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한천배지

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목차

1. 개요

한천 배지는 미생물 배양에 사용되는 고체 배지이다. 1881년 파니 헤세에 의해 처음 제안되었으며, 액체 배지의 단점을 개선하여 미생물 순수 분리 및 배양을 가능하게 했다. 한천 배지는 한천의 특성으로 인해 다양한 수용성 물질을 녹여 고체화할 수 있으며, 미생물 분해에 강하고 고온 멸균이 가능하다는 장점을 가진다. 형태에 따라 평판, 사면, 반사면, 고층 배지로, 사용 목적에 따라 분리, 배양, 감별 배지로 분류된다. 또한, 조성에 따라 정의된 배지와 정의되지 않은 배지로 나뉘며, 특정 미생물만을 선택적으로 배양하는 선택 배지도 존재한다. 한천 배지는 미생물 연구, 분자 생물학, 의학 등 다양한 분야에서 활용되며, 사용 후에는 멸균 처리하여 폐기한다.

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한천배지
일반 정보
대장균 콜로니의 한천 배양
대장균 콜로니의 한천 배양
용도미생물 배양
미생물 예술
관련 항목페트리 접시
배지

2. 역사

1881년, 로베르트 코흐의 실험실에서 남편 발터 헤세를 위해 기술자로 일하던 패니 헤세는 잼 제조에 오랫동안 사용되어 온 한천을 효과적인 응고제로 제안했다.[3]

미생물 배양에 초기에 사용된 것은 다양한 영양소를 포함한 수용액, 즉 액체 배지였다. 액체 배지는 잡균의 혼입(오염)에 약하다는 단점이 있었다. 액체 배지에서는 혼입된 잡균을 제거하거나 배양 대상을 순수하게 분리하기 어려웠다.

이러한 문제점을 개선한 것이 고체 배지이다. 고체 배지 표면에서는 미생물이 콜로니를 형성하기 때문에, 오염된 부분을 제거하거나 배양 대상을 순수하게 분리하는 것이 가능하다.

액체 배지는 성분 첨가 자유도가 높아 다양한 처방을 만들 수 있지만, 감자와 같은 고형물은 자유도가 낮았다. 그래서 액체 배지를 굳히는 방법이 고안되었고, 젤라틴 등이 사용되었으나 한천이 가장 편리하다는 것이 밝혀져 널리 사용되게 되었다. 또한, 한천 배지를 담는 용기로 페트리 접시가 개발되었다. 이러한 미생물 배양 기술 개선은 주로 로베르트 코흐의 지도하에 이루어졌다.

2. 1. 한천 배지의 등장

로베르트 코흐의 실험실에서 남편 발터 헤세를 위해 기술자로 일하던 패니 헤세는 잼 제조에 오랫동안 사용되어 온 한천을 효과적인 응고제로 제안했다.[3]

미생물 배양에 초기에 사용된 것은 다양한 영양소를 포함한 수용액, 즉 액체 배지였다. 액체 배지는 잡균의 혼입(오염)에 약하다는 단점이 있었다. 액체 배지에서는 혼입된 잡균을 제거하거나 배양 대상을 순수하게 분리하기 어려웠다.

이러한 문제점을 개선한 것이 고체 배지이다. 고체 배지 표면에서는 미생물이 콜로니를 형성하기 때문에, 오염된 부분을 제거하거나 배양 대상을 순수하게 분리하는 것이 가능하다.

액체 배지는 성분 첨가 자유도가 높아 다양한 처방을 만들 수 있지만, 감자와 같은 고형물은 자유도가 낮았다. 그래서 액체 배지를 굳히는 방법이 고안되었고, 젤라틴 등이 사용되었으나 한천이 가장 편리하다는 것이 밝혀져 널리 사용되게 되었다. 또한, 한천 배지를 담는 용기로 페트리 접시가 개발되었다. 이러한 미생물 배양 기술 개선은 주로 로베르트 코흐의 지도하에 이루어졌다.

2. 2. 코흐와 한천 배지

로베르트 코흐의 실험실에서 남편 발터 헤세를 위해 기술자로 일하던 패니 헤세는 한천이 잼 제조에 오랫동안 사용되어 왔기 때문에 효과적인 응고제로 한천을 제안했다.[3]

미생물의 배양에 초기에 사용된 것은, 다양한 영양소를 포함한 수용액, 소위 액체 배지였다. 액체 배지는 잡균의 혼입(오염)에 약하고, 혼입된 잡균 등을 제거하거나 원래 목적이었던 생물을 확보하기 어렵다는 단점이 있었다. 이를 개선한 것이 고체 배지인데, 고체 배지 표면에 떨어진 미생물은 대부분 그 점을 중심으로 콜로니를 만들기 때문에, 그 부분만 잘라내 오염을 제거하거나 배양 대상을 꺼내 다시 순수하게 배양하는 것이 가능하다.

액체 배지는 성분 첨가의 자유도가 커 다양한 처방을 자유롭게 만들 수 있다는 장점이 있지만, 기성 고형물을 배지로 사용하는 것은 자유롭지 않다. 그래서 액체 배지를 굳히는 방법이 고안되었고, 초기에는 젤라틴 등이 사용되었지만, 한천이 그 목적에 매우 편리하다는 것이 판명되어 현재와 같이 널리 사용되게 되었다. 로베르트 코흐의 지도 하에 한천 배지를 충전하여 사용하는 용기로서, 페트리 접시도 개발되었다.

3. 한천 배지의 장점

한천을 배지의 고체화에 이용하는 것은 미생물 연구에 매우 뛰어난 성질이 있기 때문이다.


