
배지는 사용목적에 따라 여러 가지가 있다. 증식을 위해서는 미량의 세균을 함유한 접종재료를 무균의 증식용 배지에 접종하고 항온기에 넣어 배양한다. 증식용 배지는 세균의 분리배양, 계대배양, 증균, 동정시험용 등 여러 가지 목적으로 사용된다. 영양요구성이 엄격하지 않은 세균의 배지에는 보통 액체배지, 보통 한천배지가 사용되고 영양요구성이 엄격한 세균에는 영양강화배지가 사용된다.
1) 기초배지(basal medium): 영양요구성이 엄격하지 않은 세균, 예를 들면 대장균과 같은 장내세균과의 세균을 발육시키는데 사용되는 보통 액체배지이며 이것을 한천으로 겔화시킨 보통 한천배지, 펩톤수(peptone water) 등이 있다.
① 펩톤수: 펩톤은 카제인, 젤라틴, 쇠고기, 효모 등의 단백질을 펩신 등의 효소 또는 산으로 가수분해하여 건조분말로 한 것으로 아미노산, 펩티드를 주성분으로 한 것 이외에 펩톤 1%, NaCl 0.5%를 증류수 1,000ml에 용해하여 고압살균한 것이다.
② 보통육즙(nutrient broth): 펩톤 1%, NaCl 0.5%, 쇠고기 추출물(beef extract) 0.5~1.0%를 함유한 액체배지이다. 일반세균의 액체배양에 가장 널리 사용되고 또 각종의 특수배지의 기초배지로 사용된다.
③ 보통한천배지: 보통육즙(nutrient broth) 1,000ml에 한천을 15.0g을 가해 겔(gel)화시킨 고형배지이다. 평판, 사면, 고층으로 일반세균의 분리, 순수배양, 균주의 보존검사 등에 사용한다. 또혈액한천배지 등 특수배지의 기초배지가 된다.
2) 영양강화배지(enriched medium): 보통한천배지와 같은 기초배지에서는 발육할 수 없는 세균을 발육시키기 위하여 혈액, 혈청 등을 보통한천배지에 가하여 영양소를 보강시킨 것이다.
① 혈액한천배지(blood agar): 보통 한천배지와heart infusion 한천배지 등을 살균 후 45~50℃로 유지하고 양 또는 말의 탈섬유소 혈액을 5~10% 가하여, 평판 또는 사면으로 한 것이다. 연쇄상구균 등의 영양요구성이 억제된 균의 배양, 혹은 용혈성의 성상 등을 조사하는 경우에 사용된다.
② 콜산 한천배지(cholic acid): 살균 용해한 보통한천배지의 온도를 80~85℃로 유지하고 혈액을 10% 가한 후 굳힌 초콜릿 색의 배지를 가리킨다. 임균, 인플루엔자균 등의 배양에 사용한다.
3) 선택배지(selective medium):여러 종류의 세균이 혼재하고 있는 접종재료에서 목적으로 하는 균 이외의 균의 발육을 억제하도록 발육저해제를 가해 선택성을 갖게 한배지를 가리킨다. 포도상구균용의 만니톨 식염 배지, 이질균속이나 살모넬라속 균의 분리에 사용되는 SS 한천배지 등이 있다.
4) 증균 배지(enrichment medium):검사 재료 중에 목적으로 하는 균의 수가 혼재하고 있는 균에 비해 적은 경우에는 목적균만을 선택적으로 발육시키기 위한 배지로 한번 재료를 접종해서 배양하면 분리배양이 용이하다. 이것을 증균배양이라 하며 이때 사용하는 배지를 분리증균 배지라 한다. Typhus균의 배양에 사용되는 셀레니트(selenite) 배지, 콜레라균의 증균을 위한 알칼리성 펩톤수 등이 있다.
5) 감염배지(differential medium): 서로 다른 세균은 각각 다른 콜로니 형태를 나타내는 것을 이용해서 서로 구별이 가능하도록 고안된 배지를 가리킨다. 맥콘키(MacConkey) 한천배지, BTB lactose 첨가 한천배지 등이 있다.
6) 수송 배지(transport medium): 임상 유래의 검사재료 중의 세균이 사멸 또는 과잉 증식하는 일이 없이 장시간 원래대로의 상태로 유지할 수 있도록 고안된 배지를 가리킨다. 검체의 수송과 일시적 보존에 사용된다. Sruat 배지, Carry and Blair 배지 등이 있다.
7) 보존배지(maintenance medium): 균주를 장기보존을 위해 사용되는 배지로 Dorset’s egg 배지, 가죽고기(cooked meat) 배지 등이 있다. 미생물의 증식을 지지하도록 각종 영양성분을 소재로 하여 보급한 혼합체로 각 균의 발육에 필요한 성분을 가하여 세균을 인공적인 환경 하에서 배양하도록 연구한 것이다.
배지의 소재로서 가장 잘 쓰이는 것은 peptone, 고기엑기스, 효모엑기스 등이다. 배지는 고화제를 가하지 않은 액체배지와 한천(1.2~1.5%) 또는 젤라틴(12% 정도)을 가하여 알 또는 혈청을 가하여 가열하여 굳게 한 고형배지가 있다. 또한 한천을 0.3~0.5%의 비로 가한 배지를 반유동 배지라고 한다. 가장 기본적인 액체배지는 peptone, peptone과 고기엑기스 또는 peptone과 육수를 함유하고 있고 여기에 식염을 0.5%의 비율로 가하여 굳힌 것이 보통 한천배지라고 한다. 그러나 이러한 조성의 배지에서는 발육할 수 없는 균종을 위해 적당한 증강성분, 예컨대 혈액이라든가 혈청을 가한 것도 사용된다. 균의 종류에 따라서 수많은 배양기가 고안되어 있고 또한 목적에 따라 증균 배지, 분리선택배지, 확인배지 등으로 구별하는 수가 있다. 또한 기재로서 쓰이는 성분에 따라 자연(천연)배지, 반합성배지 또는 합성배지 등으로 나눈다.