Un incubatore di colture microbiche è cruciale nel processo di coltura microbica. Se la sua quantità, qualità, prestazioni, precisione e altri aspetti soddisfano i requisiti della cultura è correlato al fatto che il laboratorio possa operare normalmente. Vari regolamenti hanno requisiti relativamente elevati per la temperatura della coltura microbica, con una precisione generale di ± 1 ℃ e alcuni ancora più alti a ± 0,5 ℃. Allo stesso tempo, la contaminazione è facile da verificarsi durante la cultura microbica, che richiede agli utenti di comprendere appieno la qualità, le prestazioni, l'accuratezza e altri aspetti dell'incubatrice durante l'acquisto, al fine di scegliere quello più adatto.
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Struttura e tipi di incubatori di colture microbiologiche
Gli incubatori di colture microbiologiche sono ampiamente utilizzati in campi di ricerca come microbiologia farmaceutica, microbiologia alimentare, microbiologia agricola, microbiologia medica e sono diventati uno degli strumenti comunemente usati nei laboratori in queste aree. Il principio dell'incubatrice è di simulare l'ambiente di crescita dei microrganismi all'interno di un organismo vivente all'interno della camera dell'incubatore e fornire un dispositivo per coltivare microrganismi al di fuori del loro habitat naturale.
Struttura degli incubatori di colture microbiologiche
La maggior parte dei moderni incubatori di colture microbiologiche sono realizzate con piastre d'acciaio di alta qualità e hanno una struttura in scatola verticale. La porta interna è generalmente fatta di vetro temperato e le partizioni in acciaio inossidabile sono posizionate all'interno dell'incubatrice per tenere i campioni di coltura. Le partizioni sono mobili e possono essere regolate in altezza. C'è una guarnizione in gomma siliconica tra la camera di lavoro e la porta di vetro e ci sono condotti di aria calda e fredda all'interno dell'incubatore per la circolazione di gas liscia e persino la distribuzione della temperatura. L'incubatore è dotato di un sistema di allarme di limitazione della temperatura indipendente, che interromperà automaticamente l'operazione quando la temperatura supera il limite impostato. Gli incubatori di colture fungine generalmente consistono in sistema di refrigerazione, sistema di riscaldamento, sistema di disinfezione ultravioletta, camera di coltura, umidificatore d'aria, circuito di controllo e pannello operativo. I sensori di temperatura e umidità vengono utilizzati per mantenere un ambiente stabile all'interno dell'incubatrice.
Classificazione degli incubatori di colture microbiologiche
Gli incubatori di colture microbiologiche possono essere classificati in base al metodo di riscaldamento come ad acqua o ad aria. Gli incubatori ad acqua riscaldano la camera interna riscaldando lo strato liquido che circonda l'incubatore. Questo metodo di riscaldamento è più lento, ma può mantenere una temperatura costante all'interno dell'incubatrice per un periodo di tempo più lungo. Gli incubatori ad aria riscaldano la camera interna usando un elemento di riscaldamento nello strato della giacca dell'aria che circonda l'incubatore.
Gli incubatori di colture microbiologiche possono essere classificati in base al metodo di controllo della temperatura come controllo informatico (programmabile) e regolazione automatica della temperatura costante (meccanica). Il controllo informatico informatico è il metodo di controllo della temperatura tradizionale per gli incubatori. La maggior parte dei sistemi di controllo intelligenti informatici utilizza i controller PID di microcomputer come unità di controllo, con sensori di temperatura come elementi termici. I valori set e misurati vengono visualizzati digitalmente, formando un sistema di controllo completo.
I dispositivi di controllo della temperatura della temperatura costante automatica utilizzano spesso un tipo 'metallo ', che utilizza una striscia di metallo con un coefficiente di espansione termica maggiore per creare una forma a spirale. Un'estremità della striscia di metallo è fissata sulla parete interna dell'incubatore e l'altra estremità è dotata di un punto di contatto mobile. A temperatura normale, i due punti di contatto sono chiusi. Dopo l'accensione della potenza, la temperatura all'interno dell'incubatrice aumenta, causando l'espansione della striscia di metallo fissa a causa del calore, cambiando la sua curvatura e causando la distanza dall'altra parte del punto di contatto, tagliando il circuito e fermando il riscaldamento. Quando la temperatura scende a un certo livello, la striscia di metallo a spirale ritorna alla sua forma originale, i due punti di contatto entrano in contatto e il circuito viene acceso, ricominciando il riscaldamento. In questo modo, il circuito viene acceso e spento per mantenere una temperatura costante all'interno dell'incubatrice.