  • 한천은 용액의 pH를 극단적으로 변화시키는 물질이 아니라면, 대부분의 수용성 물질을 녹여 고체화할 수 있다. 이것은 다양한 액체 배지를 한천을 첨가함으로써 고체 배지로 사용할 수 있다는 것을 의미한다.
  • 한천을 분해하는 능력이 있는 생물이 거의 없다. 따라서 다양한 미생물을 배양할 경우, 도중에 분해되어 액체화되는 경우가 적다.
  • 한천은 고온에서도 화학적으로 안정적이며, 배지에 첨가한 채로 오토클레이브 멸균 (121 °C)이 가능하다. 가열에 의해 분해되지 않으므로 부산물을 거의 생성하지 않으며, 또한 원래 화학적으로 순도가 높은 것을 얻기 쉽기 때문에, 미생물의 생육 및 검사 시험 결과에 오차가 생기기 어렵다.
  • 순도가 높은 한천은 무색 투명하며, 배지 위에 성장하는 미생물을 관찰하는 데 매우 편리하다. 또한, 부드럽지만 탄력이 있어 칼로 자르거나 깎는 등의 가공도 용이하다. 혼입된 미생물이 있어도 그것을 확인하기 쉽고, 해당 부분을 제거하는 것도 비교적 간단하다. 또한 곰팡이 등의 경우, 한천 위에 성장하는 것을 그대로 잘라내어 봉입하여 프레파라트로 만들 수도 있다.
  • 한천은 대략 96 °C에서 융해하고, 냉각하면 60 °C 이하에서 굳는다. 비교적 저온에서 고화되는 이러한 성질 때문에, 굳기 직전의 한천에 살아있는 미생물을 혼입하여, 한천 내에 섞은 다음 굳히는 혼석에 의한 희석 평판법을 수행할 수도 있다. 토양 등에 혼재되어 있는 세균 수의 측정 등에서는 유효한 기술이다.


한천 자체는 다당류이지만, 대부분의 생물이 이것을 분해할 수 없기 때문에, 실질적으로는 영양원으로 이용되는 경우가 없으며, 일반적으로는 다른 영양소를 추가함으로써 배지로 이용이 가능하게 된다. 그러나, 시료에 포함된 영양분만으로 충분한 경우 등, 한천만의 배지가 사용되는 예도 있다.

그 외에, 이러한 성질을 살려, 생물 연구의 도구로서 한천을 이용한 예는 수없이 많다. 유명한 예로, 발생학에서의 발터 포크트의 국소 생체 염색법, 식물 생리학에서의 새싹 끝의 옥신 이동을 관찰하는 실험 등이 있다.

4. 종류

한천 배지에 사용되는 한천의 제형은 "정의된" 또는 "정의되지 않은" 것으로 분류될 수 있다.[4] 정의된 배지는 개별 화학 물질을 합성하여 만들어 정확한 분자 조성을 알 수 있는 반면, 정의되지 않은 배지는 효모 추출물과 같은 천연 제품으로 만들어져 정확한 조성을 알 수 없다.[4]

한천 배지는 특정 유기체의 성장만을 허용하도록 설계될 수 있다.[5] 이는 특정 화합물을 제공하거나, 특정 항생제를 포함하여 해당 물질에 항생제 내성을 가진 유기체만 선택하는 방식으로 이루어진다. 정의되지 않은 배지는 일반적으로 더 넓은 범위의 유기체의 요구를 충족하는 반면, 정의된 배지는 특정 특성을 가진 유기체를 선택하도록 정밀하게 맞춤화될 수 있다.

또한, 한천 배지는 지시 배지일 수 있으며, 유기체는 성장을 기반으로 선택되지 않고, 배지에 첨가된 화합물에 대한 효소 작용으로 인해 집락에서 색상 변화로 구별된다.[6] 배지는 수행되는 검사에 따라 12시간에서 며칠 동안 배양된다.

가능한 세균 감염 검사 알고리즘. 서로 다른 표본에 대해 서로 다른 한천 배지가 사용된다.


thumb로 관찰하는 한천 배지]]

250px는 감염을 진단하는 데 사용된다. 왼쪽은 양성 ''포도상구균'' 감염, 오른쪽은 양성 ''연쇄상구균'' 배양이다.]]

; 형태에 따른 분류

한천을 포함하는 배지는 한천의 농도에 따라 고형 배지와 반유동 배지로 나뉜다. 고형 배지는 약 1.5%의 농도로, 반유동 배지는 0.2-0.4%의 농도로 만들어진다.

사용 용기나 굳힌 후의 형상에 따라 평판 배지, 사면 배지, 반사면 배지, 고층 배지로 분류된다.

  • 평판 배지: 페트리 접시를 사용하여 만든 고형 배지로, 미생물 분리 및 배양에 널리 사용된다.
  • 사면 배지: 시험관 내에 사면을 만들어 굳힌 고형 배지로, 호기성 미생물을 순수 배양하고 보존할 때 사용된다.
  • 반사면 배지: 시험관에 넣은 배지의 상부 약 3분의 1에서 4분의 1이 사면이 된 고형 배지이다. TSI 한천 배지 등 감별 배양에 사용된다.
  • 고층 배지: 시험관을 직립시킨 상태로 굳힌 반유동 또는 고형 배지이다. 반유동 고층 배지는 미생물 순수 배양과 보존, 운동성 검토 등에 사용된다. 고형 고층 배지는 감별 배양에 사용되는 경우가 있다.


평판 배지
왼쪽: 뚜껑을 닫은 상태
오른쪽: 뚜껑을 연 상태


; 사용 목적에 따른 분류

사용 목적에 따라, 미생물 분리에 사용되는 분리 배지, 미생물주 배양을 위한 배양 배지, 특정 미생물 구별을 위한 감별 배지가 있다. 특정 미생물만 선택적으로 증식하도록 한 것은 선택 분리 배지라고 부른다.

4. 1. 형태에 따른 분류

한천 배지는 포함된 한천의 농도에 따라 고형 배지와 반유동 배지로 나뉜다. 고형 배지는 약 1.5%의 농도로 한천을 포함하며, 반유동 배지는 0.2-0.4%의 농도로 한천을 포함한다. 목적에 따라 한천의 농도를 조절한 다양한 배지가 존재한다.

사용 용기나 굳힌 후의 형태에 따라 평판 배지, 사면 배지, 반사면 배지, 고층 배지로 분류된다.

배지에 사용되는 한천의 제형은 "정의된" 또는 "정의되지 않은" 것으로 분류될 수 있다.[4] 정의된 배지는 정확한 분자 조성을 알 수 있지만, 정의되지 않은 배지는 효모 추출물과 같은 천연 제품으로 만들어져 정확한 조성을 알 수 없다.[4]

한천 배지는 모든 유기체의 성장을 허용하는 허용적 배지일 수도 있고, 특정 유기체의 성장만 허용하는 제한적이거나 선택적 배지일 수도 있다.[5] 이는 특정 화합물을 제공하거나 항생제 등을 포함하여 특정 유기체만 선택하는 방식으로 이루어진다. 정의되지 않은 배지는 일반적으로 더 넓은 범위의 유기체의 요구를 충족하며, 정의된 배지는 특정 특성을 가진 유기체를 선택하도록 맞춤화될 수 있다.

