Un incubateur de culture microbienne est crucial dans le processus de culture microbienne. La question de savoir si sa quantité, sa qualité, sa performance, sa précision et d'autres aspects répondent aux exigences de la culture sont liées à la question de savoir si le laboratoire peut fonctionner normalement. Diverses réglementations ont des exigences relativement élevées pour la température de la culture microbienne, avec une précision générale de ± 1 ℃, et certaines encore plus élevées à ± 0,5 ℃. Dans le même temps, la contamination est facile à se produire pendant la culture microbienne, ce qui oblige les utilisateurs à comprendre pleinement la qualité, les performances, la précision et d'autres aspects de l'incubateur lors de l'achat, afin de choisir le plus approprié.
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Structure et types d'incubateurs de culture microbiologique
Les incubateurs de la culture microbiologique sont largement utilisés dans des domaines de recherche tels que la microbiologie pharmaceutique, la microbiologie alimentaire, la microbiologie agricole, la microbiologie médicale et sont devenus l'un des instruments couramment utilisés dans les laboratoires de ces domaines. Le principe de l'incubateur est de simuler l'environnement de croissance des micro-organismes à l'intérieur d'un organisme vivant dans la chambre de l'incubateur et de fournir un dispositif pour cultiver des micro-organismes en dehors de leur habitat naturel.
Structure des incubateurs de la culture microbiologique
La plupart des incubateurs de culture microbiologique modernes sont faits de plaques d'acier de haute qualité et ont une structure de boîte verticale. La porte intérieure est généralement en verre trempé et les cloisons en acier inoxydable sont placées à l'intérieur de l'incubateur pour contenir les échantillons de culture. Les partitions sont mobiles et peuvent être ajustées en hauteur. Il y a un joint en caoutchouc en silicone entre la chambre de travail et la porte en verre, et il y a des conduits d'air chaud et froid à l'intérieur de l'incubateur pour la circulation des gaz lisses et même la distribution de la température. L'incubateur est équipé d'un système d'alarme limitant la température indépendante, qui interrompra automatiquement l'opération lorsque la température dépasse la limite définie. Les incubateurs de culture fongique consistent généralement en un système de réfrigération, un système de chauffage, un système de désinfection ultraviolette, une chambre de culture, un humidificateur d'air, un circuit de contrôle et un panneau d'exploitation. Les capteurs de température et d'humidité sont utilisés pour maintenir un environnement stable à l'intérieur de l'incubateur.
Classification des incubateurs de culture microbiologique
Les incubateurs de la culture microbiologique peuvent être classés en fonction de la méthode de chauffage comme à gorge d'eau ou à la gamme d'air. Les incubateurs à gorge d'eau chauffent la chambre interne en chauffant la couche liquide entourant l'incubateur. Cette méthode de chauffage est plus lente, mais peut maintenir une température constante à l'intérieur de l'incubateur pendant une période plus longue. Les incubateurs à gamise d'air chauffent la chambre interne en utilisant un élément de chauffage dans la couche de veste à air entourant l'incubateur.
Les incubateurs de culture microbiologique peuvent être classés en fonction de la méthode de contrôle de la température comme contrôle intelligent informatique (programmable) et ajustement automatique de la température constante (mécanique). Le contrôle intelligent informatique est la méthode de contrôle de la température grand public pour les incubateurs. La plupart des systèmes de contrôle intelligents informatiques utilisent des contrôleurs de PID de micro-ordinateurs comme unité de commande, avec des capteurs de température comme éléments thermiques. L'ensemble et les valeurs mesurées sont affichées numériquement, formant un système de contrôle complet.
Les périphériques de contrôle de la température de température constante constante utilisent souvent un type de bande 'métal ', qui utilise une bande métallique avec un coefficient d'extension thermique plus grand pour faire une forme en spirale. Une extrémité de la bande métallique est fixée sur la paroi intérieure de l'incubateur, et l'autre extrémité est équipée d'un point de contact mobile. À température normale, les deux points de contact sont fermés. Une fois l'alimentation allumée, la température à l'intérieur de l'incubateur augmente, provoquant une croissance de la bande métallique fixe en raison de la chaleur, en modifiant sa courbure et en faisant s'éloigner de l'autre extrémité du point de contact, en coupant le circuit et en arrêtant le chauffage. Lorsque la température tombe à un certain niveau, la bande de métal en spirale revient à sa forme d'origine, les deux points de contact entrent en contact et le circuit est activé, recommencer le chauffage. De cette façon, le circuit est allumé et éteint pour maintenir une température constante à l'intérieur de l'incubateur.
