Una incubadora de cultivo microbiano es crucial en el proceso de cultivo microbiano. Si su cantidad, calidad, rendimiento, precisión y otros aspectos cumplen con los requisitos de la cultura está relacionado con si el laboratorio puede funcionar normalmente. Varias regulaciones tienen requisitos relativamente altos para la temperatura del cultivo microbiano, con una precisión general de ±1 ℃, y algunas incluso superiores a ±0,5 ℃. Al mismo tiempo, es fácil que se produzca contaminación durante el cultivo microbiano, lo que requiere que los usuarios comprendan completamente la calidad, el rendimiento, la precisión y otros aspectos de la incubadora al comprar, para poder elegir la más adecuada.
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Estructura y tipos de incubadoras de cultivos microbiológicos.
Las incubadoras de cultivos microbiológicos se utilizan ampliamente en campos de investigación como la microbiología farmacéutica, la microbiología de alimentos, la microbiología agrícola y la microbiología médica, y se han convertido en uno de los instrumentos más utilizados en los laboratorios de estas áreas. El principio de la incubadora es simular el entorno de crecimiento de microorganismos dentro de un organismo vivo dentro de la cámara de la incubadora y proporcionar un dispositivo para cultivar microorganismos fuera de su hábitat natural.
Estructura de las incubadoras de cultivos microbiológicos.
La mayoría de las incubadoras de cultivos microbiológicos modernas están hechas de placas de acero de alta calidad y tienen una estructura de caja vertical. La puerta interior generalmente está hecha de vidrio templado y se colocan particiones de acero inoxidable dentro de la incubadora para contener las muestras de cultivo. Las particiones son móviles y regulables en altura. Hay un sello de goma de silicona entre la cámara de trabajo y la puerta de vidrio, y hay conductos de aire frío y caliente dentro de la incubadora para una circulación suave del gas y una distribución uniforme de la temperatura. La incubadora está equipada con un sistema de alarma independiente de limitación de temperatura, que interrumpirá automáticamente el funcionamiento cuando la temperatura supere el límite establecido. Las incubadoras de cultivos de hongos generalmente constan de un sistema de refrigeración, un sistema de calefacción, un sistema de desinfección ultravioleta, una cámara de cultivo, un humidificador de aire, un circuito de control y un panel operativo. Los sensores de temperatura y humedad se utilizan para mantener un ambiente estable dentro de la incubadora.
Clasificación de incubadoras de cultivos microbiológicos.
Las incubadoras de cultivos microbiológicos se pueden clasificar según el método de calentamiento en con camisa de agua o con camisa de aire. Las incubadoras con camisa de agua calientan la cámara interna calentando la capa líquida que rodea la incubadora. Este método de calentamiento es más lento, pero puede mantener una temperatura constante dentro de la incubadora durante un período de tiempo más largo. Las incubadoras con camisa de aire calientan la cámara interna mediante el uso de un elemento calefactor en la capa de la camisa de aire que rodea la incubadora.
Las incubadoras de cultivos microbiológicos se pueden clasificar según el método de control de temperatura en control inteligente por computadora (programable) y ajuste automático de temperatura constante (mecánico). El control inteligente por computadora es el método principal de control de temperatura para las incubadoras. La mayoría de los sistemas de control inteligente por computadora utilizan controladores PID de microcomputadora como unidad de control, con sensores de temperatura como elementos térmicos. Los valores ajustados y medidos se muestran digitalmente, formando un sistema de control completo.
Los dispositivos de control de temperatura con ajuste automático de temperatura constante a menudo utilizan un tipo de 'tira de metal', que utiliza una tira de metal con un coeficiente de expansión térmica mayor para formar una forma de espiral. Un extremo de la tira de metal está fijado a la pared interior de la incubadora y el otro extremo está equipado con un punto de contacto móvil. A temperatura normal, los dos puntos de contacto están cerrados. Una vez encendida la corriente, la temperatura dentro de la incubadora aumenta, provocando que la tira metálica fija se expanda debido al calor, cambiando su curvatura y provocando que el otro extremo del punto de contacto se aleje, cortando el circuito y deteniendo el calentamiento. Cuando la temperatura baja hasta un cierto nivel, la tira metálica en espiral vuelve a su forma original, los dos puntos de contacto entran en contacto y se enciende el circuito, reiniciando el calentamiento. De esta forma, el circuito se enciende y apaga para mantener una temperatura constante en el interior de la incubadora.
