انکوباتور آزمایشگاهی یکی از تجهیزات آزمایشگاهی است که محیطی کنترل شده، ایزوله و خالی از باکتری برای کشت سلول و بافت ایجاد می‌کند. انکوباتور به کاربران این امکان را می‌دهد تا بتواند رطوبت، دما، میزان اکسیژن و کربن دی‌اکسید را در طی اجرای یک فرآیند جهت ایجاد شرایط خاص تنظیم کنند. این تجهیزات با کاربردها و اندازه‌های متفاوت، امکانات زیادی را در اختیار کاربران قرار می‌دهند. در ادامه این مطلب از وب سایت بایرمن با کاربرد انکوباتور، انواع انکوباتور و ویژگی‌های این دستگاه آشنا خواهیم شد.
انکوباتور آزمایشگاهی چیست؟
انکوباتور برای اولین بار در اسپانیا توسط یک پزشک فیلیپینی که در سازمان صلیب سرخ مشغول به کار بود اختراع شد. این پزشک در اصل محیطی با دمای 37 درجه برای انجام آزمایشات میکروبی خود ایجاد کرد. یک پزشک فرانسوی با مشاهده این اختراع، آن را در کشور خود گسترش داد.
سال‌ها بعد انگلیسی‌ها به دلیل شباهت این دستگاه به رحم زنان، نام آن را Incubator نامیدند. در حال حاضر نیز این دستگاه با نام انکوباتور یا اتو (کلمه فرانوی) شناخته می‌شود.
همانطور که گفته شد انکوباتور آزمایشگاهی در مراکز پژوهشی برای رشد و نگهداری از کشت‌های میکروبی و کشت‌های سلولی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه تمام شرایط لازم برای ارگانسم‌های زنده نظیر دما، رطوبت و … را در حالت بهینه نگه می‌دارد.
کاربرد انکوباتور
انکوباتور آزمایشگاهی برای بسیاری از زمینه‌های تحقیقاتی نظیر موارد زیر بکار می‌رود:
- زیست‌شناسی سلولی، زیست‌شناسی مولکولی برای کشت باکتری، میکروبیولوژی، کشت سلول‌های یوکاریوتی بکار می‌رود.
- انکوباتور در صنایع طیور نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- استفاده در طیف گسترده‌ای از برنامه‌های پژوهشی نظیر تحقیقات خون شناسی، تحقیقات بیوشیمیایی، مطالعات ژينتیکی، تولید مواد غذایی و دارو
- انکوباتور نوزاد به‌منظور رشد نوزادان نارس در امور پزشکی بکار می‌رود.
اما بیشترین کاربرد انکوباتور آزمایشگاهی را می‌توان در آزمایشگاه‌های میکروبی درنظر گرفت که در کنار هود میکروبی باعث ایجاد بازدهی بالایی می‌شود و در چنین مراکز تحقیقاتی نیز بکار می‌رود.
نحوه انتخاب آن عموما به ظرفیت، اندازه و مشخصات انکوباتور آزمایشگاهی بستگی دارد اما اگر این دستگاه برای کاربرد خاصی تهیه می‌شود امکانات جانبی آن نیز باید مورد بررسی قرار گیرد. توجه به نکات مهم در نگهداری انکوباتور آزمایشگاه نیز از نکات مهمی است که نمی‌توان از اهمیت آن غافل شد.
انواع انکوباتور آزمایشگاهی
انکوباتورها ازلحاظ اندازه در سه دسته‌بندی زیر قرار میگیرند:
- مدل ایستاده در کف
- مدل رومیزی (Benchtop)
- مدل اتاق
اما از نظر عملکرد دارای دسته‌بندی متفاوتی هستند که در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم:
انکوباتور معمولی
انکوباتورهای معمولی یکی از انواع ساده این دستگاه است که دارای دو مدل دیجیتال و آنالوگ می‌باشد و تامین‌کننده دمایی بالاتر از دمای محیط است. این نوع انکوباتور آزمایشگاهی یک محفظه عایق و ایزوله دارند که دارای یک هیتر با امکان تنظیم می‌باشد. نوع معمولی انواع انکوباتور می‌تواند تا 60 الی 35 درجه سانتی‌گراد دمای محفظه را افزایش دهد. لازم به ذکر است بعضی از انواع خاص این مدل می‌توانند افزایش دما تا 100 درجه سانتی‌گراد داشته باشند.