지시 배지는 유기체가 성장을 기반으로 선택되지 않고, 배지에 첨가된 화합물에 대한 효소 작용으로 인해 집락에서 색상 변화로 구별된다.[6]

배지는 수행되는 검사에 따라 12시간에서 며칠 동안 배양된다.

4. 2. 사용 목적에 따른 분류

한천 배지는 존재하는 모든 유기체의 성장을 허용하려는 의도로 허용적일 수도 있고, 특정 유기체의 하위 집합의 성장만 허용하려는 의도로 제한적이거나 선택적일 수도 있다.[5] 이는 영양 요구 사항의 형태를 취하거나, 특정 항생제 또는 다른 물질을 포함하여 해당 물질에 항생제 내성을 가진 유기체만 선택하는 방식으로 이루어진다.[5]

배지에 사용되는 한천의 제형은 "정의된" 또는 "정의되지 않은" 것으로 분류될 수 있다. 정의된 배지는 정확한 분자 조성을 알 수 있는 반면, 정의되지 않은 배지는 효모 추출물과 같은 천연 제품으로 만들어져 정확한 조성을 알 수 없다.[4]

한천 배지는 지시 배지일 수 있으며, 유기체는 성장을 기반으로 선택되지 않고, 대신 배지에 첨가된 어떤 화합물에 대한 효소의 작용으로 인해 일반적으로 일부 집락에서 색상 변화로 구별된다.[6]

사용 목적의 관점에서 한천 배지는 여러 미생물이 포함되어 있는 재료나 야외 시료로부터 미생물을 분리하기 위해 사용되는 '''분리 배지''', 미생물주를 지속적으로 배양하기 위한 '''배양 배지''', 특정 미생물을 구별하기 위해 생화학적인 성질을 조사하기 위한 '''감별 배지'''로 분류할 수 있다. 분리 배지 중, 어떤 미생물만 사용하는 영양원이나 다른 미생물의 증식을 억제하는 물질을 더하여, 특정 미생물만 선택적으로 증식하도록 한 것을 '''선택 분리 배지'''라고 부른다.

4. 3. 조성에 따른 분류 (영어 위키백과 참고)

한천 배지는 사용되는 한천의 제형에 따라 "정의된" 배지와 "정의되지 않은" 배지로 분류될 수 있다. 정의된 배지는 개별 화학 물질을 합성하여 만들어 정확한 분자 조성을 알 수 있는 반면, 정의되지 않은 배지는 효모 추출물과 같은 천연 제품으로 만들어져 정확한 조성을 알 수 없다.[4]

한천 배지는 특정 유기체의 성장만을 허용하도록 설계될 수 있다.[5] 이는 특정 화합물을 제공하거나, 특정 항생제를 포함하여 해당 물질에 항생제 내성을 가진 유기체만 선택하는 방식으로 이루어진다. 정의되지 않은 배지는 일반적으로 더 넓은 범위의 유기체의 요구를 충족하는 반면, 정의된 배지는 특정 특성을 가진 유기체를 선택하도록 정밀하게 맞춤화될 수 있다.

또한, 한천 배지는 지시 배지일 수 있으며, 유기체는 성장을 기반으로 선택되지 않고, 배지에 첨가된 화합물에 대한 효소 작용으로 인해 집락에서 색상 변화로 구별된다.[6] 배지는 수행되는 검사에 따라 12시간에서 며칠 동안 배양된다.

한천을 포함하는 배지는 한천의 농도에 따라 고형 배지와 반유동 배지로 나뉜다. 고형 배지는 약 1.5%의 농도로, 반유동 배지는 0.2-0.4%의 농도로 만들어진다.

사용 용기나 굳힌 후의 형상에 따라 평판 배지, 사면 배지, 반사면 배지, 고층 배지로 분류된다.

  • 평판 배지: 페트리 접시를 사용하여 만든 고형 배지로, 미생물 분리 및 배양에 널리 사용된다.
  • 사면 배지: 시험관 내에 사면을 만들어 굳힌 고형 배지로, 호기성 미생물을 순수 배양하고 보존할 때 사용된다.
  • 반사면 배지: 시험관에 넣은 배지의 상부 약 3분의 1에서 4분의 1이 사면이 된 고형 배지이다. TSI 한천 배지 등 감별 배양에 사용된다.
  • 고층 배지: 시험관을 직립시킨 상태로 굳힌 반유동 또는 고형 배지이다. 반유동 고층 배지는 미생물 순수 배양과 보존, 운동성 검토 등에 사용된다. 고형 고층 배지는 감별 배양에 사용되는 경우가 있다.


thumb로 관찰하는 한천 배지]]

사용 목적에 따라, 미생물 분리에 사용되는 분리 배지, 미생물주 배양을 위한 배양 배지, 특정 미생물 구별을 위한 감별 배지가 있다. 특정 미생물만 선택적으로 증식하도록 한 것은 선택 분리 배지라고 부른다.

250px는 감염을 진단하는 데 사용된다. 왼쪽은 양성 ''포도상구균'' 감염, 오른쪽은 양성 ''연쇄상구균'' 배양이다.]]

5. 사용 방법

5. 1. 한천 배지 제조

평판 배지의 경우, 플라스크 등의 유리 용기에 정제수와 한천을 포함하는 배지 성분을 적당량씩 주입하고, 이를 오토클레이브(포화 수증기 중에서 121 °C, 2기압, 15분 처리) 멸균한 후, 어느 정도 식으면 멸균된 샤레에 분주하여 평평한 곳에 놓아 굳힌다. 멸균이 불필요한 것(일부 선택 분리 배지 등)은, 한천이 완전히 용해될 때까지 가열한 후 샤레에서 굳히는 경우도 있다.

사면, 반사면, 고층 배지의 경우, 정제수와 한천을 포함하는 배지 성분을 가열하여 한천을 완전히 용해시킨 후, 시험관에 분주하여 오토클레이브 멸균한다.

또는, 플라스크 등 안에서 물과 배지 성분을 혼합하여 가열하여 녹인 후, 샤레 한 장 분량씩 시험관에 분주하여, 여기에 배양 마개를 끼워 오토클레이브에 넣는다. 평판 배지를 만들 때에는 필요한 수만큼 시험관을 꺼내 녹여, 멸균된 샤레에 부어 굳힌다. 보존이나 이송에는 시험관이 더 편리하므로, 수가 많을 때에는 이 편이 사용하기 쉽다.