Según el entorno de cultivo, las incubadoras de cultivos microbiológicos se pueden clasificar en incubadoras estándar, incubadoras de dióxido de carbono, incubadoras hipóxicas e incubadoras anaeróbicas.
Según el organismo objetivo, las incubadoras de cultivos microbiológicos se pueden clasificar en incubadoras de cultivos de hongos, incubadoras de temperatura constante, incubadoras de temperatura y humedad constantes e incubadoras de cultivos ligeros.
Según el nivel de automatización de la temperatura, las incubadoras de cultivos microbiológicos se pueden clasificar como incubadoras de adquisición de temperatura totalmente automáticas, incubadoras de adquisición de temperatura semiautomáticas e incubadoras de adquisición de temperatura manual.
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Factores de contaminación en cultivo biológico
vientoVelocidad y dirección del
Generalmente, las incubadoras de cultivos microbiológicos están equipadas con conductos de aire y sistemas de circulación dentro de la cámara. Una velocidad y dirección del viento adecuadas son beneficiosas para la uniformidad de la temperatura de la incubadora y para el crecimiento normal de los microorganismos. Sin embargo, cuando la velocidad del viento es demasiado alta, puede provocar que el medio de cultivo se seque y dar lugar a resultados inexactos. Además, según los requisitos de la farmacopea, las placas de cultivo deben invertirse durante la incubación. Después de múltiples validaciones de placas de cultivo en blanco, se descubrió que, con la misma velocidad del viento, si la dirección del flujo de aire en la incubadora es opuesta a la dirección de la cubierta de la placa de cultivo, el polvo y otros contaminantes en el aire pueden contaminar fácilmente los cultivos microbianos. Por lo tanto, es mejor que la dirección del flujo de aire en la incubadora sea consistente con la dirección de la cubierta de la placa de cultivo durante la operación.
Hermeticidad o estanqueidad del plato de cultivo
Los platos de cultivo se componen de un fondo circular plano y una tapa, y están hechos principalmente de plástico y vidrio. Las placas de cultivo utilizadas en los laboratorios microbiológicos suelen tener un diámetro de 90 mm y están cerradas con una tapa. Hay un cierto espacio entre el fondo y la tapa del plato plano, y los dos no son completamente herméticos. Este diseño puede satisfacer las necesidades de oxígeno de los microorganismos aeróbicos pero también aumenta la posibilidad de contaminación.
Especialmente, los platos de cultivo de diferentes fabricantes tienen diferentes espacios entre el fondo y la tapa debido a los diferentes procesos y parámetros de moldeo. Mediante verificación experimental, en las mismas condiciones de cultivo, las placas de cultivo con espacios más grandes tienen una mayor probabilidad y grado de contaminación en comparación con aquellas con espacios más pequeños. Además, la diferencia en el tamaño del espacio entre el fondo y la cubierta del plato plano también puede causar inconsistencias en el nivel de evaporación de humedad del medio de cultivo en el plato de cultivo, lo que lleva a resultados de cultivo inconsistentes.
Humedad dentro de la incubadora de cultivos
La humedad es una de las principales condiciones para la supervivencia y reproducción de los microorganismos. Las células microbianas contienen entre un 70% y un 85% de agua y deben vivir en un ambiente húmedo. El efecto de la humedad sobre el crecimiento microbiano se debe a su efecto sobre la actividad del agua (AW) dentro de las células microbianas, afectando así el metabolismo y el crecimiento. El crecimiento microbiano tiene un AW óptimo y cuando el AW disminuye, el crecimiento microbiano se ralentiza y se detiene en un cierto nivel. El AW mínimo durante el desarrollo microbiano varía, y la humedad óptima para el crecimiento y reproducción de diversos hongos y microorganismos varía ligeramente según el género.
