اتو آزمایشگاهی یا انکوباتور آزمایشگاهی و انواع آن
انکوباتور یک ابزار آزمایشگاهی است که در آزمایشگاه‌های بیولوژی برای کشت و رشد دادن نمونه‌های زنده مانند سلول‌ها یا میکروب‌ها به کار می‌رود. این وسیله با کنترل رطوبت، دما، میزان اکسیژن و دی اکسید کربن شرایطی مناسب برای رشد ارگانیسم‌های زنده فراهم می‌کند. انکوباتور یکی از از ابزارهای مهم در آزمایش‌های میکروبیولوژی، زیست‌شناسی سلولی و… به حساب می‌آید. این وسیله توسط پزشک کودکان فیلیپینی فیدل موندو (به انگلیسی: Fe del Mundo) اختراع شده است
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 دارند که می‌توانند از طریق المنت هایی دمای آن را به ۶۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد نیز بالا 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 plc، دمای داخل آن را در حد تعیین شده ثابت نگه می‌دارد.
برخی انکوباتورها قابلیت پایین آوردن دما را نیز دارند (مانند یخچال) برخی دیگر نیز قادر به کنترل رطوبت یا سطح ۲CO هستند. با استفاده از سیستم کنترل رطوبت، رطوبت انکوباتور در حد مورد نیاز نمونه ها ثابت نگه داشته می شود.
بدین منظور از سنسورهایی برای نمونه برداری از رطوبت داخل محفظه استفاده می شود . همچنین تامین رطوبت مـورد نـیـاز تـوسـط مـخـزن آب و سـیـسـتم گرمایش انـکـوبـاتـور انجام خواهد شد. گازهای موجود در انکوباتور نیز که از مخازن خارجی تامین می شود، توسط سنسورهای مخصوصی سنجیده شده و از طـریـق سـیـسـتـم هـای plc و میکروکنترلرها کنترل مــی‌شـود. فـاکـتـورهـای مـذکـور در صـورتـی کـه از مقدار تعیین شده تجاوز کنند، توسط آلارمی (بسته به نوع دستگاه) به کاربر اطلاع داده می شود. اکثر انکوباتورها مجهز به تایمر هستند.
انواع مختلفی از انکوباتور وجود دارد که برخی از آن ها مشخصه ها و قابلیت های ویژه ای چون سرعت (shake) قابل تنظیم، مانیتورینگ پارامترها و قابلیت برنامه ریزی برای تنظیم دما و رطوبت در مقادیر مختلف برای فـاصـله های زمانی گوناگون را دارند. کلیه اعمال گفته شده به صورت الکترونیکی انجام می شوند.
ســال هــای زیــادی از انـکــوبــاتــورهــا در مــراکــز جـــوجـــه‌کــشـــی بــه مـنـظــور تـهـیــه شــرایـطــی بــرای نـگـهـداری و پـرورش تـخـم مـرغ هـا، یـا مـراقبت از نـوزادان نارس یا بیمار استفاده می شد. اما کاربرد جـدیـد و مهم این دستگاه تدارک محیطی مناسب بـرای کـشـت و دسـتـکاری میکرواورگانیسم ها به منظور انجام معالجات و تحقیقات پزشکی است.
اولین انکوباتورها در چین و مصر باستان استفاده می شد، که متشکل از اتاقی بود که توسط آتش گرم مـی شـد و تـخم مرغ های تازه را تا روز از تخم در آمدن جوجه ها در آن نگهداری می کردند، بدین تـرتـیـب مـرغ هـا آزاد بـودنـد تا دوباره تخم گذاری کـنند. پس از آن از کوره های چوبی و چراغ های الـکـلـی بـرای گـرم کردن انکوباتورهااستفاده شد.
