انکوباتور دستگاهی است که برای رشد و نگهداری کشت های میکروبی و سلولی استفاده می شود. وظیفه انکوباتور بهینه سازی دما، رطوبت و شرایط جوی نظیر CO2 و اکسیژن جهت رشد ارگانیسم ها می باشد. استفاده از انکوباتور برای انجام آزمایشات بیولوژی سلولی و مولکولی و میکروبیولوژی ضروری می باشد. استفاده از این دستگاه همچنین برای کشت باکتریایی و سلولهای اوکاریوت الزامی است.
در مزارع پرورش مرغ نیز از انکوباتور جهت فرآیند جوجه کشی استفاده می شود. به دلیل تامین رطوبت و دمای مناسب، استفاده از آن باعث افزایش نرخ جوجه کشی می شود.
انکوباتورهای ساده از یک جعبه ایزوله که مجهز به سیستم تنظیم دما می باشد، تشکیل شده اند. دمای انکوباتور در حالت عادی بین ۶۰ الی ۶۵ درجه سانتیگراد می باشد. بعضاٌ دما در برخی از دستگاهها ممکن است بالاتر نیز باشد ولی در هر صورت از ۱۰۰ درجه بیشتر نخواهد بود. دمای بهینه برای اکثر باکتری ها نظیر E.Coli و سلولهای پستانداران ۳۷ درجه سانتیگراد است. سایر میکروارگانسیم ها نظیر سارکارومایسس سرویزیه در دمای ۳۰ درجه سانتیگراد رشد و نمو بهتری دارند.
اکثر انکوباتورها قابلیت تامین دماهای پایین تر، کنترل رطوبت و غلظت CO2 را نیز دارند. برای کشت سلولهای پستانداران باید رطوبت بیشتر از ۸۰% و pH اسیدی باشد. بدین منظور غلظت CO2 درون انکوباتور حدود ۵% تنظیم می شود.
دلایل استفاده از انکوباتور CO2
کنترل دما و درصد رطوبت و غلظت CO2 جهت رشد و بقاء سلولها در انکوباتور حیاتی است. دمای بهینه برای رشد سلولهای جانوری ۳۷ درجه سانتیگراد است. رطوبت ۹۵% باعث ممانعت از خشک شدن محیط کشت می شود. CO2 نیز جهت کنترل pH و ظرفیت بافری محیط کشت ضروری است. استفاده از بافر CO2-بیکربنات باعث تنظیم pH محیط کشت در محدوده ۷٫۲ الی ۷٫۴ می شود.
ساختار انکوباتور CO2
انکوباتور CO2 طوری طراحی شده است که محیط داخل کاملاً از محیط بیرون ایزوله است. در این دستگاه علاوه بر درب اصلی، یک درب شیشه ای جهت ویزیت کارشناسان تعبیه می شود. هدف این است که در هنگام بازید از محتویات داخل، شرایط ایزوله داخل حفظ شود. داخل دستگاه از مواد ضد زنگ نظیر استیل ساخته می شود. فضای داخل دارای کمترین گوشه و تیزی است تا مانع از تجمع آلودگی شود. در مورد کشت های حساس، کوچکترین آلودگی می تواند هفته ها کار را مختل کند.
هوای ورودی به انکوباتور ابتدا از یک فیلتر استریل عبور می کند. داخل دستگاه با استفاده از قفسه های استیل قفسه بندی می شود و نمونه ها در ردیف های مختلف قرار می گیرند. چالش اصلی توزیع یکنواخت رطوبت و CO2 در داخل انکوباتور است.
انکوباتور یخچال دار
کار با میکروارگانیسم ها در صنایع پزشکی و صنایع غذایی بسیار زیاد و جزء لاینفک این صنایع می باشد. از طرفی، رشد و تکثیر میکروارگانیسم مستلزم محیا کردن شرایط انکوباسیون یکنواخت می باشد. استفاده از انکوباتور یخچال دار باعث ایجاد شرایط پایدار جهت رشد و تکثیر میکروارگانیسم ها می شود. با استفاده از کمپرسور می توان به آسانی دما را در محدوده ۵- تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد تنظیم کرد. علاوه براین، امکان تغییر دمای ناگهانی در این نوع انکوباتورها وجود دارد. با استفاده از تغییر ناگهانی دما در انکوباتور می توان فرآیند گندزدایی را نیز انجام داد. از طرفی، در بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی دما باید سریعاً تغییر کند که این قابلیت در انکوباتورهای یخچال دار وجود دارد. اکثر انکوباتورهای یخچال دار مجهز به تایمر جهت برنامه ریزی هفتگی هستند. علاوه براین، امکان اجرای چند فرآیند با دماهای مختلف در این نوع انکوباتور وجود دارد.
انتخاب انکوباتور آزمایشگاهی
برای انتخاب دستگاه انکوباتور، موارد بسیاری باید در نظر گرفته شود. یکی از اساسی‌ترین نکات برای انتخاب انکوباتور، نیازهای آزمایشگاهی شما می‌باشد، از جمله این که:
- فضا و ظرفیت موردنیاز
- میزان CO2 موردنیاز
- کنترل رطوبت دستگاه
- کنترل و تنظیم دمای موردنیاز
- تعداد کشت در زمان مشخص
- میزان تولید آلودگی
اولین و اساسی‌ترین نکته توجه به ظرفیت و اندازه انکوباتور است. تخمین تعداد نمونه‌هایی که در زمان مشخص در دستگاه قرار خواهد گرفت، عامل مهم برای تعیین ظرفیت داخلی دستگاه می‌باشد. دما، رطوبت و میزان CO2 موردنیاز از دیگر عوامل تعیین‌کننده انکوباتور می‌باشند. در هنگام انتخاب انکوباتور باید میزان فضای در دسترس را مدنظر قرارداد. زیرا در فضای آزمایشگاهی شما از انواع سیستم‌های دیگر آزمایشگاهی استفاده می‌کنید و چنان چه برخی از دستگاهها در نزدیکی یکدیگر قرار بگیرند، امکان ایجاد خطرات جانی و جبران‌ناپذیری وجود خواهد داشت. همچنین تعداد قفسه‌های داخل دستگاه عامل مهم دیگری در تعیین ظرفیت و سایز دستگاه می‌باشد که در فضای آزمایشگاهی کوچک می‌توان از نمونه‌هایی با ظرفیت و تعداد قفسه‌های کمتر استفاده نمود.
مصرف برق دستگاه یکی دیگر از عوامل مهم در انتخاب می‌باشد. دستگاه انکوباتور به طور نامحدودی روشن می‌باشد. در بسیاری از آزمایشگاه‌های بزرگ تعداد بسیاری از این دستگاه مورداستفاده قرار می‌گیرد که به‌صورت نامحدود کار می‌کنند. به همین سبب باید از دستگاه‌هایی با مصرف برق کمتر استفاده نمود. در بسیاری از موارد که روشن بودن دستگاهها بسیار مهم و حیاتی است از منبع تغذیه پشتیبان استفاده می‌شود تا در صورت قطع برق منبع جایگزین شود.
از دیگر عواملی که می‌تواند در انتخاب شما تأثیرگذار باشند می توان به نمایشگرهای لمسی یکپارچه، آلارم‌های قابل برنامه‌ریزی، ذخیره‌سازی داده‌ها و قفسه‌های قابل جابه‌جایی، اشاره کرد که بر سهولت و راحت‌تر کردن استفاده از انکوباتورهای آزمایشگاهی تمرکز دارند.