맥팔랜드 표준액
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1. 개요
맥팔랜드 표준액은 세균 액의 생균수 농도를 추정하기 위해 사용되는 탁도 표준액이다. 1.0% 염화 바륨 수용액과 1.0% 황산 수용액을 혼합하여 황산 바륨 현탁액으로 조제하며, 염화 바륨과 황산의 양을 조절하여 여러 탁도의 표준액을 만들 수 있다. 균액의 탁도를 표준액과 비교하여 생균수 농도를 대략적으로 추정하는 데 사용되며, 균종이나 균주에 따라 생균수 농도는 달라질 수 있다.
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| 맥팔랜드 표준액 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 종류 | 비탁 측정 표준 |
| 용도 | 미생물학 세포 계수 항생제 감수성 시험 |
| 개발자 | 존 맥팔랜드 |
| 개발 연도 | 1907년 |
| 상세 정보 | |
| 원리 | 특정 농도의 염화 바륨과 황산의 혼합 |
| 측정 단위 | 맥팔랜드 (McFarland) |
| 측정 범위 | 일반적으로 0.5에서 10 McFarland 단위 |
| 0.5 맥팔랜드 표준액의 농도 (세균) | 1.5 × 10^8 CFU/mL |
| 1 맥팔랜드 표준액의 농도 (세균) | 3.0 × 10^8 CFU/mL |
| 사용 | |
| 목적 | 용액의 탁도를 표준화하여 미생물 농도를 추정 |
| 참고 문헌 | |
| 참고 문헌 | McFarland 1907 Cockerill et al. 2012, p. 12 |
2. 특징
맥팔랜드 표준액을 이용한 탁도 비교법은 세균 액의 생균수 농도를 측정하는 여러 방법 중 하나이다. 다른 방법들과 비교했을 때, 이 방법은 특별한 장비 없이 신속하고 간편하게, 그리고 저렴한 비용으로 대략적인 생균수 농도를 추정할 수 있다는 장점이 있다.[3][4][5] 이는 표준액과의 탁도를 눈으로 비교하여 즉시 결과를 얻을 수 있기 때문이다.
2. 1. 상세 특징
세균 액의 생균수 농도를 조사하는 방법에는 한천 평판에 배양하여 CFU를 구하는 방법, 혈구 계산판법, 콜터 계수기법, 유세포 분석법 등이 있다. 그러나 배양법은 결과를 얻기까지 적어도 하룻밤이 걸리므로, 특정 생균수 농도의 세균 액을 즉시 조제하여 사용해야 하는 경우에는 적용하기 어렵다.[3] 또한, 혈구 계산판법은 과정이 번거로우며, 콜터 계수기나 유세포 분석 같은 기기 분석법은 장비가 고가이고, 대부분의 경우 그 정도의 높은 정밀도는 요구되지 않는다.따라서 즉시 결과를 얻을 수 있고, 저렴하며 적절한 정밀도를 제공하는 맥팔랜드 표준액법이 널리 사용된다. 이 방법을 사용하면 표준액과의 탁도를 눈으로 비교하는 것만으로[4] 대략적인 생균수 농도를 추정할 수 있다. 이때 탁도 비교의 기준이 되는 것이 바로 맥팔랜드 탁도 표준액[5](McFarland standards|맥팔랜드 스탠더드eng)이다.
3. 표준액
맥팔랜드 탁도 표준액은 특정 농도의 염화 바륨 수용액과 황산 수용액을 혼합하여 조제한 황산 바륨 현탁액이다.[6] 이 표준액은 세균 배양액과 같은 균액의 탁도를 시각적으로 비교하여 균의 농도를 간편하게 추정하는 데 사용된다.
염화 바륨과 황산의 혼합 비율을 조절하여 다양한 탁도의 표준액을 만들 수 있으며, 측정하고자 하는 균액의 탁도를 이 표준액들과 비교하여 가장 유사한 탁도를 나타내는 표준액의 번호로 해당 균액의 맥팔랜드 표준 탁도를 결정한다.[8] 예를 들어, 어떤 균액의 탁도가 맥팔랜드 표준액 2번과 가장 비슷하다면, 해당 균액의 탁도는 '2 맥팔랜드'가 된다.
