رایج‌‌ترین ابزارهای آزمایشگاه میکروبیولوژی

علوم آزمایشگاهی شامل بخش‌های مختلفی است که هر یک روی بررسی موضوعی خاص تمرکز دارند. به عنوان مثال در آزمایشگاه‌های داروسازی به بررسی میکروارگانیسم‌ها جهت تهیه دارو و درمان بیماری پرداخته می‌شود و در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی، هدف شناخت گونه‌های مختلف میکروارگانیسم‌ها و دریافت اطلاعات بیشتر از آن‌ها است. به همین دلیل اگرچه یکسری از ابزارآلات و تجهیزات آزمایشگاهی، بین تمامی آزمایشگاه‌ها مشترک هستند، اما برخی از تجهیزات آزمایشگاهی ممکن است تنها در یکسری از آزمایشگاه‌های خاص مورد استفاده قرار گیرند. در مطالب قبلی در رابطه با ۲۲ مورد از رایج‌ترین تجهیزات آزمایشگاهی و کاربرد هریک صحبت کردیم. در این مقاله قصد داریم تا در رابطه با ابزارهای آزمایشگاه میکروبیولوژی صحبت کنیم. پس اگر در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی مشغول به کار هستید و یا قصد تجهیز آزمایشگاه خود را دارید، در ادامه با ما همراه باشید.

۱. ترازوی آنالیتیکال

ترازوی آنالیتیکال یکی از ابزارهای آزمایشگاه میکروبیولوژی است. این ترازوها معمولاً برای اندازه‌گیری جرم در محدوده‌ی کمتر از میلی گرم استفاده می‌شوند.

ترازوهای آنالیتیکال دارای محفظه توزین هستند. این ویژگی کمک می‌کند تا هنگام توزینِ مقادیر بسیار کوچک، نمونه تحت تاثیر جریان هوا قرار نگیرد. همچنین حباب تراز موجود روی ترازو به کاربر کمک می‌کند تا پیش از شروع کار از تراز بودن ترازو اطمینان حاصل کند.

از آنجایی که ترازوهای آنالیتیکال بسیار دقیق هستند، در آزمایشگاه‌ها، به‌ویژه آزمایشگاه‌‌های میکروبیولوژی، برای فعالیت‌هایی مانند توزین مواد آزمایش و مقادیر نمونه برداری شده، فرمولاسیون، تعیین چگالی، تجزیه و تحلیل خلوص و آزمایش‌های کنترل کیفی (QC) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۲. اتوکلاو

اتوکلاو یک محفظه تحت فشار است که برای فرآیند استریل کردن و ضد عفونی کردن  مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه بر سه عامل زمان، فشار و دما مبتنی است.

اتوکلاوها از بخار آب به عنوان عامل ضدعفونی کننده استفاده می‌کنند. اصول کار دستگاه اتوکلاو به این صورت است که تمام اقلام داخل اتوکلاو بدون در نظر گرفتن ماهیت مواد (خواه مایع باشد یا ظروف پلاستیکی یا شیشه‌آلات) باید برای مدت زمان خاصی مستقیماً با بخار در تماس باشند. مقدار زمان و دما به نوع ماده‌ای که قرار است استریل شود بستگی دارد.

اتوکلاوها از کاربردی‌ترین ابزارهای آزمایشگاه میکروبیولوژی هستند. زیرا در حوزه میکروبیولوژی تهیه محیط کشت، کشت میکروارگانیسم‌ها و یا هرگونه فعالیت دیگر نیازمند استریل‌کردن است.

۳. چراغ بونزن

چراغ بونزن یا bunsen burner یکی دیگر از ابزارهای آزمایشگاه میکروبیولوژی است. این چراغ به نام مخترع آن، رابرت بونسن (Robert Bunsen) نام‌گذاری شده است.

چراغ بونزن نوعی مشعل گازی است که معمولاً به عنوان منبع گرما در آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود و معمولا با گاز متان یا گازهای مایع مانند پروپان یا بوتان کار می‌کند. از چراغ بونزن معمولاً برای فرآیندهایی مانند استریل کردن، احتراق و گرمایش استفاده می‌شود. این ابزار در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی برای استریل کردن لوپ کاربرد زیادی دارد.