Selon l'environnement culturel, les incubateurs microbiologiques peuvent être classés comme incubateurs standard, incubateurs de dioxyde de carbone, incubateurs hypoxiques et incubateurs anaérobies
Selon l'organisme cible, les incubateurs de culture microbiologique peuvent être classés comme incubateurs de culture fongique, incubateurs à température constante, incubateurs à température constante et à l'humidité et incubateurs de la culture légère.
Selon le niveau d'automatisation de la température, les incubateurs de culture microbiologique peuvent être classés comme des incubateurs d'acquisition de température entièrement automatiques, des incubateurs d'acquisition de température semi-automatiques et des incubateurs d'acquisition manuelle.
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Facteurs de contamination dans la culture biologique
W Ind Speed and Wind Direction
Généralement, les incubateurs de culture microbiologique sont équipés de canaux d'air et de systèmes de circulation à l'intérieur de la chambre. La vitesse du vent appropriée et la direction du vent sont bénéfiques pour l'uniformité de la température de l'incubateur et pour la croissance normale des micro-organismes. Cependant, lorsque la vitesse du vent est trop élevée, elle peut faire sécher le milieu de culture et conduire à des résultats inexacts. De plus, selon les exigences de la pharmacopée, les boîtes de culture doivent être inversées pendant l'incubation. Après plusieurs validations à plat de culture vierge, il a été constaté qu'avec la même vitesse du vent, si la direction du flux d'air dans l'incubateur est opposée à la direction de la couverture de la boîte de culture, de la poussière et d'autres contaminants dans l'air peut facilement polluer les cultures microbiennes. Par conséquent, il est préférable que la direction du flux d'air dans l'incubateur soit cohérent avec la direction de la couverture de la boîte de culture pendant le fonctionnement.
Étanchéité à l'air ou étanchéité du plat de culture
Les boîtes de culture sont composées d'un fond circulaire plat et d'une couverture, et sont principalement en plastique et en verre. Les boîtes de culture utilisées dans les laboratoires microbiologiques ont généralement un diamètre de 90 mm et sont scellées avec une couverture. Il y a un certain espace entre le fond et la couverture du plat plat, et les deux ne sont pas complètement hermétiques. Cette conception peut répondre aux besoins en oxygène des micro-organismes aérobies, mais augmente également la possibilité de contamination.
En particulier, les boîtes de culture de différents fabricants ont des lacunes différentes entre le fond et la couverture en raison de différents processus et paramètres de moulage. Grâce à la vérification expérimentale, dans les mêmes conditions de culture, les boîtes de culture avec des lacunes plus importantes ont une probabilité et un degré de contamination plus élevés par rapport à ceux avec des lacunes plus petites. De plus, la différence de taille de l'écart entre le fond et la couverture du plat plat peut également provoquer des incohérences dans le niveau d'évaporation de l'humidité du milieu de culture dans la boîte de culture, conduisant à des résultats de culture incohérents.
Humidité à l'intérieur de l'incubateur de la culture
L'humidité est l'une des principales conditions de survie et de reproduction des micro-organismes. Les cellules microbiennes contiennent 70% à 85% d'eau et doivent vivre dans un environnement humide. L'effet de l'humidité sur la croissance microbienne passe par son effet sur l'activité de l'eau (AW) à l'intérieur des cellules microbiennes, affectant ainsi le métabolisme et la croissance. La croissance microbienne a un AW optimal, et lorsque AW diminue, la croissance microbienne ralentit et s'arrête à un certain niveau. L'AW minimum pendant le développement microbien varie, et l'humidité optimale pour la croissance et la reproduction de divers champignons et micro-organismes varie légèrement en fonction du genre.
D'une manière générale, les bactéries sont les plus sensibles, suivies de levure et de moisissure. Cela signifie que l'AW requis pour la croissance bactérienne est plus élevé que celui requis pour la levure, et l'AW requis pour la croissance des levures est plus élevé que celui requis pour la moisissure. En général, les bactéries ne peuvent pas croître lorsque AW <0,90, la plupart des levures sont inhibées lorsque AW <0,87, et la plupart des moisissures ne peuvent pas croître lorsque AW <0,80. La réduction de l'humidité réduira l'AW et ralentira le taux de croissance des micro-organismes.