Secondo l'ambiente di coltura di coltura, gli incubatori di colture microbiologici possono essere classificati come incubatori standard, incubatori di anidride carbonica, incubatori ipossici e incubatrici anaerobici
Secondo l'organismo target gli incubatori di coltura microbiologica possono essere classificati come incubatrici di coltura fungina, incubatrici di temperatura costante, incubatori di temperatura e umidità costanti e incubatori di colture luminose.
Secondo il livello di automazione della temperatura, gli incubatori di colture microbiologiche possono essere classificati come incubatrici di acquisizione della temperatura completamente automatica, incubatori di acquisizione della temperatura semiautomatica e incubatori di acquisizione della temperatura manualmente.
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Fattori di contaminazione nella cultura biologica
Win velocità e direzione del vento
Generalmente, gli incubatori di colture microbiologiche sono dotati di dotti dell'aria e sistemi di circolazione all'interno della camera. La velocità del vento e la direzione del vento appropriate sono utili per l'uniformità della temperatura dell'incubatore e per la normale crescita dei microrganismi. Tuttavia, quando la velocità del vento è troppo alta, può far asciugare il terreno di coltura e portare a risultati imprecisi. Inoltre, secondo i requisiti della farmacopea, i piatti di coltura dovrebbero essere invertiti durante l'incubazione. Dopo più convalide di piatti di coltura in bianco, si è scoperto che, con la stessa velocità del vento, se la direzione del flusso d'aria nell'incubatrice è opposta alla direzione della copertura del piatto di coltura, della polvere e di altri contaminanti nell'aria può facilmente inquinare le colture microbiche. Pertanto, è meglio che la direzione del flusso d'aria nell'incubatore sia coerente con la direzione della copertura del piatto di coltura durante il funzionamento.
Ermetica o tenuta del piatto di cultura
I piatti di coltura sono composti da un fondo circolare piatto e una copertura e sono principalmente realizzati in plastica e vetro. I piatti di coltura utilizzati nei laboratori microbiologici di solito hanno un diametro di 90 mm e sono sigillati con una copertura. C'è un certo spazio tra il fondo e la copertura del piatto piatto e i due non sono completamente ermetici. Questo design può soddisfare i requisiti di ossigeno dei microrganismi aerobici ma aumenta anche la possibilità di contaminazione.
In particolare, i piatti di coltura di diversi produttori hanno diversi lacune tra il fondo e la copertura a causa di diversi processi e parametri di stampaggio. Attraverso la verifica sperimentale, nelle stesse condizioni di coltura, i piatti di coltura con lacune più grandi hanno una probabilità più elevata e un grado di contaminazione rispetto a quelli con lacune più piccole. Inoltre, la differenza nella dimensione del gap tra il fondo e la copertura del piatto piatto può anche causare incoerenze a livello di evaporazione dell'umidità dal terreno di coltura nel piatto di coltura, portando a risultati incoerenti della coltura.
Umidità all'interno dell'incubatore di colture
L'umidità è una delle condizioni principali per la sopravvivenza e la riproduzione dei microrganismi. Le cellule microbiche contengono dal 70% all'85% dell'acqua e devono vivere in un ambiente umido. L'effetto dell'umidità sulla crescita microbica è attraverso il suo effetto sull'attività dell'acqua (AW) all'interno delle cellule microbiche, influenzando così il metabolismo e la crescita. La crescita microbica ha un AW ottimale e quando AW diminuisce, la crescita microbica rallenta e si ferma a un certo livello. L'AW minimo durante lo sviluppo microbico varia e l'umidità ottimale per la crescita e la riproduzione di vari funghi e microrganismi varia leggermente a seconda del genere.
In generale, i batteri sono i più sensibili, seguiti da lievito e muffa. Ciò significa che l'AW richiesto per la crescita batterica è superiore a quello richiesto per il lievito e l'AW richiesto per la crescita del lievito è superiore a quello richiesto per la muffa. In generale, i batteri non possono crescere quando AW <0,90, la maggior parte del lievito è inibita quando AW <0,87 e la maggior parte della muffa non può crescere quando AW <0,80. La riduzione dell'umidità abbasserà l'AW e rallenterà il tasso di crescita dei microrganismi.