5. 2. 한천 배지 배양

평판 배지나 사면 배지의 경우, 주로 목적하는 미생물을 배지 표면에 백금이를 사용하여 도말하고, 실온 또는 배양기 등에서 일정 기간 배양하여 미생물을 증식시킨다. 도말된 미생물은 각각 도말된 장소에서 분열 증식을 반복하여 콜로니를 형성한다. 독립된 콜로니는 각각 하나의 미생물 세포에서 유래한다고 생각되므로, 평판 배지에서 미생물을 분리하여 새로운 배지상으로 옮겨 배양함으로써 개별 미생물을 단리할 수 있다('''순수 배양'''). 목적하는 미생물을 포함하는 재료를 한천이 굳기 전에 첨가하여 굳힌 후 배양하는 혼석 배양법도 있다.

고형물 표면에서 나타나는 것을 보기 위해 평판 배지상에 시료를 올려놓고 그대로 배양하는 '''직접 접종법'''이 있다.

반유동 고층 배지의 경우, 주로 목적하는 미생물을 백금 이 등으로 취하여 배지에 천자하여 접종한 후 배양한다. 호기성균은 배지 표면에, 편성 혐기성균은 배지 밑바닥에, 통성 혐기성균은 표면에서 바닥에 걸쳐 증식한다. 운동성이 없는 세균은 천자한 궤적 부분에서만 증식하지만, 운동성이 있는 세균은 배지 전체에서 증식한다.

한천 표면을 작업대로 사용하는 경우가 있는데, 수생 불완전균의 분리에는 흐르는 물에서 모은 시료를 현미경으로 관찰하여 포자를 찾아 마이크로 피펫으로 흡인하여 한천 배지 표면에 떨어뜨린다. 백금선으로 포자 근처의 한천면에 살짝 접촉하면 한천 표면에 미약하게 존재하는 유리 수분이 한천면과 바늘 사이에 채워져 포자는 그 물에 끌려 들어간다. 한천 표면을 바늘로 끌면 포자는 바늘 끝에 부착하여 이동하므로, 시료를 떨어뜨린 지점에서 수 mm 떨어진 곳으로 이동시키면 발아한 포자를 단독으로 떼어낼 수 있다.

분자 생물학 실험에서 대장균 등을 이용하여 클로닝이나 스크리닝을 수행하는 경우에는, 플라스미드를 도입한 (형질전환된) 세포를 선별하기 위해 여러 종류의 항생물질을 첨가한 평판 배지가 이용된다. 플라스미드에는 마커 유전자로서 항생물질에 대한 내성 유전자가 삽입되어 있으므로, 형질전환된 세포만이 증식하여 콜로니를 형성할 수 있다. 콜로니를 균등하게 분산시키기 위해 균을 포함한 용액을 배지 위에 뿌리고 스프레더라고 불리는 유리 막대로 넓히는 조작을 하는 경우가 많다.

5. 3. 분자생물학에서의 활용

하버드 대학교 과학자들이 14L의 해초 유래 한천 배지로 채워진 2' x 4' 크기의 페트리 접시를 제작하여, 대장균(E. coli)이 항생제에 내성을 갖도록 진화하는 과정을 관찰하는 데 사용하였다.[13] 이 메가 플레이트는 병렬 진화, 돌연변이 선택, 집락 간섭 등과 같은 미생물학의 독특한 개념을 연구하는 데에도 도움이 되었다.[13]

5. 4. 사용 후 처리

사용 후 배지에는 배양으로 증식한 다량의 미생물이 포함되어 있으므로, 의학·환경 위생상의 관점에서 해당 미생물의 병원성 유무에 관계없이 멸균하여 처리해야 한다. 사용 후 배지의 멸균에는 비교적 소규모의 경우 오토클레이브 처리가 사용된다. 경우에 따라서는 소각 처리하여 멸균과 동시에 폐기물로 처리하기도 한다.

오토클레이브로 처리하는 경우, 사용이 끝난 한천 배지를 스테인리스 비커와 같은 내열성 용기에 담아 오토클레이브 장치에 넣고 멸균한다. 멸균 후 배지에는 살아있는 미생물이 포함되어 있지 않으므로, 실험실 등에서는 통상적인 실험 폐액과 마찬가지로 취급할 수 있다. 멸균 직후에는 가열로 인해 한천이 용해되어 약간 점성이 있는 액체 상태가 되지만, 식으면 다시 용기 내에서 굳어지므로, 폐액으로 처리하는 경우에는 굳기 전에 다량의 물로 희석하면서 흘려보낸다. 내열성 폴리 백에 넣은 채 오토클레이브 멸균하고, 식어서 다시 굳어진 후에는 고형 폐기물 (실험 폐기물, 의료 폐기물)로 소각 처리하는 경우도 있다.

6. 주요 한천 배지 종류 (일본어 위키백과 참고)

혈액 한천 배지(BAP)는 5–10% 농도의 포유류(보통 양이나 말) 혈액을 함유하며, 까다로운 미생물 분리 및 용혈 현상 감지에 사용되는 증균 및 차별 배지이다. β-용혈성은 콜로니 주변 적혈구의 완전 용해 및 소화를, α-용혈성은 적혈구 부분 용해로 헤모글로빈이 메트헤모글로빈으로 전환되어 녹색 또는 갈색을 띠는 것을, γ-용혈성은 용혈 활성이 없는 경우를 나타낸다.[7] BAP는 육류 추출물, 효모 추출물, 트립톤, 염화나트륨, 한천을 포함한다.[8]

초콜릿 한천 배지는 혈액 세포를 80 °C로 가열하여 용해시킨 혈액 한천 배지의 일종으로, ''인플루엔자균''과 같은 까다로운 호흡기 세균 배양에 사용되며, 초콜릿이 포함되지 않았지만 색상 때문에 이름이 붙었다. 테이어-마틴 한천 배지는 ''임균''과 ''수막구균'' 분리를 위해 고안된 초콜릿 한천 배지이다. 티오황산염-시트르산염-담즙염-수크로오스 한천 배지는 ''비브리오'' 속 및 ''Vibrio cholerae''의 성장을 촉진한다.[9]

