انکوباتور آزمایشگاهی چیست و چه کاربردی دارد؟

در این مقاله قصد داریم تا شما را با انکوباتور آزمایشگاهی آشنا کرده و کاربردهای آن را در آزمایش‌های میکروبیولوژی، زیست‌شناسی سلولی و غیره بیان کنیم. در ادامه با ما همراه باشید.

انکوباتور آزمایشگاهی چیست؟

انکوباتور آزمایشگاهی تجهیزی است که به منظور رشد و نگهداری از کشت‌های میکروبی و کشت‌های سلولی به کار گرفته می‌شود. انکوباتور آزمایشگاهی دما، رطوبت و دیگر شرایط مانند میزان منواکسیدکربن (CO)، دی‌اکسیدکربن (CO₂) و اکسیژن (O₂) را برای رشد ارگانیسم‌های زنده، در حالت بهینه نگه‌می‌دارد.

انکوباتورهای آزمایشگاهی برای بسیاری از کارهای تحقیقاتی که در زمینه‌های زیست‌شناسی سلولی^[۱]،میکروبیولوژی و زیست‌شناسی مولکولی^[۲] صورت می‌گیرند، تجهیزی ضروری محسوب شده و برای کشت باکتری و همین‌طور کشت سلول‌های یوکاریوتی استفاده می‌شود.

ساده‌ترین نوع انکوباتور آزمایشگاهی شامل یک محفظه‌ی ایزوله و عایق است که به یک هیتر با قابلیت تنظیم تجهیز شده است. انکوباتورهای آزمایشگاهی معمولا می‌توانند دمای داخل محفظه را تا ۶۰ الی ۶۵ درجه‌ی سانتیگراد بالا ببرند. البته بعضی از انکوباتورها توانایی آن را دارند که دمای داخل محفظه را تا نزدیک ۱۰۰ درجه‌ی سانتیگراد نیز برسانند (مانند انکوباتورهای PIT 053RS ،PIT 053R و PIT053).

معمول‌ترین دما برای کشت باکتری‌ها مانند E.coli و همینطور برای کشت سلول پستانداران، دمای ۳۷ درجه‌ی سانتیگراد است زیرا این ارگانیسم‌ها در چنین شرایطی رشد می‌کنند. برای دیگر ارگانیسم‌های مورد استفاده در آزمایشات بیولوژیکی، مانند جوانه‌زدن مخمر ساکارومایسس سرویزیه^[۳]، بهترین دمای رشد ۳۰ درجه‌ی سانتیگراد است.

انواع دیگر انکوباتورهای آزمایشگاهی، توانایی کاهش دما (انکوباتور آزمایشگاهی یخچالدار)، توانایی کنترل میزان رطوبت و کنترل سطح دی اکسید کربن (CO₂) را نیز دارند. این موضوع مخصوصا برای کشت سلول‌های پستانداران ضروری است، زیرا به منظور جلوگیری از تبخیر لازم است که میزان رطوبت نسبی بیشتر از ۸۰ درصد باشد. همچنین به منظور آنکه pH کشت اندکی اسیدی باشد، نیاز است تا میزان سطح دی‌اکسیدکربن نیز در حدود ۵ درصد باشد.

اجزای انکوباتور آزمایشگاهی

انکوباتورهای مختلف بسته به نوع کاربردی که دارند، ممکن است برخی از اجزای زیر را نداشته باشند و یا از اجزای بیشتری نسبت به لیست زیر تشکیل شده باشند. در این قسمت سعی داریم تا اجزای اصلی یک انکوباتور آزمایشگاهی را معرفی کرده و به طور خلاصه وظیفه‌ی آن را شرح دهیم.

• محفظه نگهداری از کشت‌ها: این محفظه یک محیط بسته‌ی دوجداره است که عایق‌بندی مناسبی دارد و به گونه‌ای ساخته شده است تا حدالامکان به لحاظ دما و رطوبت از محیط بیرون جدا باشد و امکان ورود و خروج گازها از آن به صورت کنترل نشده، وجود نداشته باشد.
این محفظه معمولا از جنس استیل ضدزنگ ساخته می‌شود تا در برابر خوردگی و زنگ‎زدگی بر اثر گرما و رطوبت و همچنین ریزش احتمالی مایعات مورد آزمایش، مصون باشد.