En general, las bacterias son las más sensibles, seguidas de las levaduras y los mohos. Esto significa que el AW requerido para el crecimiento bacteriano es mayor que el requerido para la levadura, y el AW requerido para el crecimiento de la levadura es mayor que el requerido para el moho. En general, las bacterias no pueden crecer cuando AW <0,90, la mayoría de las levaduras se inhiben cuando AW <0,87 y la mayoría de los mohos no pueden crecer cuando AW <0,80. Reducir la humedad reducirá el AW y ralentizará la tasa de crecimiento de los microorganismos.
Una humedad excesivamente alta o baja en la incubadora de cultivo puede provocar un desequilibrio de humedad entre el medio de cultivo y la incubadora. Por ejemplo, si la humedad en la incubadora es demasiado alta, se pueden formar gotas de agua en la placa de cultivo, gotear en el medio de cultivo y promover el crecimiento de bacterias, afectando los resultados experimentales. Si la humedad en la incubadora es demasiado baja, puede producirse una pérdida de humedad del medio de cultivo, lo que afecta el crecimiento de bacterias en el medio de cultivo. Por lo tanto, una temperatura y humedad adecuadas son beneficiosas para el crecimiento de bacterias, moho y levaduras.
Las fuentes de humedad dentro de la incubadora de cultivos son:
1) la pérdida de humedad del medio de cultivo;
2) la regulación de la humedad mediante el sistema de control manual o automático de la incubadora de cultivos;
3) el ambiente donde se coloca la incubadora de cultivos, que suele ser un ambiente natural limpio, seco y bien ventilado.
Derrame del material de cultivo
El derrame del material de cultivo se refiere a la separación accidental de sustancias líquidas o sólidas que contienen materiales biológicos peligrosos del material de embalaje. Una vez que un peligro biológico se derrama en la incubadora de cultivo y los microorganismos crecen y se reproducen, la incubadora debe limpiarse inmediatamente. Se deben utilizar desinfectantes eficaces para desinfectar las paredes internas de la incubadora y todos los materiales que entren en contacto con el material derramado, o se deben esterilizar a alta presión.
Si un derrame de un cultivo que contiene moho u otras bacterias patógenas no se trata con prontitud y posteriormente se utiliza para cultivar otros microorganismos, el moho residual o las bacterias patógenas pueden contaminar la incubadora, provocando una contaminación cruzada y afectando la precisión de los resultados experimentales. Por lo tanto, se debe evitar en la medida de lo posible el derrame de material de cultivo en los experimentos diarios. Si se produce un derrame, una persona calificada debe limpiar y desinfectar inmediatamente la incubadora.
Si el material derramado contiene vidrios rotos, no se debe retirar ni desechar directamente con la mano. En su lugar, debe manipularse con cartón duro y pinzas, colocarse en un contenedor de residuos duradero y las superficies del instrumento y del equipo deben limpiarse dos veces con etanol al 75% durante 3 minutos. Finalmente, se deben desinfectar las herramientas de limpieza.
Contaminación ambiental
La incubadora de cultivos debe colocarse en un ambiente natural limpio, seco y bien ventilado. Si la limpieza del aire en el ambiente es deficiente, es fácil que se generen bacterias, hongos y virus, contaminando el medio de cultivo a través del espacio entre el fondo y la tapa de la placa de Petri y afectando la precisión de los resultados del cultivo.
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Selección y Manejo de Incubadoras Bioquímicas
A la hora de seleccionar una incubadora bioquímica, el primer requisito es que tenga un control preciso de la temperatura y la humedad. En segundo lugar, debería poder prevenir eficazmente la contaminación microbiana dentro de la incubadora e, idealmente, eliminar la contaminación periódicamente. Existen muchos tipos de incubadoras bioquímicas y, al seleccionar una, es importante considerar los siguientes factores según las necesidades prácticas y las condiciones del laboratorio.
Método de calentamiento de incubadoras bioquímicas.
La ventaja del calentamiento de la camisa de agua es que cuando hay un corte de energía, el sistema puede mantener la precisión y estabilidad de la temperatura dentro de la incubadora durante un período de tiempo más largo. El tiempo que mantiene una temperatura constante es de 3 a 4 veces mayor que el de un sistema con camisa de aire. Esto resulta beneficioso para experimentos en un entorno inestable que requieren condiciones estables durante un largo período de tiempo. El calentamiento de la camisa de agua requiere agregar, vaciar y limpiar agua, y es necesario monitorear periódicamente el funcionamiento del tanque de agua. El calentamiento con camisa de aire tiene la ventaja de calentarse rápidamente y recuperar la temperatura más rápidamente que una incubadora con camisa de agua, lo cual es beneficioso para cultivos a corto plazo y para abrir y cerrar frecuentemente la puerta de la incubadora.
