دستگاه انکوباتور چیست؟

دستگاه انکوباتور

انکوباتور در گذر زمان

اولین انکوباتور های به وجود آمده در چین و مصر باستان بود. این انکوباتورها  متشکل از اتاق هایی بودند که توسط آتش محفظه داخلی اتاق گرم شده تا شرایط لازم برای  تخم مرغ های تازه را تا زمان بیرون آمدن جوجه در آن فراهم کنند. در قرن 19 میلادی با پیشرفت علم پزشکی از دستگاه انکوباتور برای نگهداری و نجات جان نوزادانی که کمتر از 37 هفته به دنیا آمدند استفاده می شد. در قرن 20 میلادی اولین انکوباتور های آزمایشگاهی جهت شناسایی میکروارگانیسم ها و تشخیص صحیح آن ها تولید و مورد استفاده قرار گرفت.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی نسل جدیدی از انکوباتور ها تولید شده که با توجه به ویژگی آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر موارد گفته شد یکی دیگر از کاربرد های دستگاه انکوباتور استفاده در آزمایشگاه ژنتیک جهت کشت و تکثیر بافت برای استخراج ماده ژنتیکی(DNA) جهت ساخت ارگانیسم های مختلف است.

اجزای اصلی انکوباتور

محفظه نگهداری نمونه

محفظه نگهداری نمونه یک محفظه دو جداره عایق بندی شده از جنس استیل ضد زنگ و یا آلومینیوم است تا امکان ورود و خروج گاز های داخل محفظه با بیرون به حداقل کاهش یابد. وجود استیل ضد زنگ به کار برده شده در محفظه باعث می شود تا محیط داخل انکوباتر در مقابل دمای بالا، رطوبت، ریزش احتمالی مایعات و نمونه ها و همچنین زنگ زدگی و خوردگی در امان باشد.

سیستم تنظیم دما

به طور کلی تنظیم گرمای محفظه داخل انکوباتور توسط هیتر های الکتریکی انجام می شود. انتقال گرمای ایجاد شده توسط دو روش Conduction (انتقال گرما از طریق جسم جامد) و Convection (انتقال گرما توسط حرکت یک مایع) صورت می گیرد. اگر چه مرسوم ترین حالت انتقال گرما توسط هوا انجام می شود به همین علت وجود هواکش هایی جهت همرفت اجباری لازم است تا دمای محفظه در تمامی نقاط یکسان باشد. سیستم های کنترلی به کار برده شده مانند ترموکوبل ها، ترموستات ها و یا دیگر عوامل نیمه رسانا جهت کنترل دمای داخلی محفظه انکوباتور استفاده می شوند.

سیستم کنترل گاز

برخی از انکوباتور ها بسته به موارد استفاده قابلیت ترکیب گاز را داخل محفظه دارند. در این حالت وجود سنسور های اندازه گیری جهت بررسی میزان سطح گازهای موجود در محفظه ضروری بوده تا در صورت کاهش از طریق مخزن موجود تامین گردد.

سیستم کنترل رطوبت

وجود رطوبت جهت رشد و تکثیر میکروارگانیسم ها لازم و ضروری است. به همین دلیل سنسور هایی در انکوباتور تعبیه شده تا رطوبت لازم برای نمونه را کنترل نماید. رطوبت موجود در محفظه از طریق گرم شدن مخزن آب و ایجاد بخار تامین می شود.

نکات مهم طرز کار با دستگاه انکوباتور

• طبق استاندارد های آزمایشگاهی وجود یک کلید ضرروی جهت قطع برق در مواقع اضطراری به دور از دستگاه انکوباتور لازم و ضروری است.
• سطحی که انکوباتور روی آن قرار خواهد گرفت باید تراز شده و دارای تهویه مناسب بوده و از نظر دمایی گرم و مرطوب نباشد.
•  جهت راحتی در استفاده از انکوباتور حداقل فاصله لازم (16cm) از طرفین رعایت شود.
• از قرار دادن اجسام در مقابل دریچه تهویه انکوباتور جدا خودداری شود.
• هنگام نظافت دستگاه را خاموش کرده و تا زمان خشک شدن کامل آن را روشن نکنید.
• هنگام ضدعفونی کردن محفظه داخلی انکوباتور از محلول هایی با پی اچ 5 تا 8 استفاده شود.
• جهت گردش بهتر هوای داخل محفظه نمونه ها را با فاصله از هم قرار دهید.
• از قرار دادن مواد اشتعال زا داخل محفظه انکوباتور جدا خودداری کنید.
• هنگام استفاده از دستگاه از دستکش های مناسب( یکبار مصرف لاتکس) استفاده کنید.

انواع انکوباتور

انکوباتور صنعتی

انکوباتور های صنعتی که بیشتر با نام ماشین های جوجه کشی شناخته می شوند، اکثرا در مرغداری ها مورد استفاده قرار می گیرد. این انکوباتور ها یکی از اولین انکوباتور هایی است که به وجود آمده و برای نگهداری تخم مرغ ها تا زمان بیرون زدن جوجه از آن استفاده می شود. اولین انکوباتور های ساخته شده مربوط به کشور مصر باستان و چین است. در آن زمان اتاقی را برای نگهداری تخم مرغ ها اختصاص داده و برای گرم نگه داشتن آن از آتش استفاده می کرند. به این ترتیب مرغ ها برای تخم گذاری مجدد آزاد بودند. با پیشرفت تکنولوژی برای گرم کردن محیط از کوره های چوبی و الکلی و در حال حاضر از الکتریک استفاده می شود.