• سیستم کنترل دما: در انکوباتورها به منظور گرم‌کردن محفظه‌ی داخل انکوباتور، از هیترهای الکتریکی استفاده می‌شود. در اکثر انکوباتورها سیستم سیرکولاسیونی با قابلیت تنظیم سرعت نیز تعبیه شده است تا از همگن شدن دما در تمام نقاط انکوباتور اطمینان حاصل شود.
کنترل دمای داخل انکوباتور یا توسط سیستم‌های کنترلی ساده مانند ترموستات و یا توسط مدارهای میکروکنترلی صورت می‌گیرد. انکوباتورهای مجهز به مدارهای میکروکنترلی نسبت به مدل‌های دارای ترموستات از دقت بیشتری در کنترل دما بهره می‌برند.

• سیستم کنترل رطوبت: این سیستم، رطوبت موجود در داخل انکوباتور را در سطح تنظیم شده نگه‌می‌دارد. انکوباتورهای دارای سیستم کنترل رطوبت، از یک سری سنسور جهت نمونه‌برداری از رطوبت داخل محفظه استفاده می‌کنند. رطوبت مورد نیاز نیز توسط یک مخزن کوچک که حاوی آب تصفیه شده است، تامین می‌شود. بدین صورت که سیستم گرمایش انکوباتور آب را به بخار تبدیل کرده و از دریچه‌ی مخصوصی وارد محفظه‌ی انکوباتور می‌شود.

• سیستم کنترل گازها: بعضی از انکوباتورها، توانایی تنظیم ترکیب گازهای داخل محفظه انکوباتور را دارند. در این انکوباتورها سنسورهایی تعبیه شده است که میزان سطح گازهای مختلف را اندازه‌گیری کرده و در صورت نیاز گاز مورد نظر را از طریق مخازنی که در خارج از انکوباتور قرار دارد، تامین می‌کنند.

انکوباتورهای آزمایشگاهی مدرن

انکوباتورها دارای کاربردهای وسیع و مختلفی در آزمایشگاه‌ها هستند. یک انکوباتور آزمایشگاهی به طور کلی، دمای ثابت و بهینه‌ای را به منظور رشد سلول‌ها ایجاد می‌نمایند گرچه برخی از انکوباتورها دارای امکانات اضافی و ویژه‌ای نیز هستند.

برای مثال، امروز بسیاری از انکوباتورهای آزمایشگاهی، توانایی کنترل میزان رطوبت را نیز دارند. انکوباتورهای شیکردار با ایجاد تکانه‌های حرکتی، باعث مخلوط شدن کشت‌ها می‌شوند. انکوباتورهای CO₂ با تنظیم سطح میزان کربن‌دی‌اکسید، محیط مناسبی را برای رشد انواع کشت‌ها ایجاد می‌کنند. همچنین حتی بعضی از انکوباتورهای آزمایشگاهی، به سیستم سیرکولاسیون مجهز شده‌اند تا از همگن بودن دمای نقاط مختلف داخل محفظه اطمینان حاصل شود.

انواع انکوباتور آزمایشگاهی

• انکوباتور آزمایشگاهی کلاسیک: این انکوباتورها معمولا توانایی گرم‌کردن دمای محفظه تا ۱۰۰ درجه‌ی سانتیگراد را دارند. ازجمله‌ی این انکوباتورها می‌توان به انکوباتور کلاسیک PIT053 شرکت پل ایده‌آل تجهیز اشاره کرد.

• انکوباتور یخچالدار: یک انکوباتور یخچالدار، علاوه‌بر سیستم گرمایشی، به سیستم سرمایشی نیز مجهز است. ازجمله کاربردهای انکوباتور آزمایشگاهی یخچالدار، می‌توان به کشت باکتری‌های خاص در دمای پایین اشاره کرد. انکوباتور یخچالدار PIT053R یک نمونه از این نوع انکوباتورها است که توانایی تنظیم دما در محدوده‌ی دمایی از ۵- الی ۱۰۰ درجه‌ی سانتیگراد را دارد.

