دستگاه انکوباتور در زمینه میکروبیولوژی، یک دستگاه عایق و محفوظ است که شرایط دما، رطوبت و شرایط محیطی دیگر مورد نیاز برای رشد ارگانیسم‌ها را فراهم می‌کند. انکوباتور یک قسمت ضروری از تجهیزات آزمایشگاهی است که برای پرورش میکروارگانیسم‌ها تحت شرایط مصنوعی ضروری است. دستگاه انکوباتور می‌تواند برای کشت هم ارگانیسم‌های یک سلولی و هم ارگانیسم‌های چند سلولی استفاده شود.
فهرست مطالب:
اجزاء/قطعات دستگاه انکوباتور
انکوباتور میکروبی از واحدهای مختلف تشکیل شده است، برخی از آن‌ها عبارتند از:
کابین
کابین، بدنه اصلی انکوباتور است که شامل یک محفظه مکعبی دوجداره با ظرفیتی از 20 تا 800 لیتر است. دیوار بیرونی از ورق‌های استیل ضد زنگ ساخته شده است در حالی که دیوار داخلی از آلومینیوم ساخته شده است. فضای بین دو دیوار از پنبه شیشه‌ای پر شده که به عنوان عایق برای انکوباتور عمل می‌کند. عایق‌گذاری از افت حرارت جلوگیری می‌کند و مصرف برق را کاهش می‌دهد، به همین ترتیب اطمینان حاصل می‌شود که دستگاه به طور کامل و یکنواخت کار می‌کند. دیوار داخلی انکوباتور دارای نوارهای داخلی است که قفسه‌های موجود در داخل انکوباتور را پشتیبانی می‌کند.
درب
در همه انکوباتورها یک درب برای بستن کابین عایق وجود دارد. خود درب همچنین دارای عایق است. همچنین دارای یک شیشه است که مشاهده داخل انکوباتور در طول انکوباسیون را بدون اختلال در محیط داخلی امکان می‌دهد. یک دستگیره در سمت بیرونی درب وجود دارد که در جابجایی درب کمک می‌کند.
پنل کنترل
روی دیوار بیرونی انکوباتور یک پنل کنترل با تمام کلیدها و نشانگرها وجود دارد که اجازه کنترل پارامترهای انکوباتور را می‌دهد. پنل کنترل همچنین دارای یک سوئیچ برای کنترل ترموستات دستگاه است.
ترموستات
یک ترموستات برای تنظیم دمای مورد نظر انکوباتور استفاده می‌شود. پس از رسیدن به دمای مورد نظر، ترموستات به طور خودکار انکوباتور را در آن دما نگه می‌دارد تا زمانی که دما دوباره تغییر کند.
قفسه‌ها
به بخش داخلی چند صفحه قفسه میله‌ای اتصال داده شده است که بر روی آن‌ها پلاک‌های حاوی محیط کشت قرار می‌گیرند. این موارد بر روی قفسه‌ها امکان حرکت هوای گرم در سراسر داخل انکوباتور را فراهم می‌کند. در برخی از انکوباتورها، قفسه‌ها قابل جابجایی هستند که این امکان را به آن‌ها می‌دهد که قفسه‌ها به طور صحیح تمیز شوند.
واشر درب آزبست
واشر درب، یک لایه هوا بین درب و کابین را فراهم می‌کند. واشر جلوی ورود هوای بیرون به کابین را می‌گیرد و بنابراین، یک محیط گرم و معزول داخل کابین بدون اختلال از محیط خارجی ایجاد می‌کند.
دماسنج (thermometer) L-شکل
یک ترمومتر یا دماسنج بر روی بخش بالای دیوار بیرونی انکوباتور قرار دارد. یک سر از ترمومتر دارای دانه‌های تقسیم شده است که بیرون از انکوباتور باقی می‌ماند تا دما به آسانی قابل خواندن باشد. سر بعدی با لامپ جیوه کمی در داخل اتاق انکوباتور بیرون می‌آید.
فیلترهای HEPA
برخی از انکوباتورهای پیشرفته با فیلترهای HEPA برای کاهش آلودگی ممکن به دلیل جریان هوا ارائه شده‌اند. یک پمپ هوا با فیلترها یک سیستم حلقه بسته را ایجاد می‌کند تا جریان هوای داخل انکوباتور کمترین آلودگی را ایجاد کند.