세균 대사에 따라 차등적인 성장을 보여주는 네 가지 유형의 한천 배지

  • 담즙 에스쿨린 한천은 ''장구균'' 및 D군 ''사슬알균'' 종 분리에 사용된다.
  • CLED 한천은 요로 감염 세균을 분리 및 감별하며, ''프로테우스'' 종의 군집 형성을 억제하고 젖당 발효균과 비발효균을 구별한다.
  • 그라나다 배지는 B군 ''사슬알균''(''Streptococcus agalactiae'')을 분리 및 감별하며, 붉은색 콜로니로 성장시키고 대부분의 수반 세균을 억제한다.
  • Hektoen 장내 한천은 장내세균과의 대변 세균, 특히 ''살모넬라'' 및 ''쉬겔라'' 분리에 유용하다.
  • 리소제니 브로스는 ''대장균'' 배양에 사용된다.[10]
  • 맥콘키 한천은 그람 음성 세균을 구별하고 그람 양성 세균 성장을 억제하는 선택적 및 감별 배지로, 젖당과 중성 적색을 첨가하여 젖당 발효균(분홍색 콜로니)과 비발효균(투명한 콜로니)을 구별한다. 에오신 메틸렌 블루는 유사한 목적을 수행한다.[11]
  • 만니톨 소금 한천은 만니톨 발효 유기체(젖산 생성으로 pH를 낮춰 배지를 노란색으로 변화)와 할로필을 선택하는 선택적 및 감별 배지이다.
  • 뮐러-힌턴 한천은 소고기 추출물, 펩톤, 전분을 포함하며, 주로 항생제 감수성 검사에 사용되고, 혈액 한천 형태일 수 있다.
  • 영양 한천은 까다롭지 않은 유기체의 성장과 색소 생성을 관찰하는 데 사용되며, 병원체 세균을 선택적으로 키우지 않아 학교 과학 실험실에서 안전하다.
  • Önöz 한천은 ''살모넬라''와 ''쉬겔라'' 콜로니를 명확하게 구별하여 빠른 세균학적 진단을 가능하게 하며, LEIFSON 한천이나 ''살모넬라-쉬겔라'' 한천보다 높은 ''살모넬라'' 수율을 보인다.
  • 페닐에틸 알코올 한천은 ''포도상구균'' 종을 선택하고 그람 음성 간균을 억제한다.
  • R2A 한천은 비특이적 배지로 물을 모방하여 수질 분석에 사용된다.
  • 트립티(트립티케이스) 소이 한천(TSA)은 콩 가루와 카세인의 효소적 소화에 의해 생성된 일반적인 배지로, ''브루셀라'', ''코리네박테리움'', ''리스테리아'', ''나이세리아'', ''비브리오''의 일부 종을 포함한 많은 반까다로운 세균의 성장을 지원한다.
  • 자일로스-라이신-데옥시콜레이트 한천은 대변 시료 배양에 사용되며, 그람 양성 세균을 억제하고 그람 음성 간균 성장을 촉진하며, 젖당 발효균 콜로니는 노란색, ''살모넬라'' 콜로니는 검은색 중심을 생성한다.
  • 세트리미드 한천은 그람 음성 세균 ''녹농균''의 선택적 분리에 사용된다.
  • 틴스데일 한천은 텔루르산 칼륨을 포함하여 ''디프테리아균''을 분리할 수 있다.[9]


YPD 한천 배지에서 효모 세포와 사상 세포로 성장하는 효모 ''칸디다 알비칸스''

  • YEPD 배지는 ''사카로미세스 세레비지애'' 및 ''칸디다 알비칸스''와 같은 효모의 일반적인 배양 배지로 자주 사용된다.
  • 포자 형성 배지는 포자를 형성해야 할 때 사용되며, 균주가 포자를 형성할 수 있는지 여부에 따라 곰팡이 또는 박테리아 작업 시에도 사용될 수 있다.


; 평판 배지

: 가장 기본적인 조성(육수 엑기스, 펩톤, 염화나트륨, 한천)의 한천 배지 중 하나로, 일반적인 세균의 분리 배양 및 각종 검사용으로 쓰인다.

; SCD 한천 배지(Soybean Casein Digest Agar)

: 보통 한천 배지, 표준 한천 배지 등과 함께 선택성이 낮고 광범위한 균을 발육시킬 수 있다.

; 초콜릿 한천 배지(Chocolate agar, CHOC)

: 보통 한천에 혈액을 첨가하여 오토클레이브에 넣은 초콜릿색 배지로, 혈액 유래 성분을 포함하며 영양 요구가 까다로운 세균의 분리 배양용이다.

; 혈액 한천 배지(Blood agar plate, BAP)

: 250px, 오른쪽은 연쇄상구균]]

: 보통 한천을 오토클레이브에 넣은 후 냉각하여 굳기 전에 신선한 적혈구를 첨가한 배지로, 용혈성 시험이나 영양 요구가 까다로운 세균의 분리 배양용이다.

; GAM 한천 배지

: 혐기성 세균의 분리 배양 및 약제 감수성 시험에 사용된다.

; 포도상구균 배지, 만니톨 식염 배지

: 포도상구균의 선택 분리 배지로, 염 농도가 높고(7.5%), 병원성 포도상구균 감별을 위해 만니톨, 젤라틴 등을 포함한다.

; SSB 한천 배지, 살모넬라·시겔라 한천 배지(SS 한천 배지)

: 장내 세균과, 특히 살모넬라, 시겔라의 선택 분리 배지이다.

: right

; 맥콘키 한천 배지, 드리가르스키 한천 배지, DHL 한천 배지

: 장내 세균과의 선택 분리 배지이다.

; TCBS 한천 배지, 비브리오 한천 배지

: 장염 비브리오, 콜레라균의 선택 분리 배지이다.

; TSI 한천 배지, 클리글러 한천 배지

: 장내 세균과의 감별 배양용으로, 당 분해성, 가스 발생, 황화수소 발생을 판정 가능하다.

; SIM 배지

: 장내 세균과의 감별 배양용 반유동 배지로, 황화수소 발생, 인돌 발생, 운동성을 판정 가능하다.

; 뮬러-힌턴 한천 배지, 감수성 디스크 배지

: 약제 감수성 시험용이다.

; LB 한천 배지

: 기본적인 조성의 배지 중 하나로, 특히 분자 생물학 분야에서 대장균 배양에 사용한다.