امـروزه انـکـوبـاتـورهـای جـوجـه کـشـی سالن های بزرگی هستند که گرمایش آن ها الکتریکی بوده و از این طریق دمایی بین ۵/۳۷ تا ۸/۳۷ درجه سانتیگراد تامین می شود. همچنین این انکوباتورها فن هایی دارند که هوای گرم را روی تخم مرغ ها به جریان می اندازند. برای جلوگیری از تبخیر آب از سطح تخم مرغ ها، رطوبت این سالن ها حدود ۶۰ درصد نـگـه داشـتـه می شود. همچنین دائما هوای تازه از بـیـرون بـه داخـل مـحـفـظـه پـمـپ مـی شـود تا سطح اکسیژن ۲۱ درصد نگه داشته شود.
انـکوباتورهای آزمایشگاهی برای اولین بار در قـرن بـیـسـتـم بـوجود آمدند و پزشکان دریافتند که مـــی‌تـــوان از آن هـــا بـــرای شــنــاســایــی پــاتــوژن هــا (باکتری‌های مسبب بیماری) در مایعات بدن بیمار و تشخیص صحیح تر اختلالات استفاده کرد. پس از گرفتن نمونه از بدن بیمار، آن را به ظرف کوچکی که مخصوص کشت میکروب است یا محفظه ایاسـتــریــل مـنـتـقــل کــرده و داخــل انـکــوبــاتــور قــرار می‌دهند.
برای تسریع رشد پاتوژن ها، هوای داخل محفظه مرطوب بوده و دمای آن تا رسیدن به دمای بدن (۳۷ درجه سلسیوس) گرم می شود. همچنین مقداری دی اکسید کربن یا نیتروژن نیز جهت رشد سلول ها اضافه می شود. در چنین محیط آماده ای، میکروارگانیسم ها تکثیر شده و شناسایی راحت تر صورت می گیرد.
دیگر کاربرد انکوباتورها کشت بافت است، که مـحـقـقـان بـخـشی از بافت حیوان یا گیاهی را جدا می‌کنند و در انکوباتور قرار داده و متعاقبا رشد آن را مانیتور می کنند. دمای داخلی انکوباتور متناسب بـا دمـای مـوجـودی کـه ایـن بـافـت از آن جدا شده، تـنـظـیــم مــی شــود. مـشــاهــده رفـتــار ایــن بــافــت در انـکـوبـاتـور، بـیـنـش وسـیـعـی از عـملکرد و واکنش سلول های خاص در اختیار محققان قرار می دهد.
به طور مثال با کمک همین روش رفتار سلول های ســـرطــانــی را مـطــالـعــه کــردنــد و هـمـچـنـیــن بــرای بیماری‌هایی چون فلج اطفال، آنفولانزا و سرخک واکـســن درســت کــردنـد. در کـل کـشـت بـافـت بـه پژوهشگران امکان ریشه یابی اختلالات ناشی از کمبود آنزیم خاصی را فراهم کرد.
دستگاه های انکوباتور یا اتو ،اکثرا در آزمایشگاه های تشخیص طبی جهت کشت باکتری مورد استفاده قرار می گیرد.
پر مصرف ترین سایز انکوباتور ، انکوباتور ۵۵ لیتری می باشد که دارای ۴ دسته متفاوت می باشد که کاربرد و طرز کار متفاوت دارند:
۱- انکوباتور آزمایشگاهی ۵۵ لیتری یکدرب ترمومتر دیجیتال که در دمای ۳۷ درجه سانتی گراد ست شده و در کلیه آزمایشگاه ها استفاده می شود.دارای یک درب فلزی با پنجره شیشه ای می باشد.
۲-انکوباتور آزمایشگاهی ۵۵ لیتری دودرب ترمومتر دیجیتال که در دمای ۳۷ درجه سانتی گراد ست شده و در کلیه آزمایشگاه ها استفاده می شود.دارای یک درب فلزی و در پشت آن یک درب شیشه ای می باشد.
۳- انکوباتور آزمایشگاهی ۵۵ لیتری یکدرب تمام دیجیتال هوشمند که دارای سیستم PID بوده و دقت دمایی بالا دارد که در کارهای حساس استفاده می شود.دارای یک درب فلزی با پنجره شیشه ای می باشد.
