معرفی دستگاه انکوباتور هوازی

مقدمه:

انکوباتورهای هوازی در مباحث بسیاری مانند زیست شناسی سلولی، باکتری شناسی، ژنتیک ، ویروس شناسی، داروشناسی، تحقیقات سرطان، کشت ارگان ها و و سایر موارد به کار برده می شوند.این انکوباتورها محیطی تحت کنترل را فراهم می کنند که در آن قابلیت رشد میکروارگانیسم ها و سلول هایی محیا می شود که به برای رشد به اکسیژن نیاز ندارند.

ساختار دستگاه:

دستگاه های انکوباتور قابلیتهای مختلفی دارند.بعضی از آنها فقط دارای ابزاری هستند که دما را کنترل می کند در صورتی که سایر دستگاه ها برای کنترل میزان خنک بودن از مواردی مانند تزریق CO2، صفحه نمایش دیجیتال ، آلارم، فن خنک کننده، کنترل کننده رطوبت، ویبراتور مغناطیسی، وسایل ثبت کننده، ونتیلاسیون و ... استفاده می کنند.این انکوباتور ها با ایجاد محیطی دارای حداقل 3% تا 5% دی اکسید کربن ، شرایط رشد بسیاری از میکوارگانیسم ها را فراهم میکنند البته تعداد زیادی از میکروارگانیسم ها برای رشد در محیط آزمایشگاه به سطح بالاتری از کربن دی اکسید نیاز دارند. برخی از انکوبتورها نیز با تغییر درصد اکسیژن شرایط رشد سلولهای مشخصی را آماده می کنند.طریقه گرم شدن تمام این انکوباتورها به صورت الکتریکی و با عبور جریان از یک کویل گرمایی با مقاوت ساده (غالبا حلقه های نیکل کرومیوم) می باشد.این گرمای تولید شده با یکی از این چهار روش انتقال به محفظه انکوباتور منتقل می شود: عبور کردن گرما از درون یک جامد (انتقال) ، عبور گرما از درون محیط یک مایع (همرفت)، انتقال و همرفت به صورت همزمان و یا عبور گرما به وسیله امواج الکترومغناطیسی(تشعشع).

از رایج ترین روش های می توان همرفت هوا را نام برد . این روش با کمک جاذبه یا به صورت مکانیکی انجام می شود . در این حالت یک المنت گرم کن در پایین محفظه نصب شده و گرمای  ناشی از آن از طریق جاذبه و یا توسط یک فن دمنده در داخل محفظه به گردش در می آید.

در مدلهایی که دیواره های محفظه انکوباتور گرم می باشد از روش انتقال برای عبور گرما استفاده می شود و در این روش ها سیستم گرم کن به صورت مستقیم با محفظه انکوباتور در ارتباط است.

در برخی از انکوباتور ها از پوشش آب استفاده شده و با عبور جریان  آب بین دیواره بیرونی و دیواره داخلی انکوباتور به روش های همرفت و انتقال محفظه را گرم می کنند. این روش ها از ویژگی آب در حفظ گرما بهره می برند . ابتدا حرارت از آب به دیواره محفظه متتقل می شود(همرفت) و سپس از طریق تمام سطح دیواره به مخفظه متتقل می شود.

برای کنترل دمای المنت گرم کن روشهای مختلفی  به کار برده می شود. ترموستات بیومکانیی یک از روشهای قدیمی و آسان برای این کار می باشد. این ترموستات به صورت نواری که از دو فلز تشکیل شده است جریان را حمل میکند این دو فلز ضریب انبساط متفاوتی داشته و با گرم شدن فلزها یکی از آنها بیشتر منبسط شده و  سبب می شود نوار خم شود در نتیجه اتصال با هیتر باز یا بسته می شود. در روشهای جدید کنترل دما از نوارهای بیومکانیک و یا میکروسوییچ ها استفاده می شود.

ترموستات هیدرولیکی روش دیگری در کنترل دما می باشد. این روش بر پایه قانون انبساط گرمایی مایعات کار می کند و دارای اجزای حباب، لوله مویین ، دیافراگم و مجموعه ای از اتصالات الکتریکی است. مکانیزم کاری آن بدین صورت است که پس از افزایش دمای حباب، مایع داخل سیستم منبسط می شود و در نتیجه آن دیافراگم به سمت خارج نیرو وارد میکند که باعث حرکت  رو به بیرون دیافراگم شده و این حرکت باعث باز و بسته شدن اتصالات الکتریکی می شود و در نهایت باعث کنترل قدرت گرمایی المنت گرم کن می شود.

از سایر تجهیزات کنترل دما می توان از ترموکوپل ها و ترمیستورها نام برد. اخیرا با پیشرفت علم برای مانیتور دمای محفظه داخلی انکوباتور از یک نیمه هادی در میکروپروسسور استفاده می شود که حتی کوچکترین تغییرات دما را مشخص و ثبت می کند. همچنین برخی از یونیت های کترل به سیلندر CO2 وصل می شوند تا در صورت کاهش فشار درون محفظه به حد مشخص ، این کمبود فشار را جبران کنند. در بعضی از سیستم ها نیز سیستم کنترلی دارای آلارم می باشد تا در صرت تغییر در درجه گرما اعلام شود.

مشکلات کاربری دستگاه:

ایراداهایی که از این دستگاه گزارش شده شامل فرسوده شدن قسمت درزگیر درب و به وجود آمدن منافذی بین درب دستگاه و بدنه آن است که باعث می شود رشد ارگانیسم ها با تهدید مواجه شود چرا که دستگاه برای کار نیاز به گرمای بالایی دارد که باز و بسته شدن بیش از حد درب، هم باعث آسیب و فرسودگی دستگاه و هم باعث کاهش دمای داخل محفظه دستگاه می شود.

نکات نگهداری دستگاه:

نظافت مداوم دستگاه توصیه شده که از رشد میکروارگانیسم های ناخواسته جلوگیری می کند.

نکات خرید دستگاه:

گزینه هایی مانند ابعاد، روش انتقال حرارت ، نوع عایق، امکان جابجا کردن قفسه ها و حجم محفظه و عملکرد دستگاه از مواردی هستند که در حین خرید دستگاه باید به آنها توجه شود.