Une humidité excessivement élevée ou faible dans l'incubateur de culture peut provoquer un déséquilibre d'humidité entre le milieu de culture et l'incubateur. Par exemple, si l'humidité dans l'incubateur est trop élevée, les gouttelettes d'eau peuvent se former sur la boîte de culture, goutter dans le milieu de culture et favoriser la croissance des bactéries, affectant les résultats expérimentaux. Si l'humidité dans l'incubateur est trop faible, une perte d'humidité du milieu de culture peut se produire, affectant la croissance des bactéries sur le milieu de culture. Par conséquent, la température et l'humidité appropriées sont bénéfiques pour la croissance des bactéries, de la moisissure et de la levure.
Les sources d'humidité à l'intérieur de l'incubateur de la culture sont:
1) la perte d'humidité du milieu de culture;
2) la régulation de l'humidité par le système de contrôle manuel ou automatique de l'incubateur de culture;
3) L'environnement où l'incubateur de culture est placé, qui est généralement un environnement naturel propre, sec et bien ventilé.
Déversement du matériel de culture
Le déversement du matériel de culture fait référence à la séparation accidentelle des substances liquides ou solides contenant des matières dangereuses biologiques du matériau d'emballage. Une fois qu'un risque biologique se déverse dans l'incubateur de la culture et que les micro-organismes se développent et se reproduisent, l'incubateur doit être nettoyé immédiatement. Des désinfectants efficaces doivent être utilisés pour désinfecter les parois intérieures de l'incubateur et tous les matériaux qui entrent en contact avec le matériau renversé, ou ils doivent être stérilisés sous haute pression.
Si un déversement d'une culture contenant du moule ou d'autres bactéries pathogènes n'est pas traitée rapidement et est par la suite utilisée pour cultiver d'autres micro-organismes, la moisissure résiduelle ou les bactéries pathogènes peuvent contaminer l'incubateur, conduisant à la contamination croisée et affectant la précision des résultats expérimentaux. Par conséquent, le déversement du matériel de culture doit être évité autant que possible dans les expériences quotidiennes. En cas de déversement, l'incubateur doit être nettoyé et désinfecté immédiatement par une personne qualifiée.
Si le matériau renversé contient du verre brisé, il ne doit pas être retiré ou jeté directement à la main. Au lieu de cela, il doit être manipulé avec un carton dur et une pince, placé dans un récipient de déchets durables, et les surfaces de l'instrument et de l'équipement doivent être essuyées deux fois avec de l'éthanol à 75% pendant 3 minutes. Enfin, les outils de nettoyage doivent être désinfectés.
Contamination environnementale
L'incubateur de culture doit être placé dans un environnement naturel propre, sec et bien ventilé. Si la propreté de l'air dans l'environnement est médiocre, il est facile d'élever les bactéries, les champignons et les virus, contaminant le milieu de culture par l'écart entre le fond et la couverture de la boîte de Pétri et affectant la précision des résultats de la culture.
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Sélection et gestion des incubateurs biochimiques
Lors de la sélection d'un incubateur biochimique, la première exigence est qu'elle doit avoir un contrôle précis sur la température et l'humidité. Deuxièmement, il devrait être en mesure d'empêcher efficacement la contamination microbienne au sein de l'incubateur, et idéalement, être en mesure d'éliminer régulièrement la contamination. Il existe de nombreux types d'incubateurs biochimiques, et lors de la sélection d'un, il est important de considérer les facteurs suivants en fonction des besoins pratiques et des conditions de laboratoire.
Méthode de chauffage des incubateurs biochimiques
L'avantage du chauffage de la veste d'eau est que lorsqu'il y a une panne de courant, le système peut maintenir la précision et la stabilité de la température dans l'incubateur pendant une période plus longue. Le temps où il maintient une température constante est de 3 à 4 fois celle d'un système de veste d'air. Ceci est bénéfique pour les expériences dans un environnement instable qui nécessitent des conditions stables sur une longue période de temps. Le chauffage de la veste à eau nécessite que l'eau soit ajoutée, vidé et nettoyée, et le fonctionnement du réservoir d'eau doit être surveillé régulièrement. Le chauffage de la veste à air a l'avantage de chauffer rapidement et de récupérer la température plus rapidement qu'un incubateur de la veste d'eau, ce qui est bénéfique pour la culture à court terme et l'ouverture et la fermeture fréquentes de la porte de l'incubateur.
