انکوباتور آزمایشگاهی از تجهیزات و ابزارهای آزمایشگاهی است که به منظور کشت و رشد نمونه‌های زنده سلول مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه برای رشد ارگانیسم‌های زنده، شرایط مناسبی از لحاظ رطوبت، میزان دی اکسید کربن و اکسیژن فراهم می‌کند. این دستگاه با یکنواختی و همدمایی محفظه داخلی، از خراب شدن نمونه‌ها جلوگیری می‌کند. این ابزار دارای انواع و اندازه‌های مختلفی هستند که کاربردهای گوناکونی در آزمایشگاه‌ها دارند.
در ادامه این مطلب از وب سایت سکوبندی آزمایشگاه بایرمن با انواع انکوباتور آزمایشگاهی و کاربردهای آن آشنا خواهید شد.
انکوباتور آزمایشگاهی چیست؟
دستگاه انکوباتور آزمایشگاهی با کنترل دما، فشار، رطوبت و … شرایط را برای رشد و نگهداری سلول‌های زنده و میکروارگانیسم‌ها فراهم می‌کند. بسیاری از انکوباتورها بوسیله یک تایمر قابل تنظبم، قادرند در سطح رطوبت و دماهای مختلف، چرخه ایجاد کنند. از نمونه دستگاه انکوباتور میکروبیولوژیکی در ذخیره‌سازی و رشد باکتری‌ها نیز بکار می‌رود. انکوباتور به عنوان یک باکس عایق، می‌تواند با رطوبت، دما و محتوای گازی مطلوب، جو موجود در محفظه را ثابت نگه دارد. این دستگاه در آزمایشگاه‌های تست لوازم صنعتی، مصارف عمومی، تشخیص طبی و کنترل کیفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. دمای آن معمولا 37 درجه و حداکثر 70 تا 100 درجه است. این دستگاه اولین بار توسط یک پزشک فیلیپینی در اسپانیا اختراح شد. سپس پزشکی فرانسوی اقدام به گسترش این دستگاه در کشور خود نمود. سال‌ها بعد نیز انگلیسی‌ها با توجه به شباهت این دستگاه با رحم زنان، آن را incubator نامیدند.
کاربرد انکوباتور
انکوباتور آزمایشگاهی در زمینه‌های مختلفی مانند موارد زیر کاربرد دارد:
- در زیست‌شناسی سلولی، میکروبیولوژی، زیست‌شناسی مولکولی جهت کشت باکتری و کشت سلول‌های یوکاریوتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- کاربرد دیگر این دستگاه در طیف وسیعی از برنامه‌های پژوهشی همچون تحقیقات بیوشیمیایی، تحقیقات خون شناسی، مطالعات ژينتیکی، تولید دارو و مواد غذایی می‌باشد.
- استفاده در صنایع طیور
- این دستگاه برای رشد نوزادان نارس در موارد پزشکی نیز کاربرد دارد.
بیشترین کاربرد این دستگاه در آزمایشگاه‌های میکروبی است. این دستگاه بازدهی بالایی در کنار هود میکروبی داشته و در چنین مراکز تحقیقاتی بکار می‌روند. نحوه انتخاب انکوباتور به ظرفیت و اندازه این دستگاه بستگی دارد. اما درصورتی که این دستگاه به منظور کاربرد خاصی تهیه شود، باید امکانات جانبی آن مورد بررسی قرار گیرد.
انواع انکوباتور آزمایشگاهی
انکوباتورها از نظر اندازه در سه دسته‌بندی زیر جای می‌گیرند:
- مدل ایستاده در کف
- مدل اتاق
- مدل رومیزی (Benchtop)
آنها از نظر عملکرد دسته‌بندی‌های مختلفی دارند که در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم:
انکوباتور معمولی
ساده‌ترین نوع انکوباتور، انکوباتور معمولی است که در دو مدل دیجیتال و آنالوگ مورد استفاه قرار می‌گیرد. این مدل قادر به تامین دمایی بالاتر از دمای محیط است. انکوباتور معمولی از یک محفظه ایزوله و عایق مجهز به هیتر با قابلیت تنظیم تشکیل شده است. این نوع دستگاه می‌تواند دمای محفظه را تا 35 الی 60 درجه افزایش دهد. برخی از این نوع دستگاه‌ها قادرند تا 100 درجه افزایش دما داشته باشند.
یخچال‌درا
این نوع دستگاه که پراستفاده‌ترین انکوباتور معرفی می‌شود دارای سیستم سرمایشی و گرمایشی است. همچنین می‌توان با استفاده از این دستگاه دما را از 0 درجه تا 65 درجه کنترل نمود. از این رو برای کشت باکتری‌ها در دماهایی پایین‌تر از دمای محیط کاربرد دارد. همچنین این دستگاه می‌تواند میزان رطوبت و سطح دی اکسید کربن را نیز کنترل کند. از این دستگاه در کشت سلول‌های پستانداران استفاده می‌شود. انکوباتور یخچالدار رطوبت نسبی را تا 80 درصد و سطح کربن دی اکسید را نیز تا 5 درصد نگه می‌دارد. این نوع در دو مدل محفظه استیل و محفظه آلومنیوم تولید و عرضه شده‌اند.