Sistema de control de temperatura y uniformidad de incubadoras bioquímicas.
Un sistema de control de temperatura preciso y confiable es una parte esencial de una incubadora. Debe tener tres funciones de control de temperatura independientes dentro de la incubadora para control de temperatura, control de alarma de sobretemperatura y monitoreo de temperatura ambiental. Los parámetros del sistema de control de temperatura incluyen fluctuación de temperatura, resolución de temperatura y uniformidad de temperatura. La uniformidad de la temperatura de la incubadora está relacionada con la circulación del flujo de aire dentro de la incubadora, y se debe seleccionar una incubadora equipada con un ventilador y conductos de aire dentro del recinto.
Control del rango de temperatura de incubadoras bioquímicas
Seleccione un producto con un rango de temperatura adecuado según la temperatura experimental deseada. El rango de control de temperatura de una incubadora bioquímica puede ser: temperatura ambiente de 5 ℃ a 60 ℃, de 0 ℃ a 60 ℃, de 4 ℃ a 60 ℃ o de 5 ℃ a 50 ℃. Las incubadoras de temperatura constante se dividen en dos tipos: una con incubadora de baja temperatura, que mantiene una temperatura entre 0 ℃ y 35 ℃, e incluye un sistema de refrigeración y un sistema de calefacción, lo que la hace más cara. Generalmente, la temperatura de este tipo de incubadora se establece de manera constante entre 0 ℃ y 50 ℃.
El otro tipo es una incubadora a temperatura ambiente, que mantiene una temperatura superior a la temperatura ambiente. La temperatura de este tipo de incubadora generalmente se establece en una temperatura constante entre temperatura ambiente y 65 ℃. La elección de una incubadora de baja temperatura es relativamente sencilla, ya que debe seleccionarse para alcanzar la temperatura de cultivo deseada por debajo de la temperatura ambiente.
Control de humedad relativa de incubadoras bioquímicas
Elija una incubadora con un área de evaporación grande para la humedad, ya que un área de evaporación más grande facilita alcanzar la saturación de humedad relativa y el tiempo de recuperación de la humedad después de abrir y cerrar la puerta es más corto.
Sistema de Desinfección y Esterilización de Incubadoras Bioquímicas
El sistema de desinfección y esterilización de una incubadora generalmente cuenta con los siguientes métodos: esterilización UV, esterilización a alta temperatura y esterilización con filtro HEPA del aire dentro de la incubadora. La capacidad de esterilización UV es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre la lámpara UV y el objetivo, y cuanto más lejos, peor es la capacidad de esterilización. Por lo tanto, la esterilización UV tiene sus limitaciones y es posible que no logre una esterilización completa. La esterilización a alta temperatura se divide en dos tipos: esterilización por calor seco y esterilización por calor húmedo. La esterilización por calor húmedo tiene una mayor eficiencia de esterilización que la esterilización por calor seco porque el vapor tiene un fuerte poder de penetración y es fácil provocar la desnaturalización o coagulación de las proteínas. Los filtros HEPA pueden filtrar el aire dentro de la incubadora, con una eficiencia de filtración del 99,97% para partículas de más de 0,3μm.
Capacidad de las incubadoras bioquímicas
Si la capacidad de la incubadora es demasiado pequeña, puede que no sea suficiente, y si es demasiado grande, puede que ocupe demasiado espacio. La capacidad de las incubadoras bioquímicas va desde pequeñas incubadoras con capacidad inferior a 50L, adecuadas para laboratorios con pequeños cultivos, hasta grandes incubadoras con capacidad superior a 400L, adecuadas para grandes laboratorios. La capacidad de la incubadora comúnmente utilizada se encuentra entre estos dos rangos y la capacidad debe seleccionarse en función de las necesidades prácticas. También es importante reservar algo de espacio para garantizar que se puedan satisfacer las necesidades futuras.
Material de incubadoras bioquímicas.