; 아르기닌·글리세롤·염류 한천 배지(AGS 한천 배지)

: 주로 방선균의 선택에 많이 사용된다.

; 베어드 파커 한천 배지

: 멸균 후 아텔루르산 난황액을 첨가하며, 황색 포도상구균과 기타 포도상구균의 일차 감별에 사용한다.

; NGKG(NaCl 글루실·킴·고퍼트) 배지

: 세레우스균의 일차 감별에 사용한다.

; 콜로이드 키틴-무기염 한천 배지

: 게 껍질 유래의 키틴(콜로이드 키틴)을 첨가한 배지로, 키티나아제를 생산하는 균의 배양에 사용한다.

==== 진균용 한천 배지 ====

사부로 한천 배지는 진균을 배양하는 데 사용되며, 대부분의 세균의 성장을 억제하는 낮은 pH를 가지고 있다. 또한, 그람 음성 세균의 성장을 특별히 억제하기 위해 항생제 젠타마이신을 포함하고 있다.

감자 덱스트로스 한천은 특정 유형의 진균을 배양하는 데 사용된다. 맥아 추출물 한천은 펩톤 함량이 높고 산성으로, 진균 미생물을 분리하는 데 사용된다. MMN (변형된 멜린-노르크란스) 배지와 BAF 배지는 외생균근 진균에 사용된다. ''크로모제닉 한천''은 일부 주요 유형의 진균 감염을 구별할 수 있다.

진균 (자낭균)은 무균 배양에서 자라며, 각 배양은 선택된 하나의 유기체의 배양이며 다른 모든 유기체가 없으므로 배양된 유기체를 분리하여 연구할 수 있다.


YEPD 배지는 ''사카로미세스 세레비지애'' 및 ''칸디다 알비칸스''와 같은 효모의 일반적인 배양 배지로 자주 사용된다. 포자 형성 배지는 포자를 형성해야 할 때 사용되는 배지이다. 균주가 포자를 형성할 수 있는지 여부에 따라 곰팡이 또는 박테리아 작업 시에도 사용할 수 있다.

맥아 엑기스 한천 배지 (MA)는 매우 일반적으로, 다양한 균의 배양에 사용되며, 균의 보존용으로도 우수하다. 맥아 엑기스를 줄여 분리 배지로 사용하는 경우도 있다. YM 한천 배지는 사면 배지로 많이 사용된다. 효모의 단리에 선호되어 사용되지만, 기본적으로는 어떤 미생물에도 대응할 수 있다. 감자-당근 한천 배지 (PCA)는 영양분이 많지 않으므로 분리 배지로도 사용한다. 감자-포도당 한천 배지 (potato dextrose agar, PDA)는 매우 일반적인 균의 배양과 보존에 사용된다. 탄소원(당분)을 풍부하게 포함하고 있어 균사의 생육이 좋다. 포도당 대신 설탕을 사용한 PSA 배지도 자주 사용된다. 사부로 한천 배지는 포도당 농도가 높고 (4%) 진균의 증식에 적합하며, 일반 진균의 분리 배양용으로 쓰인다. 콘밀 한천 배지는 일반 균류의 배양과 보존, 또는 후막 포자의 형성을 촉진하기 위해 사용된다. 또한, 칸디다속의 포자 형성에 적합하며, 특히 칸디다 알비칸스 (후막 포자를 만듦)의 감별용으로 쓰인다. 차페크 한천 배지는 합성 배지로, 유기물은 설탕뿐이며, 나머지는 무기 염류만으로 구성되어 비타민 요구성이 있는 것에는 적합하지 않다. 균사의 성장은 그다지 좋지 않지만, 형태 관찰에는 오히려 편리하다. YpSs 한천 배지는 전분 및 효모 엑기스를 탄소원·질소원으로 함유하며, 거기에 인산칼륨과 황산마그네슘이 첨가되어 있다. 하등 균류의 배양에 사용되며, 가짜 균류인 난균 (물곰팡이)의 배양에 사용한다. 합성 무코르 한천 배지 (SMS)는 털곰팡이류의 순수 배양과 동정을 위해 고안된 인공 배지이다. MY20 한천 배지는 포도당을 20% 함유하며, 아스페르길루스 속 등 당분이 높은 환경에서 생육하는 호조성의 곰팡이 배양에 사용된다. 고로드코와 한천 배지는 포자 형성에 사용하는 배지이다. 오렌지 주스 한천은 감귤류에 발생하는 진균류의 검사에 사용한다. V8 주스 한천 배지는 캠벨 수프 컴퍼니(Campbell Soup Company)제 야채 주스 「V8 야채 주스」를 사용한 배지로, 난균류의 배양, 특히 난포자 형성에 사용한다.

==== 식물용 한천 배지 ====

놉 한천 배지는 무균적으로 원사체와 이끼 식물 전체, 예를 들어 모델 생물체인 ''피스토미트렐라 파텐스''를 배양하는 데 사용된다.[12] 무라시게 & 스쿠그 한천 배지(MS 한천 배지)는 식물 조직 배양, 캘러스 배양에 일반적으로 사용된다.

6. 1. 세균용 한천 배지

혈액 한천 배지(BAP)는 5–10% 농도의 포유류(보통 양이나 말) 혈액을 함유하며, 까다로운 미생물 분리 및 용혈 현상 감지에 사용되는 증균 및 차별 배지이다. β-용혈성은 콜로니 주변 적혈구의 완전 용해 및 소화를, α-용혈성은 적혈구 부분 용해로 헤모글로빈이 메트헤모글로빈으로 전환되어 녹색 또는 갈색을 띠는 것을, γ-용혈성은 용혈 활성이 없는 경우를 나타낸다.[7] BAP는 육류 추출물, 효모 추출물, 트립톤, 염화나트륨, 한천을 포함한다.[8]

초콜릿 한천 배지는 혈액 세포를 80 °C로 가열하여 용해시킨 혈액 한천 배지의 일종으로, ''인플루엔자균''과 같은 까다로운 호흡기 세균 배양에 사용되며, 초콜릿이 포함되지 않았지만 색상 때문에 이름이 붙었다. 테이어-마틴 한천 배지는 ''임균''과 ''수막구균'' 분리를 위해 고안된 초콜릿 한천 배지이다. 티오황산염-시트르산염-담즙염-수크로오스 한천 배지는 ''비브리오'' 속 및 ''Vibrio cholerae''의 성장을 촉진한다.[9]