L'umidità eccessiva o bassa nell'incubatrice della coltura può causare uno squilibrio di umidità tra il terreno di coltura e l'incubatrice. Ad esempio, se l'umidità nell'incubatrice è troppo alta, le goccioline d'acqua possono formarsi sul piatto di coltura, gocciolare nel terreno di coltura e promuovere la crescita dei batteri, influenzando i risultati sperimentali. Se l'umidità nell'incubatrice è troppo bassa, può verificarsi perdita di umidità dal terreno di coltura, influenzando la crescita dei batteri sul terreno di coltura. Pertanto, la temperatura e l'umidità adeguate sono utili per la crescita di batteri, muffe e lievito.
Le fonti di umidità all'interno dell'incubatore della cultura sono:
1) la perdita di umidità dal terreno di coltura;
2) la regolamentazione dell'umidità da parte del sistema di controllo manuale o automatico dell'incubatrice della coltura;
3) L'ambiente in cui è collocato l'incubatore di colture, che di solito è un ambiente naturale pulito, secco e ben ventilato.
Fuoriuscita del materiale culturale
La fuoriuscita del materiale di coltura si riferisce alla separazione accidentale di sostanze liquide o solide contenenti materiali pericolosi biologici dal materiale di imballaggio. Una volta che un pericolo biologico si suscita nell'incubatrice della coltura e i microrganismi crescono e si riproducono, l'incubatore deve essere pulito immediatamente. Disinfettanti efficaci dovrebbero essere usati per disinfettare le pareti interne dell'incubatore e tutti i materiali che entrano in contatto con il materiale versato, oppure dovrebbero essere sterilizzati ad alta pressione.
Se una fuoriuscita di una coltura contenente stampo o altri batteri patogeni non viene trattata prontamente e successivamente viene utilizzata per coltivare altri microrganismi, lo stampo residuo o i batteri patogeni possono contaminare l'incubatore, portando a contaminazione incrociata e influenzando l'accuratezza dei risultati sperimentali. Pertanto, la fuoriuscita di materiale di coltura dovrebbe essere evitata il più possibile negli esperimenti quotidiani. Se si verifica una fuoriuscita, l'incubatore deve essere pulito e disinfettato immediatamente da una persona qualificata.
Se il materiale versato contiene vetro rotto, non deve essere rimosso o scartato direttamente a mano. Invece, dovrebbe essere gestito con un cartone duro e una pinza, collocato in un contenitore di rifiuti durevoli, e le superfici dello strumento e delle attrezzature devono essere cancellate due volte con etanolo al 75% per 3 minuti. Infine, gli strumenti di pulizia dovrebbero essere disinfettati.
Contaminazione ambientale
L'incubatore di colture dovrebbe essere collocato in un ambiente naturale pulito, secco e ben ventilato. Se la pulizia dell'aria nell'ambiente è scarsa, è facile allevare batteri, funghi e virus, contaminando il terreno di coltura attraverso il divario tra il fondo e la copertura della piastra di Petri e influenzando l'accuratezza dei risultati della coltura.
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Selezione e gestione degli incubatori biochimici
Quando si seleziona un incubatore biochimico, il primo requisito è che deve avere un controllo preciso sulla temperatura e sull'umidità. In secondo luogo, dovrebbe essere in grado di prevenire efficacemente la contaminazione microbica all'interno dell'incubatrice e, idealmente, essere in grado di eliminare regolarmente la contaminazione. Esistono molti tipi di incubatori biochimici e, quando ne selezioni uno, è importante considerare i seguenti fattori basati su bisogni pratici e condizioni di laboratorio.
Metodo di riscaldamento degli incubatori biochimici
Il vantaggio del riscaldamento della giacca d'acqua è che quando c'è un'interruzione di corrente, il sistema può mantenere l'accuratezza e la stabilità della temperatura all'interno dell'incubatrice per un periodo di tempo più lungo. Il tempo in cui mantiene una temperatura costante è di 3-4 volte quella di un sistema di giacca ad aria. Ciò è vantaggioso per gli esperimenti in un ambiente instabile che richiedono condizioni stabili per un lungo periodo di tempo. Il riscaldamento della giacca per acqua richiede l'aggiunta di acqua, svuotata e pulita e il funzionamento del serbatoio dell'acqua deve essere monitorato regolarmente. Il riscaldamento della giacca ad aria ha il vantaggio di riscaldare rapidamente e recuperare la temperatura più rapidamente di un incubatore per la camicia d'acqua, che è benefico per la coltura a breve termine e l'apertura e la chiusura frequente della porta dell'incubatrice.