Generalmente existen en el mercado dos tipos de materiales utilizados para la cámara interior de las incubadoras microbiológicas: hierro (material galvanizado) y acero inoxidable. Las cámaras de hierro son más ligeras y cómodas de transportar, mientras que las de acero inoxidable son más duraderas. Actualmente, el material más popular para la cámara interior es el acero inoxidable 304, que es más resistente a la corrosión y duradero que las placas de acero laminadas en frío tradicionales. Si la cámara interior tiene una estructura de esquinas redondeadas, es fácil de limpiar y no deja rincones muertos.
Factor de precio al comprar una incubadora microbiológica
Las incubadoras con configuraciones más altas, como protección con contraseña, dispositivos de alarma y ajuste automático de alta temperatura, sistemas de calibración automática, sistemas de visualización LCD/sistemas de salida de datos, etc., son más cómodas de usar y tienen un buen rendimiento, pero son más caras debido a sus funciones integrales. Por ello, es importante elegir una incubadora que se ajuste a tu presupuesto y necesidades principales de cultivo para conseguir la mejor relación calidad-precio.
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El uso, seguimiento y mantenimiento de incubadoras microbiológicas.
Al transportar, reparar y mantener la incubadora, el ángulo máximo de inclinación debe ser inferior a 45 grados. La incubadora debe colocarse en un lugar fresco, seco y bien ventilado, lejos de fuentes de calor y de la luz solar directa. La carcasa exterior de la incubadora debe estar conectada a tierra de manera confiable y colocada de manera constante para evitar el ruido debido a la vibración. La distancia entre la incubadora y la pared debe ser superior a 10 cm, debe haber un espacio de 5 cm en el costado de la incubadora y debe haber al menos 30 cm de espacio encima de la incubadora para garantizar una buena disipación del calor del sistema de refrigeración.
Antes de usar el equipo, verifique cuidadosamente si el voltaje de la fuente de alimentación coincide con los requisitos del instrumento. Si la incubadora utiliza un enchufe de tres clavijas, el enchufe debe estar conectado a tierra adecuadamente para garantizar un contacto confiable entre el cable de tierra de la incubadora y el cable de tierra de la fuente de alimentación. El cultivo en la incubadora no debe colocarse demasiado apretado para asegurar una distribución uniforme de la temperatura. Los elementos colocados en cada capa de la rejilla metálica no deben ser demasiado pesados para evitar doblar o romper la rejilla metálica y dañar el cultivo.
No coloque artículos demasiado calientes o demasiado fríos en la incubadora. Al tomar o colocar artículos, cierre la puerta de la incubadora para mantener la temperatura constante. No encienda ni apague la incubadora con frecuencia en un período corto de tiempo para evitar el arranque continuo del compresor. Cuando la incubadora esté funcionando, evite abrir la puerta con frecuencia para mantener la estabilidad de la temperatura y evitar que entre polvo y suciedad. Cuando el dispositivo no esté en uso, apague el interruptor de alimentación principal y el interruptor de encendido en la parte posterior del dispositivo, y desenchúfelo para un almacenamiento prolongado. Cuando la incubadora se está enfriando, la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de la incubadora no debe exceder los 25 ℃.
Durante el funcionamiento continuo, observe si la incubadora funciona normalmente todos los días y realice una validación anual del rendimiento del instrumento. Después de limpiar y desinfectar la incubadora, coloque varios platos de cultivo en blanco en el interior, algunos cubiertos y otros descubiertos, para comprobar si la cubierta afecta los resultados de la prueba y cuánta contaminación hay en los platos descubiertos.
Al limpiar la incubadora, limpie la pared interior de la incubadora con una gasa empapada en alcohol para desinfectar y luego limpie el alcohol con un paño seco. Si se trata de una incubadora de moho, utilice un desinfectante que pueda eliminar el moho o realice una esterilización UV regular para reducir la contaminación por moho. No utilice soluciones ácidas/alcalinas u otras soluciones corrosivas para limpiar la superficie exterior. Durante el monitoreo de la incubadora, si se encuentran calentamiento o enfriamiento anormales, apagado repentino u otras anomalías, se debe realizar la reparación de inmediato y se deben mantener registros de mantenimiento.