  • 담즙 에스쿨린 한천은 ''장구균'' 및 D군 ''사슬알균'' 종 분리에 사용된다.
  • CLED 한천은 요로 감염 세균을 분리 및 감별하며, ''프로테우스'' 종의 군집 형성을 억제하고 젖당 발효균과 비발효균을 구별한다.
  • 그라나다 배지는 B군 ''사슬알균''(''Streptococcus agalactiae'')을 분리 및 감별하며, 붉은색 콜로니로 성장시키고 대부분의 수반 세균을 억제한다.
  • Hektoen 장내 한천은 장내세균과의 대변 세균, 특히 ''살모넬라'' 및 ''쉬겔라'' 분리에 유용하다.
  • 리소제니 브로스는 ''대장균'' 배양에 사용된다.[10]
  • 맥콘키 한천은 그람 음성 세균을 구별하고 그람 양성 세균 성장을 억제하는 선택적 및 감별 배지로, 젖당과 중성 적색을 첨가하여 젖당 발효균(분홍색 콜로니)과 비발효균(투명한 콜로니)을 구별한다. 에오신 메틸렌 블루는 유사한 목적을 수행한다.[11]
  • 만니톨 소금 한천은 만니톨 발효 유기체(젖산 생성으로 pH를 낮춰 배지를 노란색으로 변화)와 할로필을 선택하는 선택적 및 감별 배지이다.
  • 뮐러-힌턴 한천은 소고기 추출물, 펩톤, 전분을 포함하며, 주로 항생제 감수성 검사에 사용되고, 혈액 한천 형태일 수 있다.
  • 영양 한천은 까다롭지 않은 유기체의 성장과 색소 생성을 관찰하는 데 사용되며, 병원체 세균을 선택적으로 키우지 않아 학교 과학 실험실에서 안전하다.
  • Önöz 한천은 ''살모넬라''와 ''쉬겔라'' 콜로니를 명확하게 구별하여 빠른 세균학적 진단을 가능하게 하며, LEIFSON 한천이나 ''살모넬라-쉬겔라'' 한천보다 높은 ''살모넬라'' 수율을 보인다.
  • 페닐에틸 알코올 한천은 ''포도상구균'' 종을 선택하고 그람 음성 간균을 억제한다.
  • R2A 한천은 비특이적 배지로 물을 모방하여 수질 분석에 사용된다.
  • 트립티(트립티케이스) 소이 한천(TSA)은 콩 가루와 카세인의 효소적 소화에 의해 생성된 일반적인 배지로, ''브루셀라'', ''코리네박테리움'', ''리스테리아'', ''나이세리아'', ''비브리오''의 일부 종을 포함한 많은 반까다로운 세균의 성장을 지원한다.
  • 자일로스-라이신-데옥시콜레이트 한천은 대변 시료 배양에 사용되며, 그람 양성 세균을 억제하고 그람 음성 간균 성장을 촉진하며, 젖당 발효균 콜로니는 노란색, ''살모넬라'' 콜로니는 검은색 중심을 생성한다.
  • 세트리미드 한천은 그람 음성 세균 ''녹농균''의 선택적 분리에 사용된다.
  • 틴스데일 한천은 텔루르산 칼륨을 포함하여 ''디프테리아균''을 분리할 수 있다.[9]

  • YEPD 배지는 ''사카로미세스 세레비지애'' 및 ''칸디다 알비칸스''와 같은 효모의 일반적인 배양 배지로 자주 사용된다.
  • 포자 형성 배지는 포자를 형성해야 할 때 사용되며, 균주가 포자를 형성할 수 있는지 여부에 따라 곰팡이 또는 박테리아 작업 시에도 사용될 수 있다.


; 평판 배지

: 가장 기본적인 조성(육수 엑기스, 펩톤, 염화나트륨, 한천)의 한천 배지 중 하나로, 일반적인 세균의 분리 배양 및 각종 검사용으로 쓰인다.

; SCD 한천 배지(Soybean Casein Digest Agar)

: 보통 한천 배지, 표준 한천 배지 등과 함께 선택성이 낮고 광범위한 균을 발육시킬 수 있다.

; 초콜릿 한천 배지(Chocolate agar, CHOC)

: 보통 한천에 혈액을 첨가하여 오토클레이브에 넣은 초콜릿색 배지로, 혈액 유래 성분을 포함하며 영양 요구가 까다로운 세균의 분리 배양용이다.

; 혈액 한천 배지(Blood agar plate, BAP)

: 250px, 오른쪽은 연쇄상구균]]

: 보통 한천을 오토클레이브에 넣은 후 냉각하여 굳기 전에 신선한 적혈구를 첨가한 배지로, 용혈성 시험이나 영양 요구가 까다로운 세균의 분리 배양용이다.

; GAM 한천 배지

: 혐기성 세균의 분리 배양 및 약제 감수성 시험에 사용된다.

; 포도상구균 배지, 만니톨 식염 배지

: 포도상구균의 선택 분리 배지로, 염 농도가 높고(7.5%), 병원성 포도상구균 감별을 위해 만니톨, 젤라틴 등을 포함한다.

; SSB 한천 배지, 살모넬라·시겔라 한천 배지(SS 한천 배지)

: 장내 세균과, 특히 살모넬라, 시겔라의 선택 분리 배지이다.

: right

; 맥콘키 한천 배지, 드리가르스키 한천 배지, DHL 한천 배지

: 장내 세균과의 선택 분리 배지이다.

; TCBS 한천 배지, 비브리오 한천 배지

: 장염 비브리오, 콜레라균의 선택 분리 배지이다.

; TSI 한천 배지, 클리글러 한천 배지

: 장내 세균과의 감별 배양용으로, 당 분해성, 가스 발생, 황화수소 발생을 판정 가능하다.

; SIM 배지

: 장내 세균과의 감별 배양용 반유동 배지로, 황화수소 발생, 인돌 발생, 운동성을 판정 가능하다.

; 뮬러-힌턴 한천 배지, 감수성 디스크 배지

: 약제 감수성 시험용이다.

; LB 한천 배지

: 기본적인 조성의 배지 중 하나로, 특히 분자 생물학 분야에서 대장균 배양에 사용한다.