Système de contrôle de la température et uniformité des incubateurs biochimiques
Un système de contrôle de température précis et fiable est une partie essentielle d'un incubateur. Il doit avoir trois fonctions de contrôle de la température indépendantes dans l'incubateur pour le contrôle de la température, le contrôle des alarmes par température et la surveillance de la température environnementale. Les paramètres du système de contrôle de la température comprennent la fluctuation de la température, la résolution de la température et l'uniformité de la température. L'uniformité de la température de l'incubateur est liée à la circulation du flux d'air dans l'incubateur, et un incubateur équipé d'un ventilateur et des canaux d'air dans l'enceinte doit être sélectionné.
Contrôle de la plage de température des incubateurs biochimiques
Sélectionnez un produit avec une plage de température appropriée basée sur la température expérimentale souhaitée. La plage de contrôle de la température d'un incubateur biochimique peut être: température ambiante 5 ℃ à 60 ℃, 0 ℃ à 60 ℃, 4 ℃ à 60 ℃ ou 5 ℃ à 50 ℃. Les incubateurs à température constante sont divisés en deux types: un avec un incubateur à basse température, qui maintient une température comprise entre 0 ℃ et 35 ℃, et comprend un système de réfrigération et un système de chauffage, ce qui le rend plus cher. Généralement, la température de ce type d'incubateur est définie pour être constante entre 0 ℃ et 50 ℃.
L'autre type est un incubateur à température ambiante, qui maintient une température au-dessus de la température ambiante. La température de ce type d'incubateur est généralement réglée pour être constante entre la température ambiante et 65 ℃. Le choix d'un incubateur à basse température est relativement simple, car il doit être sélectionné pour atteindre la température de culture souhaitée en dessous de la température ambiante.
Contrôle d'humidité relative des incubateurs biochimiques
Choisissez un incubateur avec une grande zone d'évaporation pour l'humidité, car une plus grande zone d'évaporation facilite l'atteinte de la saturation d'humidité relative, et le temps de récupération pour l'humidité après avoir ouvert et fermé la porte est plus court.
Système de désinfection et de stérilisation des incubateurs biochimiques
Le système de désinfection et de stérilisation d'un incubateur a généralement les méthodes suivantes: stérilisation UV, stérilisation à haute température et stérilisation du filtre HEPA de l'air à l'intérieur de l'incubateur. La capacité de stérilisation UV est inversement proportionnelle au carré de la distance entre la lampe UV et la cible, et plus loin, plus la capacité de stérilisation pire. Par conséquent, la stérilisation UV a ses limites et peut ne pas atteindre une stérilisation approfondie. La stérilisation à haute température est divisée en deux types: la stérilisation de la chaleur sèche et la stérilisation de la chaleur humide. La stérilisation par la chaleur humide a une efficacité de stérilisation plus élevée que la stérilisation de la chaleur sèche car la vapeur a une forte puissance de pénétration, et il est facile de provoquer une dénaturation ou une coagulation des protéines. Les filtres HEPA peuvent filtrer l'air à l'intérieur de l'incubateur, avec une efficacité de filtration de 99,97% pour les particules supérieures à 0,3 μm.
Capacité des incubateurs biochimiques
Si la capacité de l'incubateur est trop petite, elle peut ne pas suffire et si elle est trop grande, elle peut prendre trop de place. La capacité des incubateurs biochimiques va de petits incubateurs d'une capacité inférieure à 50L, adaptés aux laboratoires avec de petites cultures, à de grands incubateurs d'une capacité de plus de 400L, adaptés aux grands laboratoires. La capacité d'incubateur couramment utilisée se situe entre ces deux gammes, et la capacité doit être sélectionnée en fonction des besoins pratiques. Il est également important de réserver un certain espace pour garantir que les besoins futurs peuvent être satisfaits.
Matériel d'incubateurs biochimiques
Il existe généralement deux types de matériaux utilisés pour la chambre intérieure des incubateurs microbiologiques disponibles sur le marché: le fer (matériau galvanisé) et l'acier inoxydable. Les chambres en fer sont plus légères et plus pratiques pour le transport, tandis que l'acier inoxydable est plus durable. Actuellement, le matériau le plus populaire pour la chambre intérieure est l'acier inoxydable 304, qui est plus résistant à la corrosion et durable que les plaques en acier roulées à froid traditionnelles. Si la chambre intérieure a une structure d'angle arrondie, il est facile à nettoyer et ne laisse aucun coin mort.
Facteur de prix lors de l'achat d'un incubateur microbiologique
Les incubateurs avec des configurations plus élevées telles que la protection par mot de passe, le réglage automatique à haute température et les dispositifs d'alarme, les systèmes d'étalonnage automatiques, les systèmes d'affichage LCD / les systèmes de sortie de données, etc. sont plus pratiques à utiliser et ont de bonnes performances, mais ils sont plus chers en raison de leurs fonctions complètes. Par conséquent, il est important de choisir un incubateur qui correspond à votre budget et à la culture principale des besoins pour atteindre le meilleur rapport qualité-prix.
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L'utilisation, la surveillance et le maintien des incubateurs microbiologiques
Lors du transport, de la réparation et du maintien de l'incubateur, l'angle d'inclinaison maximum doit être inférieur à 45 degrés. L'incubateur doit être placé dans une zone fraîche, sec et bien ventilée, loin des sources de chaleur et la lumière directe du soleil. La coquille extérieure de l'incubateur doit être ancrée de manière fiable et placée régulièrement pour éviter le bruit due aux vibrations. La distance entre l'incubateur et la paroi doit être supérieure à 10 cm, il devrait y avoir un espace de 5 cm sur le côté de l'incubateur, et il devrait y avoir au moins 30 cm d'espace au-dessus de l'incubateur pour assurer une bonne dissipation thermique du système de réfrigération.
Avant d'utiliser l'équipement, vérifiez soigneusement si la tension d'alimentation correspond aux exigences de l'instrument. Si l'incubateur utilise une bougie à trois volets, la prise doit être correctement mise à la terre pour assurer un contact fiable entre le fil de terre de l'incubateur et le fil de terre d'alimentation. La culture de l'incubateur ne doit pas être placée trop étroitement pour assurer une distribution de température uniforme. Les articles placés sur chaque couche de la grille métallique ne doivent pas être trop lourds pour éviter de plier ou de briser la grille métallique et d'endommager la culture.
Ne placez pas des articles trop chauds ou trop froids dans l'incubateur. Lorsque vous prenez ou placez des objets, fermez la porte de l'incubateur pour maintenir une température constante. Ne pas allumer ou désactiver fréquemment l'incubateur dans un court laps de temps pour éviter le démarrage continu du compresseur. Lorsque l'incubateur fonctionne, évitez d'ouvrir fréquemment la porte pour maintenir la stabilité de la température et empêcher la poussière et la saleté d'entrer. Lorsque l'appareil n'est pas utilisé, éteignez le commutateur d'alimentation principal et le commutateur d'alimentation à l'arrière de l'appareil et débranchez la fiche d'alimentation pour un stockage à long terme. Lorsque l'incubateur se refroidit, la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de l'incubateur ne doit pas dépasser 25 ℃.
Pendant le fonctionnement continu, observez si l'incubateur fonctionne normalement tous les jours et effectuez une validation de performance annuelle sur l'instrument. Après avoir nettoyé et désinfecté l'incubateur, placez plusieurs boîtes de culture vierges à l'intérieur, certaines couvertes et certaines découvertes, pour tester si la couverture affecte les résultats du test et la quantité de contamination dans les plats découverts.
Lors du nettoyage de l'incubateur, essuyez la paroi intérieure de l'incubateur avec de la gaze imbibée d'alcool pour une désinfection, puis essuyez l'alcool avec un chiffon sec. S'il s'agit d'un incubateur de moisissure, utilisez un désinfectant qui peut éliminer les moisissures ou effectuer une stérilisation UV régulière pour réduire la contamination des moisissures. N'utilisez pas de solutions acides / alcalines ou corrosives pour essuyer la surface extérieure. Pendant la surveillance de l'incubateur, si un chauffage ou un refroidissement anormal, une fermeture soudaine ou d'autres anomalies sont trouvées, la réparation doit être effectuée rapidement et les dossiers d'entretien doivent être conservés.