Sistema di controllo della temperatura e uniformità degli incubatori biochimici
Un sistema di controllo della temperatura accurato e affidabile è una parte essenziale di un incubatore. Dovrebbe avere tre funzioni di controllo della temperatura indipendenti all'interno dell'incubatrice per il controllo della temperatura, il controllo dell'allarme eccessivo e il monitoraggio della temperatura ambientale. I parametri del sistema di controllo della temperatura includono fluttuazione della temperatura, risoluzione della temperatura e uniformità della temperatura. L'uniformità della temperatura dell'incubatore è correlata alla circolazione del flusso d'aria all'interno dell'incubatrice e dovrebbe essere selezionato un incubatore dotato di ventilatore e condotti d'aria all'interno del recinto.
Controllo della gamma di temperatura degli incubatori biochimici
Seleziona un prodotto con un intervallo di temperatura adatto in base alla temperatura sperimentale desiderata. L'intervallo di controllo della temperatura di un incubatore biochimico può essere: temperatura ambiente da 5 ℃ a 60 ℃, 0 ℃ a 60 ℃, da 4 ℃ a 60 ℃ o da 5 ℃ a 50 ℃. Gli incubatori a temperatura costante sono divisi in due tipi: uno con un incubatore a bassa temperatura, che mantiene una temperatura compresa tra 0 ℃ e 35 ℃ e include un sistema di refrigerazione e un sistema di riscaldamento, rendendolo più costoso. In generale, la temperatura di questo tipo di incubatore è impostata per essere costante tra 0 ℃ e 50 ℃.
L'altro tipo è un incubatore a temperatura ambiente, che mantiene una temperatura superiore a temperatura ambiente. La temperatura di questo tipo di incubatore è generalmente impostato per essere costante tra la temperatura ambiente e 65 ℃. La scelta di un incubatore a bassa temperatura è relativamente semplice, in quanto dovrebbe essere selezionata per ottenere la temperatura di coltura desiderata al di sotto della temperatura ambiente.
Controllo dell'umidità relativa degli incubatori biochimici
Scegli un incubatore con una grande area di evaporazione per l'umidità, poiché un'area di evaporazione più ampia rende più facile raggiungere la saturazione di umidità relativa e il tempo di recupero per l'umidità dopo l'apertura e la chiusura della porta è più corto.
Sistema di disinfezione e sterilizzazione di incubatori biochimici
Il sistema di disinfezione e sterilizzazione di un incubatore ha generalmente i seguenti metodi: sterilizzazione UV, sterilizzazione ad alta temperatura e sterilizzazione del filtro HEPA dell'aria all'interno dell'incubatrice. La capacità di sterilizzazione UV è inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra la lampada UV e il bersaglio, e più lontano, peggio è peggio della capacità di sterilizzazione. Pertanto, la sterilizzazione UV ha i suoi limiti e potrebbe non raggiungere una sterilizzazione approfondita. La sterilizzazione ad alta temperatura è divisa in due tipi: sterilizzazione a calore secco e sterilizzazione del calore umido. La sterilizzazione del calore umida ha una maggiore efficienza di sterilizzazione rispetto alla sterilizzazione del calore secco perché il vapore ha una forte potenza di penetrazione ed è facile causare denaturazione o coagulazione delle proteine. I filtri HEPA possono filtrare l'aria all'interno dell'incubatrice, con un'efficienza di filtrazione del 99,97% per particelle superiori a 0,3 μm.
Capacità di incubatori biochimici
Se la capacità dell'incubatrice è troppo piccola, potrebbe non essere sufficiente e se è troppo grande, potrebbe occupare troppo spazio. La capacità degli incubatori biochimici varia da piccoli incubatori con una capacità inferiore a 50 litri, adatta a laboratori con piccole colture, a grandi incubatori con una capacità di oltre 400 litri, adatta a grandi laboratori. La capacità di incubatrice comunemente usata è tra questi due intervalli e la capacità dovrebbe essere selezionata in base alle esigenze pratiche. È anche importante riservare un po 'di spazio per garantire che le esigenze future possano essere soddisfatte.