انکوباتور پزشکی

در پزشکی از انکوباتور برای نجات جان نوزادانی که در کمتر از هفته 37 بارداری به دنیا می آیند استفاده می شود. اولین انکوباتور نوزاد در سال 1884 در پاریس ساخته شد. در آن زمان برای گرم نگهداشتن محیط انکوباتور از چراغ نفتی استفاده می شد. به مرور زمان با توسعه یافتن الکتریسیته اولین انکوباتور های الکتریکی در آمریکا روی کار آمد. هدف از نگهداری نوزادان نارس در انکوباتور حفظ دمای بدن نوزاد، تغذیه کافی برای رشد و همچنین جلوگیری از عفونت های احتمالی به دلیل پایین بودن سیستم ایمنی بود. نوزادانی که زودتر از حد موعد(40 هفته) به دنیا می آیند به دلیل کمبود انرژی و تکامل نیافتن سیستم عصبی و تنفسی، در کنترل کردن دمای بدن و تنفس عادی دچار مشکل می شوند. انکوباتور با حفظ رطوبت لازم، تامین انرژی مورد نیاز برای رشد و همچنین کنترل دمای محیط بر اساس دمای پوست نوزاد، شرایط لازم برای زنده ماندن و رشد نوزاد را فراهم می کند.

انکوباتور آزمایشگاهی

انکوباتور های آزمایشگاهی یکی از پر کاربرد ترین لوازم آزمایشگاه های میکروب شناسی و بیولوژی است که هدف اصلی آن حفظ شرایط  مورد نیاز مانند میزان اکسیژن، رطوبت، دما و دیگر موارد برای زنده ماندن و رشد میکروارگانیسم ها و بافت ها است.امروزه انواع مختلفی از انکوباتور های آزمایشگاهی با ویژگی و کاربرد های متفاوت ساخته شده اند که یک به یک به بررسی آن ها می پردازیم.

انکوباتور استاندارد

یکی از ساده ترین و در عین حال پرکاربرد ترین وسیله ای است که در آزمایشگاه های میکروبی و بیولوژی که در زمینه کارهای تحقیقاتی بیوشیمی، خون شناسی، کشت سلولی و میکروبی و همچنین بانک اطلاعات سلولی(DNA) مورد استفاده قرار می گیرد.

انکوباتور یخچال دار یا خنک کننده

انکوباتور های یخچال دار برخلاف انکوباتور های استاندارد قابلیت تنظیم دما 5- تا 65+ را دارند و بیشتر برای کشت باکتری در آزمایشگاه های میکروب شناسی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین علاوه بر کشت میکروارگانیسنم گاهی برای خشک کردن ظروف و لوازم مورد استفاده در آزمایشگاه و یا نگه داری سرم های خونی نیز از آن استفاده می شود.

انکوباتور CO2(دی اکسید کربنی)

این نوع از انکوباتور ها اغلب برای کشت بافت و ارگانیسم های زنده در آزمایشگاه های بیولوژیکی است. CO2 مورد نیاز درون محفظه انکوباتور از طریق مخزن متصل به آن تامین می شود و دمای داخل محفظه معمولا روی 37 درجه سانتی گراد ثابت است. وجود میزان مشخصی از CO2  درون محفظه برای پایداری بیکربنات سدیم که به عنوان بافر برای تنظیم pH محیط استفاده می شود، مورد نیاز است.

انکوباتور مرطوب

انکوباتور مرطوب علاوه بر قابلیت کنترل دما، قابلیت تنظیم رطوبت داخل محفظه را دارد. این رطوبت از گرم شدن آب مقطر موجود در مخزن انکوباتور که از طریق دریچه ای به درون محفظه راه دارد تامین می گردد. علاوه بر سیستم کنترل دما و سیستم گرمایی درون این انکوباتور از سیستم سرمایی برای کنترل میزان رطوبت موجود درون محفظه استفاده شده است.

انکوباتور شیکردار

انکوباتور شیکردار دارای صفحه ای با قابلیت چرخش دایره ای و خطی است که بیشتر برای نمونه های هوازی کشت شده در محیط مایع و مخلوط شدن سیالات از آن استفاده می شود. این دسته از انکوباتور ها علاوه بر سیستم تنظیم دمایی دارای سیستم خنک کننده برای کاهش دمای نمونه کمتر از محیط بیرون نیز می باشند.

انکوباتور Hybridization

این دسته از انکوباتور ها علاوه بر دارا بودن ویژگی های اصلی یک انکوباتور، دارای میله هایی برای نگهداری شیشه های هیبریدیزاسیون در اندازه های متفاوت و چرخش آن ها با سرعت تعیین شده می باشند.