دامنه‌ی دمایی انکوباتورهای معمولی و رایج آزمایشگاهی، اغلب از دمای محیط الی ۱۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است. از آنجایی که جهت آماده‌سازی محیط رشد اکثر میکروب‌ها، دمایی حدود  ۳۷ درجه سانتی‌گراد لازم است، چنانچه یک انکوباتور معمولی در محیطی قرار گیرد که دمای آن اغلب بالای ۴۰ درجه سانتی‌گراد است ( به طور مثال شهرها و مناطقی با آب و هوای بسیار گرم)، آماده سازی شرایط رشد (۳۷ درجه سانتی گراد) دشوار خواهد بود.

به همین دلیل توصیه می‌شود در چنین شرایطی استفاده از یک انکوباتور آزمایشگاهی یخچالدار را در نظر بگیرید. به این ترتیب آماده سازی شرایط مطلوب جهت رشد میکروارگانیسم‌ها آسانتر خواهد بود.

• انکوباتور CO₂: این نوع از انکوباتورها علاوه‌بر کنترل دما، قابلیت تنظیم میزان گاز دی‌اکسیدکربن را نیز دارند. گاز CO₂ مورد نیاز، معمولا از سیلندر گازی که در خارج از دستگاه قرار گرفته است، تامین می‌شود.

• انکوباتور شیکردار: انکوباتور شیکردار توانایی تکان‌دادن فلاسک‌های کشت به صورت اوربیتالی و یا خطی را دارد. این نوع از انکوباتورها، ضمن تامین محیط مناسب برای کشت امکان ترکیب و هم‌زدن گستره‌ی وسیعی از سیالات را فراهم می‌کنند. انکوباتور شیکردار PIT053RS شرکت پل ایده‌آل تجهیز جزو این دست از انکوباتورهای محسوب می‌شود که علاوه‌بر تعادل مناسب در هنگام کار از سیستم دورانی بی‌صدای شیکر نیز بهره می‌برد.

از انواع دیگر انکوباتورها می‌توان به انکوباتور مرطوب، انکوباتور چندگازی و انکوباتور وکیوم‌دار اشاره کرد.

نکات مهم در نصب انکوباتور آزمایشگاهی

• مطابق استانداردهای تجهیزات آزمایشگاهی، باید یک کلید اضطراری در سیم‌کشی ساختمان به منظور قطع برق در زمان بروز اشکال، نصب شده باشد. کلید اضطراری باید دور از انکوباتور و ترجیحا خارج از اتاقی که انکوباتور در آن قرار دارد، نصب شود.
• محلی را در آزمایشگاه برای قرار دادن انکوباتور انتخاب کنید، که کاملا صاف باشد و دقت کنید که انکوباتور به صورت تراز نصب شده باشد. محل قرارگیری انکوباتور باید خشک و دارای تهویه‌ی مناسبی باشد و بتواند وزن دستگاه را تحمل کند.
• از نصب انکوباتور در جاهای مرطوب و یا خیلی گرم پرهیز کنید. به خاطر داشته باشید دمای محیطی که دستگاه در آن نصب شده است، نباید به صورت قابل توجهی بیشتر و یا کمتر از محیط استاندارد (C˚ء۲۵+) باشد. برای سایر شرایط محیطی، ممکن است نتایج با آنچه اطلاعات نشان می‌دهد، اندکی متفاوت باشد.
• در صورتی که دمای محیط از ۲۵ درجه سانتی‌گراد بالاتر باشد، به نسبت افزایش دما از قدرت سیستم سرمایش دستگاه کاسته می‌شود.
• به منظور باز شدن راحت درب، فاصله مناسب دستگاه از طرفین را رعایت نمایید. حداقل فاصله‌ی دستگاه انکوباتور از طرفین باید ۱۶ سانتی‌متر باشد.
• به منظور کارکرد مناسب فن و سیستم تهویه‌ی دستگاه انکوباتور، دقت کنید که در پشت دستگاه حداقل ۱۰ سانتی‌متر فاصله‌ی خالی وجود داشته باشد.
• توجه نمایید هیچ شیئی نباید مقابل سیستم تهویه دستگاه قرار داشته باشد.

نکات مهم در هنگام راه‌اندازی انکوباتور آزمایشگاهی

• قبل از اتصال به برق و راه‌اندازی دستگاه، حتما ولتاژ برق را کنترل نمایید.
• دقت کنید که هیچ شیئی مقابل سیستم تهویه (صفحه‌ی مشبک) پشت دستگاه قرار نداشته باشد.
• ضروری است برق شبکه مصرفی با مندرجات پلاک شناسایی مطابقت داشته باشد.
• دوشاخه دستگاه به پریز استاندارد متصل شود.
• بایستی قبل از استفاده نسبت به صحیح قرار گرفتن سینی‌ها در جای خود مطمئن شوید.

نکات مهم به هنگام کار با انکوباتور آزمایشگاهی

• صرفا از سینی‌ها و لوازم جانبی مورد تایید شرکت تولیدکننده استفاده نمایید.
• نبایستی سینی‌ها، ظروف آزمایشگاهی و لوازم جانبی که دارای رگه‌های نمایان از خوردگی و آسیب‌دیدگی هستند، مورد استفاده قرار گیرد.
• سعی کنید تا محیط‌های کشت را با فاصله از هم قرار دهید تا جریان هوا به خوبی برقرار شود.
• از قراردادن مواد قابل اشتعال و یا فرار مانند بنزین، الکل، اتر و غیره در داخل انکوباتور خودداری کنید.
• به منظور پر کردن مخزن آب دستگاه، از آب مقطر استفاده کنید.
• ظروف آب را به موقع تعویض نمایید.
• به منظور برداشتن ظروف کشت، حتما از دستکش‌های لاتکس ضدعفونی شده استفاده نمایید.

نکات ضروری به هنگام نظافت انکوباتور آزمایشگاهی

• به هنگام نظافت انکوباتور، حتما ابتدا آن را خاموش کرده و از برق درآورید و بعد از تمیز کردن انکوباتور، تا هنگام خشک شدن کامل دستگاه، صبر نمایید و سپس دستگاه را روشن نمایید.
• pH مواد شوینده و ضدعفونی‌کننده باید بین ۵ الی ۸ باشد. از بکارگیری مواد شوینده قلیایی با pH>8 خودداری کنید.
• به منظور جلوگیری از ایجاد خوردگی در حین استفاده از مواد شوینده و ضدعفونی‌کننده، بایستی به توصیه‌های تولیدکننده توجه شود.
• در صورت دیدن آلودگی در فلاسک‌های کشت، سریعا تمامی کشت‌ها را از انکوباتور خارج نمایید و داخل انکوباتور آزمایشگاهی را ضدعفونی کنید.
• در صورت بروز آلودگی داخلی توسط مواد بیولوژیکی و یا شیمیایی خطرناک، متناسب با مواد قرارگرفته درون دستگاه و نوع آلودگی دو راه پیشنهاد می‌شود:

1. ضدعفونی‌کننده مناسب را درون محفظه‌ی داخلی دستگاه اسپری کنید. توجه داشته باشید که دستگاه قبل از راه‌اندازی باید کاملا خشک شده باشد و با توجه به اینکه در حین ضدعفونی‌کردن امکان ایجاد گازهای قابل اشتعال وجود دارد، هوای درون آن نیز باید قبل از شروع به کار تهویه شده باشد.
2. در صورت آلودگی شدید، اجزای محفظه‌ی داخلی باید توسط یک متخصص خارج شود، تمیز گردد و سپس توسط مواد ضدعفونی‌کننده و یا اتوکلاو، استریل گردد.

لام میکروسکوپ چیست؟

استفاده‌ی ایمن از سانتریفیوژ

ترمومتر چیست و به چه منظور مورد استفاده قرار می‌گیرد؟

هیدرومتر چیست و در چه مورادی از هیدرومتر استفاده می‌کنند؟

واژه‌نامه: