انواع انکوباتور و آشنایی با کاربردهای آن

انکوباتور (Incubator) یا گرم خانه وسیله ای است که دمای مطلوب را جهت رشد باکتری ها ، سلول های یوکاریوتی ، قارچ ها و انواع میکرب ها فراهم می نماید . دمای انکوباتور قابل تنظیم بوده و معمولاً تا دمای 60 الی 65 درجه سانتی گراد قابلیت گرمازایی دارند . در بعضی موارد خاص بسته به نیاز و مدل دستگاه امکان افزایش دمای آن به حدود 100 درجه سانتی گراد نیز وجود دارد. ساده ترین نوع انکوباتور فقط قبلیت تنظیم دما داشته و در انواع تخصصی تر آن رطوبت ، دی اکسید کربن ، اکسیژن و سطح pH قابل کنترل است . این دستگاه جهت کارهای آزمایشگاهی و تحقیقاتی سلولی ، مولکولی و میکرب شناسی بسیار ضروری بوده و در پزشکی نیز از انواع مخصوص آن جهت نگهداری و رشد نوزاد نارس در شرایط مناسب و کنترل شده (انکوباتور نوزاد) استفاده می گردد

انواع انکوباتور و کاربردهای آن ها

انکوباتور استاندارد

این نوع انکوباتورها در واقع ساده ترین طراحی عملکردی را داشته و تنها توانایی تنظیم دما را از دمای محیط تا حدود دمای 60 یا 100 درجه سانتی گراد (بسته به نوع دستگاه و کاربرد آن) دارا می باشند

انکوباتور خنک کننده

انکوباتورهایی که نیاز به پایین آوردن دما دارند از یخچال جهت خنک کردن دمای محیط داخل خود بهره می گیرند

انکوباتور مرطوب (ژرمیناتور)

ویژگی اصلی این انکوباتورها در کنار تنظیم دما ، امکان تنظیم رطوبت می باشد . بدین صورت که جهت تأمین رطوبت از مخزن آب دیونیزه و جهت تبخیر آن از گرمای داخل انکوباتور استفاده می شود. در بعضی از انواع پیشرفته تر این دستگاه ها، در صورت افزایش رطوبت بیش از میزان مطلوب از خنک کننده جهت تبدیل رطوبت اضافی به مایع (میعان) و تنظیم آن استفاده می گردد

انکوباتور دی اکسید کربن

این نوع انکوباتورها اغلب در سیستم های کشت سلول یوکاریوتی استفاده شده و از دی اکسید کربن جهت تنظیم pH محیط کشت سلول ها بهره می برند. میزان معمول قابل تنظیم دی اکسید کربن مصرفی این دستگاه ها 5 درصد بوده و جهت تأمین آن از کپسول های گاز دی اکسید کربن استفاده می شود. علاوه بر این امکانات ، چنین انکوباتورهایی امکان تأمین رطوبت و تنظیم مقدار آن را که به کمک مخزن آبی که در داخل انکوباتور قرار داده می شود و تبخیر مداوم را مهیا می کند دارا می باشند. در مدل های حرفه ای تر امکان تصفیه هوای ورودی دستگاه به کمک فیلتر هپا (HEPA) انجام گرفته که از آلودگی قارچی و کپک داخل دستگاه جلوگیری نموده ، و امکان استریل کنندگی محیط داخلی به کمک لامپ فرابنفش (UV) و یا حرارت بالای 180 درجه سانتی گراد را دارند

انکوباتور لرزشی (شیکردار)

این نوع از انکوباتورها در کنار تنظیم دما می توانند به صورت چرخشی فلاسک ها و ارلن ها را تکان دهند و جهت رشد باکتری ها و سلول های مختلف یوکاریوتی مورد استفاده قرار می گیرند ؛ همچنین اغلب انکوباتورهای شیکردار دارای سیستم خنک کننده در دمای پایین تر از دمای محیط می باشند

انکوباتور هیبریدکننده (Hybridization)

این دستگاه ها قابلیت فعال نمودن واکنش هیبریدیزاسیون بین محتویات داخل شیشه های هیبریدیزاسیون را در سرعت معین داشته که این شیشه ها در سایزهای مختلف توسط میله های چرخان دستگاه نگه داشته شده اند. این دستگاه ها در شکل های مختلف و با طبقات متعدد تولید می گردند

انکوباتور بافت شناسی (واکسی)

کاربرد آن ها در علم بافت شناسی بوده و دمای آن ها به حداکثر 100 درجه سانتی گراد می رسد. داخل محفظه آن ها ضد زنگ بوده و اغلب جهت منجمد نشدن پارافین بافت ها و وسایل در دمای اتاق مورد استفاده قرار می گیرند

انکوباتور استریل کننده

این نوع از دستگاه ها هم به عنوان انکوباتور و هم به عنوان فور (آون) قابل استفاده اند و امکان استریل کردن ابزار و وسایل غیرپلاستیکی در آن ها وجود دارد

انکوباتور نوزاد

این نوع از انکوباتورها جهت نگهداری از نوزادان نارس در شرایطی که توان کنترل دمای بدن و تنفس خود را نداشته ، به دلیل سیستم ایمنی تکامل نیافته و به طور کلی زودتر از حداقل 40 هفتگی به دنیا می آیند به کار گرفته می شوند ؛ طراحی آن ها با انکوباتورهای آزمایشگاهی کاملاً متفاوت بوده اما از لحاظ عملکردی مشابه می باشند

انکوباتور صنعتی

این دستگاه ها در واقع همان دستگاه های جوجه کشی بوده که شرایط دمایی مناسب را برای تخم مرغ ها فراهم نموده تا زمانی که از تخم بیرون بیایند. بدین ترتیب مرغ های مادر فرصت یافته تا مجدداً عمل تخم گذاری را انجام دهند و تولید افزایش چشمگیر پیدا کند

اجزاء دستگاه انکوباتور

انکوباتورها با توجه به کاربردی که دارند می توانند از اجزاء متفاوتی جهت تأمین نیاز مرتبط با آن کاربرد تشکیل شده باشند ؛ بعضی از این اجزاء مشترک بوده و بعضی هم تخصصی هستند که به طور کلی شامل اجزاء و سیستم های زیر می باشند :

اتاقک اصلی : این قسمت از یک محفظه مکعبی دو جداره تشکیل شده که ظرفیت آن بسته به نوع دستگاه و نیاز کاربر از 20 لیتر تا 600 لیتر متغیر است. جداره بیرونی از جنس فولاد با عایق رنگ الکترواستاتیک و جداره داخلی از جنس استیل بدون رنگ ساخته شده است و فضای بین این دو با عایق پشم شیشه پر شده که به جلوگیری از هدررفت انرژی کمک شایانی می نماید

درب : قسمتی از دستگاه بوده که فضای داخلی را از فضای بیرونی دستگاه جدا نموده و محیطی ایزوله را فراهم می کند ، همچنین داخل خود درب نیز عایق وجود داشته و از هدررفت انرژی تا حد امکان جلوگیری می کند. در بعضی دستگاه ها یک درب داخلی شیشه ای وجود داشته که نیاز به باز کردن کامل درب برای دیدن ظروف داخل آن و در نتیجه هدررفت انرژی و وارد آمدن شوک لحظه ای به کشت های سلولی داخل آن را مرتفع می نماید

پنل کنترل : قسمتی از دستگاه است که کاربر از طریق آن فرامین لازم را به کامپیوتر دستگاه ارسال می کند تا فرآیند مورد نظر انجام و یا تنظیم شود

منبع تغذیه : منبع تغذیه با توجه به ولتاژ برق شهری در ایران با ولتاژ 220 ولت کار کرده و زیر 10 آمپر جریان کشی دارد. انکوباتورهای شرکت مبنا ژن پارس مانند دیگر دستگاه های تولیدی این شرکت از برد PID استفاده نموده که نوسانات الکتریکی را به حداقل رسانده است

سیستم کنترل دما : در این سیستم ها به طور معمول از المنت های الکتریکی که تولید گرما کرده و فن هایی که این گرما را به طور یکنواخت در داخل محفظه به گردش در می آورند استفاده می گردد. فرآیند کنترل دمای داخل محفظه هم یا توسط سیستم های مکانیکی مانند ترموستات و یا به وسیله سنسورهای متصل به کامپیوتر دستگاه که گزارش لحظه ای دما را به آن ارسال می نمایند انجام می پذیرد

ترموستات : فرآیند قطع و وصل متناوب جریان الکتریکی المنت های گرمایی را که به دلیل تغییرات دما انجام می شود و منجر به ثبتا دمایی در یک دمای خاص می گردد را بر عهده دارد