۴- انکوباتور آزمایشگاهی ۵۵ لیتری دودرب تمام دیجیتال هوشمند که دارای سیستم PID بوده و دقت دمایی بالا دارد که در کارهای حساس استفاده می شود.دارای یک درب فلزی و در پشت آن یک درب شیشه ای می باشد
انواع انکوباتور آزمایشگاهی
سه نوع انکوباتور در آزمایشگاه متداول می باشد :
C°۲۰
۳۰°C
C°۲±۳۵
استفاده از انکوباتور C°۲۰ توصیه نمی شود چون انکوباتورها دارای سیستم سرد کننده نیستند .
دمای انکوباتور به وسیله قراردادن ترمومتر مناسب درآن و خواندن حرارت آن به صورت روزانه در ساعت مشخص توصیه می شود ( ۱۱ صبح و ۴ عصر ) ، دما در چارت کنترل حرارت یا جدول کنترل حرارت ثبت می شود . انکوباتورها باید در فواصل مشخص ( یک هفته ) کاملاً تمیز و ضد عفونی شوند، در صورتی که دمای نشان داده شده توسط انکوباتور با دمای واقعی آن مطابقت ندارد، آن را تنظیم می کنید.
تأمین یک محیط کنترل شده خاص جهت رشد میکروارگانیسم ها و یا سلول هایی که جهت رشد نیازمند شرایط ثابت و خاص محیطی هستند . یکی از پارامترهای مهم در آزمایشگاه های تشخیص طبی می باشد .
تأمین محیط دلخواه توسط دستگاه های حرارتی در بیولوژی سلولی ، ژنتیک و بسیاری از دیگر علوم کاربرد وسیعی پیدا کرده است.
انکوباتور ( incubator ) برای نگه داری سوسپانسیون ها ، محیط های کشت میکروبی و نگه داری مواد در برخی از آزمایش ها که نیاز به حرارت خاص دارند استفاده می گردد . به طور کلی انکوباتور طوری طراحی شده است که بتواند با ایجاد نمودن یک دمای ثابت و مهیا سازی شرایط محیطی لازم ، اهدافی همچون نگه داری از ارگانیسم های زنده در محیط برای رشد را تأمین نماید . این دستگاه بیشترین کاربرد را در بخش های میکروب شناسی ، کشت سلولی ، تعیین میزان نیاز بیوشیمیایی به اکسیژن ( BOD1) و نگه داری از یاخته های زنده دارد.
نحوه نگه داری از دستگاه انکوباتور
تمامی انکوباتورها باید به طور ماهانه با محلول صابون تمیز و در صورت لزوم ضدعفونی شوند .
زمانی که دمای انکوباتورهای بدون CO2 خارج از محدوده قابل قبول برای واحد مورد نظر باشد ، باید به کارشناس فنی اطلاع داده شده و سپس اقدامات اصلاحی مطابق موارد ذیل انجام گردد:
منبع برق ، پریز برق و کلیدهای روشن یا خاموش بررسی شوند .
دمای تنظیمی (Set point ).بررسی گردد.
اگر دستگاه هنوز درست کار نمی کند ، باید به نماینده سرویس دهنده اطلاع داده شود.
تمام عملیات نگه داری ، نظافت و تعویض سیلندر گازکربنیک باید در جداول مربوطه ثبت گردد.
دمای کاری دستگاه انکوباتور
دمای کاری دستگاه انکوباتور آزمایشگاهی معمولی ۵درجه بالاتر از دمای محیط تا ۶۵ درجه سانتی گراد می باشد.لذا دستگاه دیگری به نام انکوباتور یخچالدار ساخت این شرکت موجود می باشد که محدوده دمایی -۵ درجه سانتی گراد تا +۶۵ درجه سانتی گراد را ایجاد می کند.
در دستگاه های هوشمند سیستم کنترل PID مورد استفاده قرار می گیرد که زمان و دما و نشانگر دما بصورت دیجیتال تنظیم شده و دقت دمایی بالایی دارد.
بدنه خارجی دستگاه از ورق روغنی با رنگ الکتروستاتیک می باشد.ساخت دستگاه با بدنه استیل گندمی امکان پذیر می باشد که قیمت آن جداگانه محاسبه می شود.
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 .