انکوباتور چیست و کاربرد آن کجاست ؟

انکوباتور دستگاهی است دارای یک محفظه که دمای داخلی آن با دقت بالا قابل تنظیم است . انکوباتور ها با توجه به درخواست به دو گونه ساخته میوند

• انکوباتور های ساده که رنج دمایی آنها از دمای محیط تا حدود ۶۵+ درجه سانتیگراد میباشد.

• انکوباتور های یخچالدار که رنج دمایی انهای از ۱۵- تا ۶۵+ درجه ساتیگراد میباشد.

انکوباتورهای آزمایشگاهی دستگاه هایی هستند که دما، رطوبت و دیگر شرایط محیطی را برای نگهداری و کشت نمونه های آزمایشگاهی کنترل می کنند. این انکوباتورها محفظه‌های بسته و ایزوله‌ای هستند که تا حد امکان از لحاظ دما و ورود و خروج گازها از بیرون آن جدا شده اند، انکوباتورها هیتر قابل تنظیمی دارندکه می‌توانند از طریق المنت هایی دمای آن را به ۶۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد نیزبالا ببرند. با استفاده از سنسورهایی دمایی، دمای داخل انکوباتور سنجیده شده و سیستم کنترل دمای موجود در آن از طریق ترموکوپل‌های معمولی یا سیستم های مبتنی بر میکرو کنترلرها و

• انـکـوبـاتـورهـای آزمـایـشـگـاهـی انـواع مـخـتـلفی دارند، که در ادامه اشاره ای به آن ها شده است:

• ۱-انکوباتورهای استاندارد

  انـکـوباتورهایی که دمای داخلی آن ها از دمای محیط شروع شده و قابلیت گرم کردن تا ۸۰ درجه بالاتر از دمای محیط را دارند.

  ۲-انکوباتورهای خنک کننده

  انکوباتورهایی که برای تامین دمایی پایین تر از دمای محیط به کار می روند.

  ۳-انکوباتورهای مرطوبانـکـوباتورهایی که علاوه بر کنترل دما قابلیت کنترل رطوبت محفظه داخلی را نیز دارند. رطوبت مـورد نـیـاز تـوسـط مـخـزن آب و سـیـسـتم گرمایش انـکـوبـاتور تامین می شود. کنترل دقیق رطوبت با واحـدهـایی انجام می شوند که به جای استفاده از گـرمـایـش مستقیم، توسط سیستم خنک کننده ای رطوبت اضافی را کاهش می دهند.

  ۴-انکوباتورهای دی اکسید کربن

  کـاربـرد ایـن انـکـوبـاتـورهـا در مـوارد بـیولوژیک اسـت و عـلاوه بـر کـنـتـرل دمـا بـرای تـامـین درصد خاصی از دی اکسید کربن (مثلا ۵)% داخل محفظه انـکـوبـاتـور بـه کـار گـرفـتـه مـی شـونـد. گـاز ۲CO از سـیـلـنــدر گــازی کــه حــاوی ایــن گـاز اسـت تـامـیـن مـیشـود. غـلـطـت ۲CO یـا با سنسورهای رسانای گــرمــایــی(TCD) یـا بـا سـنـسـور هـای مـادون قـرمـز (infra-red) مـانـیـتـور مـی شود. سنسورهای مادون قـرمـز از سـنـسـورهای TCD گرانقیمت تر هستند. برخی کاربران به رطوبت بسیار بالا درون محفظه نیاز دارند، که آن را با استفاده از حمام های آبی و تبخیر مداوم آب فراهم می سازند

  در برخی از این انکوباتورها امکانات اضافی نیز گذاشته شده است. به عنوان نمونه : فیلترهایی به نام فیلتر HEPA هوا یا فیلتر HEPA ورودی گاز، سطح داخـلـی پـوشـیـده شـده از مـس جـهت کاهش رشد باگ، کنترل گازهای دیگر مانند نیتروژن و اکسیژن، در داخلی شیشه ای، امکان استریلیزاسیون مثلا با لامـپ فـرابـنـفـش(ultra-violet)، اسـتـریـلـیـزاسـیون هوای مرطوب ۹۰ درجه یا استریلیزاسیون با دمای بالای ۱۸۰درجه، تعویض خودکار شیشه ۲CO و …

  بهترین انواع انکوباتورهای ۲CO آن ها هستند کــه مـحـفـظــه داخـلــی انـکـوبـاتـور بـه قـسـمـت هـای کوچک تر با درب های مجزا تقسیم شده اند که در صـورت وجـود آلـودگـی در یـک قـسـمـت بـه سـایر قسمت ها انتقال داده نمی شود. همچنین بهتر است ایـــن نـــوع دســتــگــاه مـجـهــز بــه سـیـسـتــم خــودکــار استریلیزاسیون باشد. ضمنا دو ورودی گاز ۲CO از دو سیلندر داشته باشد تا در هنگام تمام شدن یک سـیـلندر از دیگری استفاده شود. سنسور ۲CO در انـکـوبـاتـورهـای کـشـت سـلـولـی بـا مـیـزان رطوبت رابـطــه عـکــس دارد، پــایـیـن آمـدن رطـوبـت بـاعـث بالارفتن میزان گاز ۲CO در دستگاه می شود. باید ایـن سنسور مرتبا با الکل ۷۰ درصد یا ایزوپروپیل الکل تمیز شود.

  ۵-انکوباتورهای ارتعاشی علاوه بر کنترل دمای محفظه، قابلیت تکان دادن فلاسک ها به صورت اوربیتالی یا دایره ای را دارد. ایـن انـکـوباتورها در انواع دیواری یا ایستاده روی زمین موجود هستند و اکثرا قابلیت خنککنندگی در دمایی پایین تر از دمای محیط را دارند.

  ۶-انکوباتورهای Hybridization

  انـکـوبـاتـورهـایـی کـه مـجـهز به میله های گردان هـسـتند تا شیشه های هیبریدیزاسیون با سایزهای مختلف را نگه داشته و آن ها را با سرعت تعیین شده بچرخاند تا هیبریدیزاسیون محتویات آن ها فعال شــــود. انـــواع مــخــتــلـــف ایـــن دســتــگـــاه هـــا دارای شیکرهای متحرک و طبقات متعدد هستند.

  ۷–انکوباتورهای واکسیایـن انـکـوبـاتـورها در علم بافت شناسی کاربرد دارد و ماکزیمم دمای تولید شده در داخل آن ها ۱۰۰ درجـــه ســـانــتـیـگــراد اســت. مـحـفـظــه داخـلــی ایــن دستگاه ها پوششی از استیل ضد زنگ دارد و اکثرا دارای محفظه ای دو جداره هستند.

  ۸-انکوباتورهای استریل کننده امـکـــان اســتــفـــاده بـــه عــنـــوان انــکــوبــاتــورهــای اسـتـانـدارد را دارنـد یـا مـی توان در دمای بالا برای استریل کردن ابزارها و وسایل از آن ها استفاده کرد.

  مراحل ساخت انکوباتورها

  سه گروه اصلی از مواد مورد نیاز برای ساخت یک انکوباتور عبارتند از: ورق فلزی از استیل ضد زنگ با ضخامتی در حدود ۰۵/۰ تا ۱ سانتیمتر. از این جـهــت اسـتـیــل ضــد زنــگ پـیـشـنـهـاد داده شـده کـه احـتـمـال خوردگی و زنگ زدگی در مجاورت دو عامل موثر گرما و رطوبت، در این ماده بسیار پایین اسـت. دومـیـن گروه از مواد مورد نیاز عبارتند از : اقلامی چون پیچ، مهره، عایق بندی، فن ها و موارد گـونـاگـونـی کـه بـرای مـونـتـاژ انـکـوباتورنیاز است. سومین گروه از مواد لازم، پکیج های الکترونیک اسـت، کـه پـیچیدگی آن ها بستگی به نوع کارکرد مورد انتظار دارد. برخی پکیج ها ممکن است تنها یک سوییچ روشن و خاموش ساده با کنترل دمای آنالوگ باشد و در برخی دیگر ممکن است مجهز به جدیدترین تکنولوژی میکرو پروسسوری باشند تا بتوان آن ها را برنامه ریزی کرد.

  انـکـوبـاتـورهـا نـیز همانند یخچال ها، بر حسب حجم محفظه طبق بندی می شوند. که حجم آن ها ممکن است از ۵/۱تا ۳ سانتی متر مکعب شروع شود یا به بزرگی ۵/۵ تا ۱۰ مترمکعب باشد. از ورقههای فلزی برای ساخت دو باکس استفاده می شود. یک محفظه داخلی و یک محفظه دیگری که آن را در بر مـــیگـیــرد. در صــورتــی کــه مـحـفـظــه بــه صــورت الـکـتـریـکـی گـرم مـی شـود آن را ایـزولـه کـرده و در صورتی که با گرمای آب گرم می شود، دور چمبر را آبـدان مـنـاسـبـی مـی پـوشـانـنـد. بـرای جـلـوگیری از آلـودگـی و اجـتـنـاب از رشـد قـارچ یـا باکتری، باید مـحـفـظـه را کـامـلا سـربـسـتـه و مـحـکم کرد تا حتی نسبت به هوا هم غیر قابل نفوذ باشند. برای اینکه دانـشـمـنـدان بـدون تـمـاس با مواد کشت داده شده بتوانند آن ها را مشاهده کنند، شیشه ای در جلوی آن قرار داده می شود. دور شیشه نیز دربی استیل و کاملا ایزوله قرار میگیرد.

  بـرای گرم کردن محفظه داخل انکوباتور از دو منبع می توان استفاده کرد، هیترهای الکتریکی که از فن برای انتشار گرما استفاده می کنند یا از آبدان داغ. اکثرا در انکوباتورها محفظه داخلی مجهز به هیتر الکتریکی است که روی دیواره داخلی نصب شـده و بـا صـفـحـه مـشـبـک مـحافظی پوشانده شده است. دقیقا زیر هیتر دیواری، فنی نصب شده است که موتور آن به سمت دیواره و پره های آن به سمت داخـل چـمـبر است. اما در برخی مدل های دیگر، بـــرای گـــرم کــردن مـحـفـظــه، فــاصـلــه بـیــن دیــواره دوجداره را انباشته از آب داغ می کنند. هیترهای خشک دیواری مزایای زیادی نسبت به آبدان داغ دارنـد. اول ایـنـکـه دمای داخل چمبر را به سرعت مــیتــوان تـغـیـیــر داد. ضـمـنـا واحـدهـای گـرمـایـش الـکـتـریـکـی بـه صـورت گـرمایی گند زدایی نیز می شـوند. چرا که این هیترهای دیواری نه تنها درون مـحـفـظـه را بـا سـرعـت بالا گرم می کنند، بلکه می تـوانـنـد دمـای آن را نـیـز بـسیار بالاتر برند. از دیگر معایب آبدان ها نشتی بسیار بالاتر آن ها نسبت به هیتر های الکتریکی است.

  رطوبت مورد نیاز در انکوباتور توسط یک جام مـسی کوچک که حاوی مقداری آب تصفیه شده است، تامین می شود. بخار تولید شده توسط یک دریـچـه کـنـتـرلـی وارد مـحـفـظـه می شود. همچنین مـمـکـن اسـت انـکـوبـاتور نیاز به نور داخلی داشته بــــاشــــد. بــــدیــــن مــنــظــــور مـــی تـــوان لامـــپ هـــای فـلـورسـانـسی یا UV درون محفظه نصب کرد. در انـکــوبــاتــورهــای پـیـشــرفـتــه تـر، بـرای تـنـظـیـم دمـا، رطـوبـت، نـور، تهویه، و دیگر امکانات انکوباتور، صـفـحـه کـنـتـرلـی بـر روی دیـواره خارجی دستگاه تعبیه شده است. اما در انکوباتورهای ساده به جای ایـن صـفـحـه تـنها یک کلید روشن و خاموش قرار دارد. درون محفظه یک ترموستات یا ترموکوپل نیز قرار می دهند تا بدون مشکل دما از خارج انکوباتور قابل رویت و تنظیم باشد.

  نکاتی برای کار با انکوباتور

  هـنـگام کار با انکوباتورها باید نکاتی را مد نظر قـرار داد. سـطحی که انکوباتور قرار داده می شود بـایـد صـاف و تـراز بـاشـد و تا حد امکان نزدیک به هودهای کشت سلولی یا هودهای میکروبی قرار گیرند. دمای مناسب برای محیطی که انکوباتور در آن قـرار دارد حدود ۳۰ درجه سانتیگراد است، از قرار دادن انکوباتور در جای مرطوب و خیلی گرم پرهیز شود چراکه این شرایط برای رشد باکتری ها بسیار مناسب است. باید از قرار دادن انکوباتور در نـــزدیـــک درهـــای اصــلــی یــا جــریــانــات هــوائــی و هواکشها خود داری شود. از گذاشتن مواد فرار یا قـــابـــل اشــتــعــال (اتــر،بـنــزیــن، الـکــل ، پــروپــان) در انـکـوبـاتور پرهیز شود. کشت سلول یا پلیت های باکتری ها با فاصله از یکدیگر قرار گیرند تا جریان هـوا بـه خـوبی صورت گیرد، درصورت کم بودن فاصله ظروف، تعدیل دما و گاز ۲CO در بین آن ها به خـوبـی صـورت نـمی گیرد. برای پر کردن محفظه آب باید از آب تقطیر شده یا خالص استفاده کرد. بـهـتــر اســت بــرای جـلـوگـیـری از رشـد قـارچ هـا و کـپــکهــا در آب داخــل انـکــوبــاتـور، مـقـدار کـمـی سولفات مس یا ساولون ریخته شود. تعویض به موقع ظرف آب داخل دستگاه، در انکوباتور های کـشـت سـلـولـی بـسـیـار ضـروری است. برای تمیز کـردن انـکـوبـاتـور بـهـتـریـن مـاده الـکـل ۷۰ % اسـت. هـنـگـام تـمـیـز کـردن از ریـخـتـن آب، یـا اسـتـفاده از محلول سدیم کلراید یا محلول های هالوژن دار که بـاعـث خـوردگـی رنـگ مـی شـوند یا محلول های قـلـیـائـی یـا اسـیـدی قـوی خـودداری کـنـیـد. هـنـگـام استفاده از الکل برای تمیز کردن داخل انکوباتور به ویژه اگر انکوباتور با درجه حرارت های بالا تمیز شود باید دقت بالایی داشت چراکه در این شرایط الکل تبخیر شده و تمام فضای داخل انکوباتور را فــرا مــیگـیــرد و امـکـان خـطـر انـفـجـار وجـود دارد بـنـابـرایـن بـاید تمام الکل باقی مانده به خوبی پاک شود. برای برداشتن فلاسک های کشت سلول و پلیت باکتری ها حتما از دستکشهای لاتکس ضد عـفـــونـــی شـــده اسـتـفــاده شــود. در صــورت دیــدن آلـودگـی در فـلاسـک هـای کـشـت بـلافـاصله تمام کـشـتهـا را خـارج کـرده و داخـل انـکـوبـاتـور ا بـه خوبی با الکل ۷۰ % ضد عفونی کرد، می توان برای اسـتریل کردن قفسهها آن ها را در داخل فورقرار داد. قـفـسـه هـا و دیـواره های دستگاه همواره باید خـشـک بـاشـد و از بـاز مـانـدن درب دسـتـگـاه برای مـدت طـولانـی پرهیز شود چراکه در این صورت رطـوبـت مـوجود در انکوباتور به صورت قطرات آب در آمده و محیط مناسبی برای رشد باکتری ها، قارچ ها و مخمرها ایجاد می شود.

کنترل کیفیت

• حرارت انکوباتور با دماسنج کالیبره اندازه گیری و به طور روزانه و در نوبت بر روی منحنی حرارت ثبت گردد.

• در انکوباتورهای CO2 دار یک کشت از نایسریا گونوره و یا دیگر عوامل کاپنوفیلیک را در انکوباتور قرار داده ، هر روز آن را پاساژ داده و رشد آن بررسی و ثبت گردد.

ایمنی کار با انکوباتور

• سیستم برق رسانی مطابق توان و ولتاژ مصرفی باشد تا احتمال وقوع هرگونه حادثه مخاطه آمیز کاهش یابد.

• در موقع تنظیم فشار و دما به نکات مندرج در دفترچه راهنما و زمان مربوطه توجه گردد .

• در هنگام کار و یا اتمام کار با دستگاه ، رعایت نکات ایمنی از جمله استفاده از دستکش ، خروج تدریجی بخار و در صورت لزوم استفاده از محافظ صورت ضروری می باشد .

• به منظور رعایت موارد ایمنی ، کپسول های CO2 باید به صورت ایستاده قرار گرفته و به دیوار با زنجبر سنگین ، محکم بسته شوند . زمانی که از سیلندرها استفاده نمی گردد ، سوپاپ ها و درپوش ها باید محکم بسته شوند ، سیلندرها خالی موجود بر روی حمل و نقل کننده آنها ، باید محکم با زنجیر بسته شده باشند . هرگز سیلندرهای گاز را در دمای بالاتر از ۵۲°C (125°F ) نگه داری ننمائید . سیلندرها در وضعیت افقی قرار نگیرند .

تفاوت آون آزمایشگاهی با انکوباتور :

این سوال برای اکثریت بوجود میاید که تناوت آون با انکوباتور چیست. آونها با رنج دمایی حدود ۲۵۰+ درجه معمولا جهت خشک کردن , گرم کردن استفاده میشود و این نیاز به دقت بالا و ثبات دمایی خیلی مطرح نمیباشد. اما در انکوباتور ها ثبات دمایی مهمترین نکته آزمایش میباشد. رنج دمای انکوباتورها معمولا حدود ۶۵+ ساتیگراد میباشد که در انکوباتورهای یخچالدار این رنج به عدد منفی هم ادامه پیدا میکند. در نظر داشته باشید که جهت بالا رفت ثبات دمایی در انکوباتور ها سرعت تغییر دما کاهش میابد.