انکوباتور CO2
این نوع انکوباتور با گاز co2 کار می‌کند در موارد بیولوژیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. انکوباتور co2 قابلیت کنترل رطوبت و ph محیط را با انتشار co2 را داراست. این دستگاه به منظور حفظ شرایط، رطوبت را روی 95 درصد و سطح co2 را روی 5 درصد نگه می‌دارد. میزان co2 در این نوع با رطوبت رابطه عکس دارد.
شیکردار آزمایشگاه
این نوع انکوباتور قادر به کنترل دمای محفظه و بهم خوردن محلول به صورت دایره‌ای یا اوربیتالی است. انکوباتور شیکردار در انواع ایستاده روی زمین و دیواری موجود هستند. همچنین در دماهای پایین‌تر از دمای محیط قابلیت خنک‌کنندگی دارند.
انکوباتور ژرمیناتور یا مرطوب
این نوع انکوباتور قابلیت کنترل رطوبت محفظه داخلی و کنترل دما را دارند. رطوبت در آنها بوسیله ظرف مسی حاوی آب تامین می‌شود. بدین صورت که بخار تولید شده توسط سیستم گرمایش، از دریچه کنترلی به محفظه دستگاه وارد می‌شود. ژرمیناتورها نسبت به انکوباتورها گران قیمت‌تر و حرفه‌ای‌تر هستند و به آنها انکوباتور رطوبت می‌گویند.
اجزای تشکیل دهنده انکوباتور آزمایشگاهی
انکوباتورها بسته به نوع کاربردشان دارای اجزایی هستند که در زیر به اجزای اصلی این دستگاه پرداخته‌ایم:
محفظه نگهدارنده جهت کشت
این محفظه دارای فضایی دوجداره با عایق مناسب است. این محفظه به گونه‌ای طراحی شده است که از محیط بیرون جدا بوده و گازهای خارج از کنترل، امکان ورود و خروج از محفظه را نداشته باشند. جنس این محفظه از استیل ضد زنگ است و در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی ناشی از گرما، رطوبت و .. مقاوم است.
سیستم کنترل دما
انکوباتور آزمایشگاهی به منظور گرم کردن محفظه داخلی مجهز به هیتر الکتریکی است. اغلب آنها به سیستم سیرکولاسیونی با امکان تنظیم سرعت مجهز هستند. از این رو دمای تمامی نقاط آن به طور یکنواخت همگن می‌شود. دمای درون محفظه نیر توسط مدارهای میکروکنترلی و ترموستات تنظیم می‌گردد. انکوباتورهای مجهز به سیستم میکروکنترلی نسبت به مدل‌های دارای ترموستات، دقت بالاتری در کنترل دما دارند.
سیستم کنترل رطوبت
این سیستم وظیفه‌ی متعادل نگه‌داشتن رطوبت درون دستگاه را برعهده دارد. انکوباتورهایی که مجهز به سیستم کنترل رطوبت هستند، رطوبت درون محفظه را با استفاده از تعدادی سنسور انجام می‌دهند. مخزن کوچک دارای آب تصفیه شده در این دستگاه تامین‌کننده رطوبت دستگاه است. سپس آب بخار شده توسط سیستم گرمایش از دریچه مخصوص به محفظه وارد می‌شود.
سیستم کنترل گاز
برخی از انکوباتورهای آزمایشگاهی قادر به تنظیم ترکیب گازهای درون محفظه هستند. سنسورهای تعبیه شده در این انکوباتور آزمایشگاهی، با اندازه‌گیری سطح مختلف گاز، درصورت نیاز از طریق مخازن بیرون از انکوباتو، گاز را تامین می‌کنند.
نکات مهم در استفاده از انکوباتور:
در زمان استفاده از انکوباتور آزمایشگاهی توجه به نکات زیر بسیار مهم است:
- به منظور محافظت از این دستگاه و جلوگیری از آلودگی آن، باید دیواره و قفسه‌های دستگاه همیشه خشک باشد.
- این دستگاه نباید در قسمت‌هایی که جربان هوایی نیست و در مجاورت درب اصلی قرار گیرد.
- تعویض ظرف آب موجودر در دستگاه هنگام کشت سلولی بسیار مهم است.
- از قرار دادن موادی همچون الکل، پروپان و سایر مواد اشتعالی درنزدیکی آن خودداری کنید.
آیا می‌توان انکوباتور حرارتی را جایگزین انکوباتور یخچالی کرد؟
انکوباتور یخچالدار در صنایع غذایی برای رشد کپک مورد استفاده قرار می‌گیرند و دارای محدوده دمایی 25 تا 30 درحه هستند. دمای آزمایشگاه‌ها نیز معمولا 25 درحه بوده که می‌توان آن را بر اساس فصول مختلف سال عوض کرد. از این رو برای تعویض و جایگزین نمودن آن می‌باییست دمای محیط را با سیستم سردکننده به میزان مشخص شده رساند.