; 아르기닌·글리세롤·염류 한천 배지(AGS 한천 배지)

: 주로 방선균의 선택에 많이 사용된다.

; 베어드 파커 한천 배지

: 멸균 후 아텔루르산 난황액을 첨가하며, 황색 포도상구균과 기타 포도상구균의 일차 감별에 사용한다.

; NGKG(NaCl 글루실·킴·고퍼트) 배지

: 세레우스균의 일차 감별에 사용한다.

; 콜로이드 키틴-무기염 한천 배지

: 게 껍질 유래의 키틴(콜로이드 키틴)을 첨가한 배지로, 키티나아제를 생산하는 균의 배양에 사용한다.

6. 2. 진균용 한천 배지

사부로 한천 배지는 진균을 배양하는 데 사용되며, 대부분의 세균의 성장을 억제하는 낮은 pH를 가지고 있다. 또한, 그람 음성 세균의 성장을 특별히 억제하기 위해 항생제 젠타마이신을 포함하고 있다.

감자 덱스트로스 한천은 특정 유형의 진균을 배양하는 데 사용된다. 맥아 추출물 한천은 펩톤 함량이 높고 산성으로, 진균 미생물을 분리하는 데 사용된다. MMN (변형된 멜린-노르크란스) 배지와 BAF 배지는 외생균근 진균에 사용된다. ''크로모제닉 한천''은 일부 주요 유형의 진균 감염을 구별할 수 있다.

YEPD 배지는 ''사카로미세스 세레비지애'' 및 ''칸디다 알비칸스''와 같은 효모의 일반적인 배양 배지로 자주 사용된다. 포자 형성 배지는 포자를 형성해야 할 때 사용되는 배지이다. 균주가 포자를 형성할 수 있는지 여부에 따라 곰팡이 또는 박테리아 작업 시에도 사용할 수 있다.

맥아 엑기스 한천 배지 (MA)는 매우 일반적으로, 다양한 균의 배양에 사용되며, 균의 보존용으로도 우수하다. 맥아 엑기스를 줄여 분리 배지로 사용하는 경우도 있다. YM 한천 배지는 사면 배지로 많이 사용된다. 효모의 단리에 선호되어 사용되지만, 기본적으로는 어떤 미생물에도 대응할 수 있다. 감자-당근 한천 배지 (PCA)는 영양분이 많지 않으므로 분리 배지로도 사용한다. 감자-포도당 한천 배지 (potato dextrose agar, PDA)는 매우 일반적인 균의 배양과 보존에 사용된다. 탄소원(당분)을 풍부하게 포함하고 있어 균사의 생육이 좋다. 포도당 대신 설탕을 사용한 PSA 배지도 자주 사용된다. 사부로 한천 배지는 포도당 농도가 높고 (4%) 진균의 증식에 적합하며, 일반 진균의 분리 배양용으로 쓰인다. 콘밀 한천 배지는 일반 균류의 배양과 보존, 또는 후막 포자의 형성을 촉진하기 위해 사용된다. 또한, 칸디다속의 포자 형성에 적합하며, 특히 칸디다 알비칸스 (후막 포자를 만듦)의 감별용으로 쓰인다. 차페크 한천 배지는 합성 배지로, 유기물은 설탕뿐이며, 나머지는 무기 염류만으로 구성되어 비타민 요구성이 있는 것에는 적합하지 않다. 균사의 성장은 그다지 좋지 않지만, 형태 관찰에는 오히려 편리하다. YpSs 한천 배지는 전분 및 효모 엑기스를 탄소원·질소원으로 함유하며, 거기에 인산칼륨과 황산마그네슘이 첨가되어 있다. 하등 균류의 배양에 사용되며, 가짜 균류인 난균 (물곰팡이)의 배양에 사용한다. 합성 무코르 한천 배지 (SMS)는 털곰팡이류의 순수 배양과 동정을 위해 고안된 인공 배지이다. MY20 한천 배지는 포도당을 20% 함유하며, 아스페르길루스 속 등 당분이 높은 환경에서 생육하는 호조성의 곰팡이 배양에 사용된다. 고로드코와 한천 배지는 포자 형성에 사용하는 배지이다. 오렌지 주스 한천은 감귤류에 발생하는 진균류의 검사에 사용한다. V8 주스 한천 배지는 캠벨 수프 컴퍼니(Campbell Soup Company)제 야채 주스 「V8 야채 주스」를 사용한 배지로, 난균류의 배양, 특히 난포자 형성에 사용한다.

6. 3. 식물용 한천 배지

놉 한천 배지는 무균적으로 원사체와 이끼 식물 전체, 예를 들어 모델 생물체인 ''피스토미트렐라 파텐스''를 배양하는 데 사용된다.[12] 무라시게 & 스쿠그 한천 배지(MS 한천 배지)는 식물 조직 배양, 캘러스 배양에 일반적으로 사용된다.

7. 한국에서의 한천 배지 활용과 전망

참조

[1] 서적 Brock Biology of Microorganisms Prentice Hall
[2] 학술지 Aseptic Laboratory Techniques: Plating Methods https://www.jove.com[...] 2012-05-11
[3] 잡지 History of the agar plate http://www.labnews.c[...] 2010-02-22
[4] 서적 Baron's Medical Microbiology University of Texas Medical Branch
[5] 서적 Sherris Medical Microbiology McGraw Hill
[6] 웹사이트 Indicator Plates http://rothlab.ucdav[...] 2018-07-12
[7] 웹사이트 Blood Agar Plates and Hemolysis Protocols http://www.microbeli[...] 2014-10-28
[8] Citation Blood Agar- Composition, Preparation, Uses and Pictures https://microbiology[...]
[9] 서적 Lippincott's Illustrated Reviews: Microbiology (Lippincott's Illustrated Reviews Series) Lippincott Williams & Wilkins
[10] 문서 Experiments in molecular genetics Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York
[11] Citation MacConkey Medium http://www.ncbi.nlm.[...] StatPearls Publishing 2022
[12] 학술지 Induction of budding on chloronemata and caulonemata of the moss, Physcomitrella patens, using isopentenyladenine
[13] 웹사이트 A cinematic approach to drug resistance https://news.harvard[...] 2016-09-08
[14] 서적 Brock Biology of Microorganisms Prentice Hall
[15] 학술지 Aseptic Laboratory Techniques: Plating Methods https://www.jove.com[...] 2012-05-11


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