قفسه های پانچ شده : این قفسه ها ( یا به نوعی سینی ها ) که وسایل و تجهیزات بر روی آن ها قرار می گیرند به صورت سوراخ دار بوده که به حرکت هوای گرم در داخل انکوباتور و بین وسایل داخل آن کمک به سزایی می نماید . بعضی از انکوباتورها دارای قفسه های غیرقابل جابجایی بوده و انواعی دیگر دارای قفسه های قابل جابجایی هستند که در این مدل از دستگاه ها تمیز کردن داخل انکوباتور بسیار راحت و سریع انجام می گیرد

سیستم کنترل رطوبت : این سیستم توسط سنسورهای مخصوص و با گزارش میزان رطوبت به کامپیوتر دستگاه عمل کنترل رطوبت را بر عهده دارد

سیستم کنترل گازها : عملکرد این سیستم در واقع بر اساس تنظیم خودکار میزان دی اکسید کربن ورودی برای ترکیب با هوای ورودی به انکوباتور است به گونه ای که مقدار گاز دی اکسید کربن موجود توسط حسگرهای مخصوص به کامپیوتر دستگاه ارسال شده و عمل خودکار تنظیم میزان CO2 ورودی به دستگاه انجام می پذیرد

سیستم هشدار : این سیستم وظیفه هشدار خرابی قسمت های مختلف دستگاه و همچنین وجود هر نوع مشکل در روند روتین دستگاه را به کاربر اعلام نموده تا از آن آگاه شده و در جهت رفع آن مشکل اقدام نماید

سیستم ثبات (ترمولاگر) : این سیستم در واقع یک گزارشگر تغییرات پارامترهای مختلف دستگاه مانند دما و رطوبت در واحد زمان بوده و با اتصال به کامپیوتر این اطلاعات به صورت نمودار به کاربر دستگاه ارائه می گردد

رعایت نکات ایمنی در حین کار با انکوباتور به جهت حفظ سلامت کاربر و دستگاه

• قرار ندادن دستگاه در نزدیک جریان هوای سریع و مداوم
• قرار داشتن دستگاه بر روی سطح صاف و متعادل
• خودداری از قرار دادن مواد آتش گیر و فرار مانند الکل ، پروپان ، بنزین ، اتر و دیگر مواد شیمیایی مشتعل شونده در انکوباتور
• خشک بودن داخل دستگاه و تجهیزات داخل آن جهت جلوگیری از آلودگی های میکربی
• فاصله نداشتن بیش از 1.5 متر پریز برق از دستگاه
• داشتن پریز با سیم اتصال به زمین (ارت)
• داشتن تهویه و فضای آزاد تا 10 سانتی متر در اطراف دستگاه
• میز محل قرارگیری انکوباتور تحمل وزن دستگاه را داشته باشد
• قرار دادن انکوباتور در محلی که کمترین نوسان دمایی را داشته باشد (در غیر این صورت به دستگاه فشار آمده و حفظ شرایط پایدار داخل آن را با مشکل مواجه می نماید)
• خاموش بودن دستگاه در زمان تمیز نمودن آن
• تمامی ورودی های دستگاه مانند دی اکسید کربن در هنگام عدم استفاده از آن باید بسته باشند
• قرار ندادن دستگاه در کنار تجهیزات لرزش دار مانند سانتریفیوژ و شیکرها به دلیل تأثیر منفی لرزش ها بر روی سلول ها
• کنترل کیفیت کامل انکوباتور به صورت ماهانه

در آخر

دستگاه انکوباتور وسیله ای ضروری جهت ایجاد و حفظ شرایط پایدار و مناسب برای رشد میکروارگانیسم ها و سلول های مختلف بوده که نیاز آن در تقریباً هر آزمایشگاه یا مرکز تحقیقاتی و بیمارستانی به شدت حس می شود . ما در شرکت مبنا ژن پارس مفتخر هستیم تا با ارائه انواع انکوباتورهای باکیفیت و تخصصی خود در کنار دیگر دستگاه های تولیدی این شرکت ، نیازهای هر آزمایشگاه تشخیصی ، تحقیقاتی ، بیمارستانی و کلینیکال ، چه خصوصی و چه دولتی را مرتفع نموده و بتوانیم سهمی هرچند کوچک در راه توسعه و آبادانی کشور عزیزمان ایران داشته باشیم