انکوباتور آزمایشگاهی یخچال‌درا
از پراستفاده‌ترین و خاص‌ترین انکوباتور نوع یخچالدار یا خنک کننده (Cooling) می‌باشد. این نوع قادر به تامین دمایی چند درجه کم‌تر از دمای محیط و بالاتر از دمای محیط می‌باشد. همچنین این نوع توانایی کنترل میزان رطوبت و کنترل سطح دی اکسید کربن را نیز دارا می‌باشد. انکوباتور یخچالدار جهت کشت سلول‌های پستانداران بسیار کاربردی است زیرا برای جلوگیری از تبخیر مفید بوده و میزان رطوبت نسبی را بیشتر از 80 درصد نمی‌برد. همچنین سطح دی‌اکسید کربن را نیز در حد 5 درصد نگه می‌دارد زیرا PH کشت اندکی اسیدی می‌باشد.
انکوباتور CO2
این انکورباتور آزمایشگاهی به دلیل آنکه با گاز CO2 کار می‌کند با این نام شناخته می‌شود و قادر به کنترل رطوبت و PH محیط توسط انتشار گاز CO2 می باشد. عموما این دستگاه برای حفظ شرایط رطوبت را روی 95 درصد و سطح CO2 را روی 5 درصد نگه می‌دارد.
انکوباتور شیکردار آزمایشگاه
نوع دیگری از انکوباتور آزمایشگاهی، انکوباتور شیکردار می‌باشد. این دستگاه قادر به کنترل دمای درون محفظه می‌باشد و امکان بهم خوردن محلول به صورت اوربیتالی یا دورانی را نیز فراهم می‌کند.
اجزای تشکیل دهنده انکوباتور آزمایشگاهی
همانطور که اشاره شد انکوباتورها در انواع گوناگونی موجود می‌باشند. از این رو بسته به نوع آنها ممکن است برخی از اجزای تشکیل دهنده آنها متفاوت باشد. در ادامه به معرفی اجزای اصلی این دستگاه در می‌پدازیم:
محفظه نگهدارنده جهت کشت
این محفظه، فضایی دو جداره با عایق مناسب می‌باشد و به گونه‌ای طراحی شده است که تا حد امکان از محیط بیرون جدا می‌باشد و گازها خارج از کنترل، قادر به ورود و خروج از محفظه نمی‌باشند.
جنس این محفظه از استیل ضد زنگ می‌باشد، از این رو در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی حاصل از گرما، رطوبت و ریزش احتمالی مایعات و محلول‌های آزمایشگاهی مصون می‌باشد.
سیستم کنترل دما انکوباتور آزمایشگاهی
انکوباتور آزمایشگاهی برای گرم کردن محفظه داخلی مجهز به هیتر الکتریکی می‌باشد. اکثر انکوباتورها مجهز به سیستم سیرکولاسیونی با امکان تنظیم سرعت نیز می‌باشند. به این ترتیب دمای تمام نقاط انکوباتور به صورت یکنواخت همگن خواهد شد.
دمای درون محفظه با استفاده از سیستم‌های کنترلی ساده همچون ترموستات یا مدارهای میکروکنترلی کنترل می‌شود. انکوباتورهایی که به مدارهای میکروکنترلی مجهز هستند دارای دقت بیشتری در کنترل دما نسبت به مدل‌های دارای ترموستات هستند.
سیستم کنترل رطوبت انکوباتور آزمایشگاهی
این سیستم رطوبت درون دستگاه را در حد متعادل نگه می‌دارد. انکوباتورهایی که مجهز به سیستم کنترل رطوبت هستند، رطوبت درون محفظه را با استفاده از تعدادی سنسور انجام می‌دهند. رطوبت مورد نیاز دستگاه نیز توسط مخزن کوچک حاوی آب تصفیه شده تامین می‌شود. به این ترتیب آب توسط سیستم گرمایش انکوباتور تبدیل به بخار شده و از دیریچه مخصوص وارد محفظه می‌شود.
سیستم کنترل گاز
برخی از انکوباتورهای آزمایشگاهی قادرند ترکیب گازهای درون محفظه را تنظیم نمایند. در این انکوباتور آزمایشگاهی سنسورهایی تعبیه شده است که سطح مختلف گاز را اندازه‌گیری کرده و در صورت نیاز گاز را از طریق مخازن خارج از انکوباتور تامین می‌نماید.
آیا می توان انکوباتور حرارتی را با یخچالی جایگزین کرد؟
انکوباتور یخچالی در برای رشد کپک در صنایع غذایی کاربرد دارد و محدوده دمایی آن 25 تا 30 درجه است. دمای آزمایشگاه هم اصولا 25 درجه است که براساس فصول سال امکان تعویض دارد. بنابراین برای جایگزینی باید با سیستم سردکننده دمای محیط را به میزان معینی رساند.
اجزای مهم دستگاه انکوباتور آزمایشگاهی چیست؟
برخی از اجزای اصلی این دستگاه‌ها شامل سیستم کنترل میزان رطوبت، سیستم کنترل دما، محفظه نگهداری از کشت‌های سلولی، سیستم کنترل گازهای داخل محفظه و … هستند.