کنترل رطوبت و گاز
انکوباتورهای دی‌اکسید کربن با یک مخزن زیر سینی که حاوی آب است تجهیز شده‌اند. آب برای حفظ رطوبت نسبی در داخل سینی بخار می‌شود. به همین ترتیب، این انکوباتورها با اتاق‌های گاز برای تعیین غلظت مورد نظر CO2 در داخل دستگاه انکوباتور تجهیز شده‌اند.
اصل/عملکرد دستگاه انکوباتور
- دستگاه انکوباتور بر اساس اصلی کار می‌کند که در آن میکروارگانیسم‌ها برای رشد و توسعه خود نیاز به مجموعه خاصی از پارامترها دارند.
- تمام انکوباتورها بر اساس این مفهوم که زمانی که ارگانیسم‌ها با شرایط بهینه دما، رطوبت، اکسیژن، و سطوح دی‌اکسید کربن تامین می‌شوند، رشد و تقسیم می‌شوند و بیشتر ارگانیسم‌ها تشکیل می‌دهند، کار می‌کنند.
- در انکوباتور، ترموستات دمای ثابتی را حفظ می‌کند که از طریق ترمومتر یا دماسنج از بیرون قابل خواندن است.
- دما با استفاده از چرخه‌های گرمایش و بدون گرمایش حفظ می‌شود.
- در طول چرخه گرمایش، ترموستات انکوباتور را گرم نگه می‌دارد، و در طول دوره بدون گرمایش، گرمایش متوقف می‌شود و انکوباتور با تابش گرما به محیط اطراف خنک می‌شود.
- عایق از بیرون شرایط ایزوله داخل کابین را ایجاد می‌کند و به میکروب‌ها امکان رشد مؤثر را می‌دهد.
- به همین ترتیب، پارامترهای دیگر مانند رطوبت و جریان هوا نیز از طریق مکانیزم‌های مختلف حفظ می‌شوند تا محیطی مشابه محیط طبیعی ارگانیسم‌ها را ایجاد می‌کنند.
- به همین ترتیب، تنظیماتی برای حفظ غلظت CO2 نیز وجود دارد تا pH و رطوبت مورد نیاز برای رشد ارگانیسم‌ها را تعادل بخشد.
- نسخه‌های متغیر انکوباتور مانند انکوباتور لرزان نیز موجود است که اجازه می‌دهد تا جابجایی مداومی از کشت مورد نیاز برای اکسیژن‌رسانی و مطالعات حلالیت سلول انجام شود.
مراحل راه‌اندازی یک انکوباتور
هنگامی که فرآیند کشت ارگانیسم‌ها انجام شد، صفحه‌های کشت باید در دمای مطلوب و مدت زمان مورد نیاز درون انکوباتور قرار گیرند. در اکثر آزمایشگاه‌های بالینی، دمای معمول برای حفظ باکتری‌ها، 35–37 درجه سانتی‌گراد است.
مراحل زیر باید در جها راه‌اندازی و شروع به کار دستگاه انکوباتور دنبال شود:
- قبل از استفاده از دستگاه انکوباتور، باید اطمینان حاصل شود که هیچ مورد باقیمانده‌ای از چرخه‌های قبلی در انکوباتور وجود ندارد. با این حال، در برخی موارد، اگر همان انکوباتور برای ارگانیسم‌های مختلف استفاده می‌شود و آن‌ها به همان مجموعه پارامترها نیاز دارند، می‌توانند در یک انکوباتور قرار داده شوند.
- درب انکوباتور بسته می‌شود و انکوباتور روشن می‌شود. انکوباتور باید تا دمای مورد نیاز رشد ارگانیسم مورد نظر گرم شود. دماسنج می‌تواند برای مشاهده دما استفاده شود.
- در عین حال، اگر ارگانیسم نیاز به غلظت خاصی از CO2 یا رطوبت خاص دارد، این پارامترها نیز باید در انکوباتور تنظیم شوند.
- یک بار پارامترهای همه چک می‌شوند، ظرف‌های کشت بر روی قفسه‌های به صورت معکوس، یعنی با محیط به سمت بالا، قرار می‌گیرند. این لازم است زیرا اگر پلاک‌ها به طور عادی انکوبه شوند، ترشحات بر روی سطح محیط جمع شده و جلوی تشکیل کلونی‌های مجزا را می‌گیرند.
- اگر لازم باشد که ظرف کشت‌ها برای چند روز انکوبه شوند، پلاک‌ها با نوارهای چسبنده چسبانده می‌شوند یا در کیسه‌های پلاستیکی یا ظروف پلاستیکی قرار می‌گیرند.
- حالا درب قفل می‌شود و پلاک‌ها برای مدت زمان مورد نیاز در داخل باقی می‌مانند.
انواع انکوباتورها
بر اساس یک پارامتر خاص یا هدف استفاده از دستگاه انکوباتور، انکوباتورها به انواع زیر تقسیم می‌شوند:
انکوباتورهای رومیزی
- این نوع انکوباتورها از متداول‌ترین انواع انکوباتورها در اکثر آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود.
- این انکوباتورها انواع ابتدایی انکوباتورها با کنترل دما و عایق بندی هستند.
دستگاه انکوباتور دی‌اکسید کربن
- انکوباتورهای دی‌اکسید کربن انواع ویژه‌ای از انکوباتورها هستند که با کنترل خودکار CO2 و رطوبت تامین می‌شوند.
- این نوع انکوباتور برای رشد کشت باکتری‌های مختلفی که به غلظت 5-10 درصد CO2 نیاز دارند استفاده می‌شود.
- برای کنترل رطوبت، آب زیر کابین انکوباتور قرار داده می‌شود.
انکوباتورهای خنک
- برای انکوبه شدن در دماهای پایین‌تر از محیط، انکوباتورها با سیستم‌های یخچالی تغییر یافته با کنترل گرمایش و خنک کننده مجهز می‌شوند.
- این نوع انکوباتور به عنوان انکوباتور خنک شناخته می‌شود.
- در انکوباتور خنک، کنترل‌های گرما و سرمای شناور باید به طور مناسب تعادل داشته باشند.
انکوباتورهای لرزان
- یک انکوباتور لرزان با کنترل حرارتی دیگر دستگاهی است که برای کشت میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود.
- مزیت آن این است که انتقال سریع و یکنواخت گرما به ظرف کشت را فراهم می‌کند و افزایش تهویه آن، منجر به شتاب رشد می‌شود.
- با این حال، این انکوباتور فقط برای محیط‌های مایع یا کشت مایع قابل استفاده است.
دستگاه انکوباتور قابل حمل
- انکوباتورهای قابل حمل اندکی کوچکتر هستند و برای کارهای میدانی مانند میکروبیولوژی محیطی و بررسی آب استفاده می‌شوند.
کاربردهای دستگاه انکوباتور
انکوباتورها در موارد مختلفی از جمله کشت سلولی، مطالعات دارویی، مطالعات هماتولوژیکی و مطالعات بیوشیمیایی استفاده می‌شوند.
بعضی از کاربردهای انکوباتورها عبارتند از:
- استفاده از انکوباتورها برای رشد کشت میکروبی یا کشت‌های سلولی.
- انکوباتورها می‌توانند برای حفظ کشت ارگانیسم‌ها برای استفاده در زمان بعدی نیز استفاده شوند.
- برخی از انکوباتورها برای افزایش نرخ رشد ارگانیسم‌ها با دوره رشد طولانی در محیط طبیعی استفاده می‌شوند.
- انکوباتورهای خاص برای تولید کلونی‌های میکروبی و تعیین بیماری‌های بیوشیمیایی پسازی استفاده می‌شوند.
- این‌ها همچنین برای پرورش حشرات و باروری تخم‌ها در زیست شناسی استفاده می‌شوند.
- انکوباتورها شرایط کنترل شده‌ای را برای ذخیره نمونه‌ها قبل از آنکه بتوانند در آزمایشگاه‌ها پردازش شوند، فراهم می‌کنند.
موراد احتیاط
هنگام اجرای یک انکوباتور، این موراد ایمنی را باید رعایت کرد:
- زیرا میکروارگانیسم‌ها به تغییر دما حساس هستند، باید از نوسانات دمای کابین به دلیل باز و بسته کردن مکرر درب اجتناب شود.
- پارامترهای مورد نیاز رشد ارگانیسم باید قبل از قرار دادن پلاک‌های کشت در داخل کابین فراهم شود.
- پلاک‌ها باید به صورت معکوس با درب در پایین قرار گیرند تا جلوی تشکیل شوره بر روی محیط را بگیرند.
- داخل انکوباتورها باید به طور منظم تمیز شود تا از استقرار ارگانیسم‌ها در روی قفسه‌ها یا گوشه‌های انکوباتور جلوگیری شود.
- هنگام اجرای انکوباتور برای مدت زمان طولانی، آب استریل زیر قفسه‌ها قرار داده شود تا از خشک شدن محیط کشت جلوگیری شود.
یک نظر در “دستگاه انکوباتور: قطعات، عملکرد، انواع، کاربردها، احتیاطات”