امروزه چراغ‌های بونزن در مدل‌های الکتریکی عرضه می‌شوند. چراغ بونزن الکتریکی از المنت حرارتی برای ایجاد حرارت بهره می‌برد و به همین دلیل به دلیل نداشتن شعله، برای آزمایشگاه‌هایی که در آن استفاده از شعله باز (Open Flame) مجاز نیست ایده‌آل هستند.

۴. سانتریفیوژ

چه متخصص / تکنسین آزمایشگاهی باشید و چه دانشجوی علوم آزمایشگاهی، بدون شک با دستگاه سانتریفیوژ کمی آشنایی دارید. سانتریفیوژ وسیله‌ای است که امکان چرخش یک جسم حول یک محور را فراهم می‌کند. به کمک سانتریفیوژهای آزمایشگاهی می‌توان اجزای یک نمونه مایع را جدا کرد. سرعت بالای چرخش باعث می‌شود ذرات متراکم‌تر از مرکز دور شوند.

بنابراین، ذرات متراکم‌تر در پایین لوله ته نشین شده و ذرات سبک‌تر در بالای لوله تجمع می‌یابند.

برای اطلاعات بیشتر در مورد سانتریفیوژهای آزمایشگاهی، نکات انتخاب سانتریفیوژ مناسب و همچنین اصول کار با این تجهیز، می‌توانید به مجموعه مقالات سانتریفیوژ آزمایشگاهی در دسته‌ی تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی مراجعه کنید.

۵. کلنی کانتر یا شمارنده کلنی

کلنی کانترها برای تخمین غلظت میکروارگانیسم‌های موجود در یک کشت مایع استفاده می‌شوند. این کار با استفاده از شمارش تعداد CFU (واحدهای تشکیل دهنده کلنی) روی آگار انجام می‌شود. برای شمارش، یک پتری دیش حاوی کشت روی دستگاه کلنی کانتر قرار گرفته و به کمک نور UV، نور سفید و یا نور فلورسنت، شمارش کلنی صورت می‌گیرد. شمارش را می‌توان به‌صورت دستی با قلم مخصوص کلنی کانترها انجام داد. امروزه کلنی کانترهای تمام اتوماتیک نیز در آزمایشگاه‌های دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرند که شمارش کلنی را برای کاربران راحت‌تر و سریع‌تر کرده‌اند.

۶. فریزرهای آزمایشگاهی

فریزرهای آزمایشگاهی یکی دیگر از رایج ترین ابزارهای آزمایشگاه میکروبیولوژی هستند که برای نگهداری مواد مختلف مورد استفاده در آزمایشگاه (مانند تجهیزات پزشکی، مواد غذایی، نمونه‌های خون، داروها و تزریقات و غیره)، برای مدت زمان طولانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. دمای مناسب برای نگهداری اغلب نمونه‌های آزمایشگاهی ۴ الی ۲۰ -درجه سانتی‌گراد است. اما برخی نمونه‌‌ها ممکن است به دماهای بسیار پایین‎تری (مانند ۸۰- درجه سانتی‌گراد) برای نگهداری نیاز داشته باشند.

فریزرهای آزمایشگاهی هم به صورت ایستاده و هم به صورت صندوقی عرضه می‌شوند.

۷. هموژنایزر

هموژنایزر در درجه اول برای ایجاد اختلال در بافت سلولی و به دست آوردن اندامک‌های سلولی برای فرآیندهای میکروبیولوژیکی مختلف استفاده می‌شود. این دستگاه در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی برای استخراج ماکرومولکول‌های مختلف مانند پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک و لیپیدها استفاده می‌شود.