맥팔랜드 표준액은 전통적으로 황산 바륨을 이용하여 제작되었지만, 현재는 보존성과 안정성이 개선된 이산화 티타늄이나 라텍스를 이용해 만든 표준액도 널리 사용되고 있다.
3. 1. 제조 방법
맥팔랜드 탁도 표준액은 1.0% 염화 바륨 수용액과 1.0% 황산 수용액을 혼합하여 조제하는 황산 바륨 현탁액이다. 염화 바륨과 황산의 양을 변경하여 여러 탁도의 현탁액을 조제한다.예를 들어, 0.5번 맥팔랜드 탁도 표준액을 조제하려면 1.175% 염화 바륨 2수화물(BaCl2・2H2O) 수용액 0.05mL와 1% 황산(H2SO4) 수용액 9.95mL를 혼합한다.
| 맥팔랜드 탁도 표준액 번호 | 0.5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.0% 염화 바륨 (mL) | 0.05 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
| 1.0% 황산 (mL) | 9.95 | 9.9 | 9.8 | 9.7 | 9.6 | 9.5 | 9.4 | 9.3 | 9.2 | 9.1 | 9.0 |
| 생균수 농도 (x 108 CFU/mL) | 1.5 | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | 21 | 24 | 27 | 30 |
| % 투과율[7] | 74.3 | 55.6 | 35.6 | 26.4 | 21.5 | ||||||
| 흡광도[7] | 0.132 | 0.257 | 0.451 | 0.582 | 0.669 |
균액을 이 맥팔랜드 탁도 표준액과 비교하여, 탁도가 가장 가까운 맥팔랜드 탁도 표준액의 번호가 해당 균액의 맥팔랜드 표준 탁도(McFarland standard turbidity)이다.[8] 예를 들어, 맥팔랜드 탁도 표준액 2번과 같은 탁도의 대장균액의 맥팔랜드 탁도는 2 맥팔랜드이며, 그 생균수 농도는 대략 6 x 108 CFU/mL로 추정된다.
다만, 맥팔랜드 탁도 단위는 ''Escherichia coli'' ATCC 25922 균주로 정의되었으며, 동일한 맥팔랜드 탁도에서도 균종, 균주에 따라 생균수 농도는 다를 수 있음에 유의해야 한다.
논문 등에서는 '맥팔랜드 No. 0.5로 조정한 균액을 제작' 또는 '0.5 맥팔랜드로 조정한 균액을 제작'과 같은 표현이 사용된다. 여기서 '조정'이란, 균액이 너무 짙은 경우에는 멸균된 해당 용액으로 희석하고, 묽은 경우에는 세균을 첨가하는 조작을 말한다.
맥팔랜드 표준액은 원래 황산 바륨으로 제작되었지만, 현재는 이산화 티타늄이나 라텍스로 만든 것도 있으며, 특히 라텍스로 만든 것은 보존성과 안정성이 뛰어나다.
3. 2. 표준액 표
| 맥팔랜드 탁도 표준액 번호 | 0.5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.0% 염화 바륨 (mL) | 0.05ml | 0.1ml | 0.2ml | 0.3ml | 0.4ml | 0.5ml | 0.6ml | 0.7ml | 0.8ml | 0.9ml | |
| 1.0% 황산 (mL) | 9.95ml | 9.9ml | 9.8ml | 9.7ml | 9.6ml | 9.5ml | 9.4ml | 9.3ml | 9.2ml | 9.1ml | |
| 생균수 농도 (x 108 CFU/mL) | 1.5 | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | 21 | 24 | 27 | 30 |
| % 투과율[7] | 74.3 | 55.6 | 35.6 | 26.4 | 21.5 | ||||||
| 흡광도[7] | 0.132 | 0.257 | 0.451 | 0.582 | 0.669 |
4. 활용
맥팔랜드 표준액은 특정 농도의 염화 바륨 수용액과 황산 수용액을 정해진 비율로 혼합하여 만드는 황산 바륨 현탁액이다. 이 혼합 비율을 조절하여 다양한 탁도를 가진 표준액 시리즈를 제작한다. 각 표준액 번호는 특정 탁도 수준과 대략적인 세균 농도(CFU/mL)에 해당한다.[6]
| 맥팔랜드 탁도 표준액 번호 | 0.5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.0% 염화 바륨 (mL) | 0.05 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
| 1.0% 황산 (mL) | 9.95 | 9.9 | 9.8 | 9.7 | 9.6 | 9.5 | 9.4 | 9.3 | 9.2 | 9.1 | 9.0 |
| 추정 생균수 농도 (x 108 CFU/mL) | 1.5 | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | 21 | 24 | 27 | 30 |
| % 투과율[7] | 74.3 | 55.6 | 35.6 | 26.4 | 21.5 | ||||||
| 흡광도[7] | 0.132 | 0.257 | 0.451 | 0.582 | 0.669 |
주된 활용법은 준비된 균액의 탁도를 이 표준액들과 시각적으로 비교하는 것이다. 균액과 가장 비슷한 탁도를 보이는 표준액의 번호를 찾아 해당 균액의 맥팔랜드 표준 탁도로 삼고, 이를 통해 대략적인 세균 농도를 추정한다.[8] (자세한 사용 예시는 하위 문단 참고)
전통적으로 맥팔랜드 표준액은 황산 바륨을 이용하여 제작되었으나, 시간이 지남에 따라 침전이 생기거나 탁도가 변할 수 있는 단점이 있었다. 현재는 이러한 단점을 보완하기 위해 이산화 티타늄이나 라텍스 입자를 이용한 표준액도 사용된다. 특히 라텍스 입자로 만든 표준액은 보존성과 안정성이 뛰어나 널리 활용되고 있다.
4. 1. 사용 예시
균액을 맥팔랜드 탁도 표준액과 비교하여, 탁도가 가장 가까운 맥팔랜드 탁도 표준액의 번호가 해당 균액의 맥팔랜드 표준 탁도가 된다.[8] 예를 들어, 맥팔랜드 탁도 표준액 2번과 같은 탁도를 가진 대장균액의 맥팔랜드 탁도는 2 맥팔랜드이며, 이때의 세균 농도(생균수 농도)는 대략 6 x 108 CFU/mL로 추정할 수 있다.논문 등에서는 다음과 같은 표현이 사용된다.
- 맥팔랜드 No. 0.5로 조정한 균액을 제작
- 0.5 맥팔랜드로 조정한 균액을 제작
여기서 '조정'이란, 준비된 균액의 탁도를 특정 맥팔랜드 표준액과 비교하여 원하는 탁도로 맞추는 과정을 의미한다. 만약 균액이 너무 진하면(탁하면) 멸균된 용액(예: 생리 식염수)으로 희석하고, 반대로 너무 묽으면(덜 탁하면) 배양된 세균을 더 첨가하여 탁도를 맞춘다.
다만, 맥팔랜드 탁도 단위는 대장균 ATCC 25922 균주로 정의되었으며, 동일한 맥팔랜드 탁도에서도 균종, 균주에 따라 생균수 농도는 다를 수 있음에 유의해야 한다.
5. 추가 정보
맥팔랜드 표준액은 원래 황산 바륨으로 만들어졌지만, 현재는 이산화 티타늄이나 라텍스로 만든 표준액도 있으며, 특히 라텍스로 만든 표준액은 보존성과 안정성이 뛰어나다.
참조
[1]
서적
Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically; Approved Standard—Ninth Edition
CLSI
[2]
문서
ここでいう菌液とは、[[細菌]]を[[滅菌]]済の[[生理食塩水]]や[[緩衝液]]、液体[[培地]]等に[[懸濁液|懸濁した液]]をいう。
[3]
문서
一晩培養している間に菌液の生菌数が変化してしまう
[4]
문서
濁りを比べる分析方法は比濁法と呼ばれ、懸濁液中の粒子が散乱した光を見て、標準液と比較して濁度を決定する[[用手法]]をいう
[5]
문서
マクファーランド標準やマクファーランド標準液、マクファーランド比濁計標準とも。マクファーランドはマックファーランドとも。
[6]
문서
マクファーランド濁度標準液番号1〜10の塩化バリウム、硫酸、菌数の数値は
[7]
문서
[[波長]]は600 nm
[8]
문서
マクファーランド単位、マクファーランド濁度単位とも。英名はMcFarland unitやMcFarland degreeなど。McFという単位として扱う研究者もいる
[9]
웹인용
맥파랜드비탁법
https://terms.naver.[...]
2022-12-22
[10]
서적
Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically; Approved Standard—Ninth Edition
CLSI
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