Materiale di incubatori biochimici
Esistono generalmente due tipi di materiali utilizzati per la camera interna degli incubatori microbiologici disponibili sul mercato: ferro (materiale zincato) e acciaio inossidabile. Le camere di ferro sono più leggere e più convenienti per il trasporto, mentre l'acciaio inossidabile è più resistente. Attualmente, il materiale più popolare per la camera interna è l'acciaio inossidabile 304, che è più resistente alla corrosione e resistente rispetto alle tradizionali piastre di acciaio rotte a freddo. Se la camera interna ha una struttura angolare arrotondata, è facile da pulire e non lascia angoli morti.
Fattore di prezzo Quando si acquista un incubatore microbiologico
Gli incubatori con configurazioni più elevate come protezione da password, dispositivi di regolazione automatica e allarme automatici ad alta temperatura, sistemi di calibrazione automatica, sistemi di visualizzazione LCD/sistemi di uscita dei dati, ecc. Sono più convenienti da utilizzare e hanno buone prestazioni, ma sono più costosi a causa delle loro funzioni complete. Pertanto, è importante scegliere un incubatore che si adatta al budget e la coltivazione principale deve ottenere il miglior rapporto qualità -prezzo.
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L'uso, il monitoraggio e la manutenzione di incubatori microbiologici
Durante il trasporto, la riparazione e il mantenimento dell'incubatrice, l'angolo di inclinazione massima dovrebbe essere inferiore a 45 gradi. L'incubatore deve essere collocato in un'area fresca, secca e ben ventilata, lontano da fonti di calore e luce solare diretta. Il guscio esterno dell'incubatrice deve essere messo a terra in modo affidabile e posizionato costantemente per prevenire il rumore a causa delle vibrazioni. La distanza tra l'incubatore e la parete dovrebbe essere maggiore di 10 cm, dovrebbe esserci uno spazio di 5 cm sul lato dell'incubatore e dovrebbe esserci almeno 30 cm di spazio sopra l'incubatrice per garantire una buona dissipazione del calore del sistema di refrigerazione.
Prima di utilizzare l'attrezzatura, controllare attentamente se la tensione di alimentazione corrisponde ai requisiti dello strumento. Se l'incubatore utilizza una spina su tre punte, la presa deve essere correttamente messa a terra per garantire un contatto affidabile tra il filo di terra dell'incubatrice e il filo di terra di alimentazione. La coltura nell'incubatore non deve essere posizionata troppo strettamente per garantire la distribuzione uniforme della temperatura. Gli oggetti posizionati su ogni strato della griglia metallica non devono essere troppo pesanti per evitare la piegatura o la rottura della griglia di metallo e danneggiare la cultura.
Non posizionare oggetti troppo caldi o troppo freddi nell'incubatore. Quando si prendono o si posizionano oggetti, chiudere la porta dell'incubatrice per mantenere la temperatura costante. Non attivare o disattivare frequentemente l'incubatrice in un breve periodo di tempo per evitare l'avvio continuo del compressore. Quando l'incubatrice funziona, evitare di aprire frequentemente la porta per mantenere la stabilità della temperatura e impedire l'ingresso di polvere e sporcizia. Quando il dispositivo non è in uso, spegnere l'interruttore di alimentazione principale e l'interruttore di alimentazione sul retro del dispositivo e scollegare la spina di alimentazione per l'archiviazione a lungo termine. Quando l'incubatore si raffredda, la differenza di temperatura tra l'interno e l'esterno dell'incubatrice non dovrebbe superare i 25 ℃.
Durante il funzionamento continuo, osservare se l'incubatore funziona normalmente ogni giorno ed eseguire una convalida annuale sulle prestazioni sullo strumento. Dopo la pulizia e la disinfezione dell'incubatore, posizionare diversi piatti di coltura in bianco all'interno, alcuni coperti e alcuni scoperti, per verificare se la copertura influisce sui risultati del test e su quanta contaminazione c'è nei piatti scoperti.
Quando si pulisce l'incubatore, asciuga la parete interna dell'incubatore con una garza imbevuta di alcool per la disinfezione, quindi asciuga l'alcool con un panno asciutto. Se si tratta di un incubatore di stampo, utilizzare un disinfettante che può eliminare lo stampo o eseguire la regolare sterilizzazione UV per ridurre la contaminazione da stampo. Non utilizzare acido/alcalino o altre soluzioni corrosive per pulire la superficie esterna. Durante il monitoraggio dell'incubatrice, se vengono trovati riscaldamento o raffreddamento anormale, arresto improvviso o altre anomalie, la riparazione deve essere eseguita prontamente e i registri di manutenzione dovrebbero essere tenuti.