۸. ورتکس میکسر

ورتکس میکسر یکی دیگر از ابزارهای آزمایشگاه میکروبیولوژی است که  برای اختلاط نمونه‌ها در لوله‌های شیشه‌ای کاربرد دارد. میکسر گرداب بیشتر برای اختلاط مایعات و  نمونه‌های مختلف در لوله استفاده می‌شود و همچنین امکان همگن شدن سلول‌ها و اندامک های سلولی را فراهم می‌کند.

۹. آون

از دیگر ابزارهای آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی می‌توان به دستگاه آون اشاره کرد. آون یک دستگاه الکتریکی است که برای خشک کردن و استریل کردن تجهیزات پزشکی یا نمونه‌ها، با استفاده از حرارت خشک، استفاده می‌شود. از این تجهیز می‌توان برای استریل کردن موادی مانند ظروف شیشه‌ای، تجهیزات فلزی، پودرها و غیره استفاده کرد. آون آزمایشگاهی، امکان از بین بردن میکروارگانیسم‌‎ها و همچنین هاگ‌های باکتریایی را فراهم می‌کند.

۱۰. انکوباتور آزمایشگاهی

محال است وارد یک آزمایشگاه میکروبیولوژی شوید و در آنجا انکوباتوری مشاهده نکنید. می‌توان گفت انکوباتورها جزئی اساسی از این آزمایشگاه‌ها محسوب می‌شوند که برای رشد و نگهداری میکروارگانیسم‌ها و کشت‌ میکروبی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انکوباتور دما، فشار، رطوبت و سایر موارد مورد نیاز برای رشد میکروارگانیسم‌ها را فراهم می‌کند.

دستگاه انکوباتور دارای سیستم گرمایشی است که اجازه می‌دهد تا دمای داخل انکوباتور با توجه به نوع ارگانیسم در حال کشت، تنظیم شود.  انکوباتورهای آزمایشگاهی مدل‌ها و ابعاد متنوعی دارند و امکان مطالعات زیادی مانند کشت سلولی، مطالعات دارویی، مطالعات هماتولوژیک و بیوشیمیایی را فراهم می‌کنند.

۱۱. هود لامینار

آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی، مکان‌های پرخطری برای آزمایش هستند زیرا کاربر همیشه با یک عامل میکروبی در تماس است. به همین دلیل هودهای لامینار یکی از تجهیزات مهم در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی محسوب می‌شوند.

هود لامینار از فولاد ضد زنگ ساخته شده است و با ایجاد جریان هوای استریل از طریق فیلتر هپا (^[۱]HEPA) و لامپ میکروب کش فرابنفش، محیطی استریل برای کاربر را ایجاد می‌کند.

هود لامینار باید ۱۵ دقیقه قبل از شروع کار روشن شود تا بتوان از استریل شدن کامل محیط اطمینان حاصل کرد. با استفاده از هود لامینار نه تنها سلامت کاربر به خطر نمی‌افتد بلکه از کشت و نمونه نیز در برابر آلودگی محافظت می‌شود.

۱۲. میکروسکوپ

میکروسکوپ‌ها وسایلی هستند که به ناظر اجازه می‌دهند دید بسیار نزدیکی از ذرات ریز داشته باشد. پس جای تعجب نیست که یکی از رایج ترین ابزارهای آزمایشگاه میکروبیولوژی محسوب شوند. انواع مختلفی از میکروسکوپ‌ها وجود دارد که هر کدام بر اساس اصول مربوط به خود کار می‌کنند. با این حال، نقاط مشترکی نیز در بین آن‌ها وجود دارد.

اصل اساسی در میکروسکوپ بزرگنمایی است. بر اساس موقعیت نسبی جسم از لنز می‌توان به  بزرگنمایی متفاوتی از تصویر دست یافت.

۱۳. هات پلیت

هات پلیت یکی از تجهیزات آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی است که جهت گرم کردن نمونه‌های آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از هات پلیت دیگر نیازی به روشن کردن شعله جهت گرم کردن نمونه نیست. برخی از  هات پلیت‌های آزمایشگاهی به استیرر نیز مجهز هستند که امکان هم زدن و گرم شدن هم زمان نمونه را فراهم می‌کند.

۱۴.  PH متر

pH متر دستگاهی است که در آزمایشگاه‌ها برای اندازه‌گیری غلظت یون هیدروژن در محلول‌های آبی استفاده می‌شود. این موضوع به تعیین اسیدیته یا قلیایی بودن محلول کمک می‌کند. pH متر اغلب با نام “pH متر پتانسیومتری” نیز شناخته می‌شود زیرا پتانسیل الکتریکی بین الکترود مرجع و pH را اندازه می‌گیرد.

این دستگاه از دو پروب شیشه‌ای تشکیل شده است که هر کدام حاوی یک الکترود هستند.

یک الکترود مرجع و یک الکترود سنسور.

برای اندازه گیری pH یک محلول، الکترودها در محلول فرو می‌‌روند. هنگامی که حباب الکترود در تماس با محلول قرار گرفت، یون‌های هیدروژن موجود در محلول جایگزین یون‌های فلزی روی حباب می‌شوند. این جایگزینی یون باعث ایجاد جریان در سیم‌های فلزی شده و در نهایت اختلاف پتانسیل توسط ولت‌متر سنجیده می‌شود. سپس از طریق معادله Nernst، اختلاف ولتاژ به غلظت یون هیدروژن  تبدیل شده و  مقدار pH محاسبه می‌شود.

۱۵. اسپکتروفتومتر

اسپکتروفتومتر یک ابزار نوری برای اندازه‌گیری شدت نور نسبت به طول موج است. بر اساس مقدار نور جذب شده توسط یک محلول رنگی، می‌توان یک تجزیه و تحلیل کمی از محلول انجام داد.

اسپکتروفتومتری بر اساس قانون بیر-لامبرت (Beer-Lambert Law) است که بیان می‌کند جذب نور توسط یک محلول (با طول موج خاص) به طور مستقیم با غلظت ماده متناسب است.

اسپکتروفتومتر در آزمایشگاه میکروبیولوژی، برای اندازه‌گیری غلظت ماده پروتئین، اسیدهای نوکلئیک، رشد باکتری‌ها و واکنش‌های آنزیمی استفاده می‌شود.

۱۶. حمام آب یا بن‌ماری

حمام آب آزمایشگاهی برای گرم کردن نمونه‌ها در آزمایشگاه استفاده می‌شود. از کاربردهای این تجهیز می‌توان به حفظ خطوط سلولی یا گرم کردن مواد شیمیایی قابل اشتعال اشاره کرد. حمام آب به طور کلی از یک واحد گرمایش، یک محفظه فولادی ضد زنگ که آب و نمونه‌ها را نگه می‌دارد و یک رابط کنترلی تشکیل شده است. حمام‌های آب نیز در انواع مختلفی تولید و عرضه می‌شوند. به عنوان مثال حمام آب گردشی (circulating water bath) که دمای یکنواخت‌تری را حفظ می‌کند یا حمام آب شیکر دار (shaking water bath) که نمونه‌ها را در حین گرم شدن، هم می‌زند.

۱۷. دستگاه تقطیر آب

دستگاه تقطیر آب دستگاهی است که معمولاً در آزمایشگاه‌های پزشکی، میکروبیولوژی، شیمی آلی و صنایع  استفاده می‌شود. یک دستگاه تقطیر آب بر اساس فرایند تقطیر کار می‌کند. طبق این فرآیند، ابتدا آب را به جوش می‌آورند و سپس به شکل مایع تغلیظ می‌‌کنند تا آب مقطر خالص به دست آید.

در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی، دستگاه تقطیر آب برای تهیه محیط کشت کاربرد گسترده‌ای دارد.

جمع‌بندی

آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی بخش مهمی از حوزه‌های مختلف آزمایشگاهی مانند داروسازی، صنایع غذایی و … محسوب می‌شوند. به همین دلیل در این مطلب سعی کردیم به بررسی ۱۷ مورد از رایج‌ترین ابزارهای آزمایشگاه میکروبیولوژی و کاربرد هریک بپردازیم. امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد.

واژه نامه: