あなたは絶対に知らない：微生物培養インキュベーターの選択、使用、およびメンテナンス

微生物培養インキュベーターは、微生物培養の過程で重要です。その量、品質、パフォーマンス、精度、およびその他の側面が文化の要件を満たすかどうかは、実験室が正常に動作できるかどうかに関連しています。さまざまな規制には、微生物培養の温度に関する比較的高い要件があり、一般的な精度は±1°であり、一部は±0.5°でさらに高くなっています。同時に、汚染は微生物培養中に簡単に発生します。これにより、ユーザーは、最適なものを選択するために、購入時にインキュベーターの品質、パフォーマンス、精度、およびその他の側面を完全に理解する必要があります。

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微生物培養インキュベーターの構造と種類

微生物培養インキュベーターは、医薬品微生物学、食物微生物学、農業微生物学、医療微生物学などの研究分野で広く使用されており、これらの分野で研究所で一般的に使用される機器の1つとなっています。インキュベーターの原理は、インキュベーターチャンバー内の生きた生物内の微生物の成長環境をシミュレートし、自然の生息地の外で微生物を培養するためのデバイスを提供することです。

微生物培養インキュベーターの構造

ほとんどの最新の微生物培養インキュベーターは、高品質の鋼板で作られており、垂直箱構造を持っています。内側のドアは一般に強化ガラスで作られており、ステンレス鋼のパーティションはインキュベーター内に配置されて培養サンプルを保持します。パーティションは移動可能で、高さで調整できます。作業チャンバーとガラスのドアの間にシリコンゴムシールがあり、滑らかなガス循環や温度分布のために、インキュベーター内に熱と冷たい空気ダクトがあります。インキュベーターには、独立した温度制限アラームシステムが装備されており、温度が設定された制限を超えたときに動作を自動的に中断します。真菌培養インキュベーターは、一般に、冷蔵システム、暖房システム、紫外線消毒システム、培養室、空気加湿器、制御回路、および操作パネルで構成されています。温度および湿度センサーは、インキュベーター内の安定した環境を維持するために使用されます。

微生物培養インキュベーターの分類

微生物培養インキュベーターは、加熱法に従って水ジャケットまたはエアジャケットとして分類できます。水ジャケットインキュベーターは、インキュベーターを囲む液体層を加熱することにより、内部チャンバーを加熱します。この加熱方法は遅くなりますが、インキュベーター内の一定の温度を長期間維持できます。エアジャケットインキュベーターインキュベーターを囲むエアジャケット層の加熱要素を使用して、内部チャンバーを加熱します。

微生物培養インキュベーターは、温度制御法に従って、コンピューターインテリジェント制御（プログラム可能）および自動一定温度調整（機械）として分類できます。コンピューターインテリジェントコントロールは、インキュベーターの主流の温度制御方法です。ほとんどのコンピューターインテリジェント制御システムは、マイクロコンピューターPIDコントローラーをコントロールユニットとして使用し、温度センサーを熱要素として使用します。セットと測定値はデジタルで表示され、完全な制御システムが形成されます。

自動一定の温度調整温度制御デバイスは、多くの場合、 'Metal Strip 'タイプを使用します。これは、より大きな熱膨張係数を備えた金属ストリップを使用してスパイラル形状を作成します。金属ストリップの片端はインキュベーターの内壁に固定されており、もう一方の端には可動接点ポイントが取り付けられています。通常の温度では、2つの接点が閉じられます。電源がオンになった後、インキュベーター内の温度が上昇し、固定金属ストリップが熱のために膨張し、曲率の変化し、接点の反対側が離れ、回路を遮断し、加熱を停止させます。温度が特定のレベルに低下すると、スパイラルメタルストリップが元の形状に戻り、2つの接点ポイントが接触し、回路がオンになり、再び加熱が開始されます。このようにして、インキュベーター内の一定の温度を維持するために、回路がオン /オフになります。

培養環境によれば、  微生物学的培養インキュベーターは、標準的なインキュベーター、二酸化炭素インキュベーター、低酸素インキュベーター、嫌気性インキュベーターに分類できます。

標的生物によれば、 微生物培養インキュベーターは、真菌培養インキュベーター、一定温度インキュベーター、一定温度と湿度のインキュベーター、および軽い培養インキュベーターに分類できます。

温度自動化のレベルに応じて、   微生物学培養インキュベーターは、完全に自動温度獲得インキュベーター、半自動温度獲得インキュベーター、および手動温度獲得インキュベーターに分類できます。

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生物学的培養における汚染因子

w ind速度と風の方向

一般的に、微生物培養インキュベーターには、チャンバー内の空気管と循環システムが装備されています。適切な風速と風向は、インキュベーターの温度の均一性と微生物の正常な成長に有益です。ただし、風速が高すぎると、培地が枯渇し、不正確な結果につながる可能性があります。さらに、ファーマコペイアの要件によれば、培養皿はインキュベーション中に反転する必要があります。複数の空白の培養皿の検証の後、同じ風速で、インキュベーター内の気流の方向が培養皿の覆いの方向とは反対である場合、大気中の他の汚染物質が微生物培養を簡単に汚染する可能性があることがわかりました。したがって、インキュベーター内の気流の方向が、操作中に培養皿カバーの方向と一致するのが最適です。

培養皿の気密性または緊張

培養皿は、平らな円形の底とカバーで構成されており、主にプラスチックとガラスで作られています。微生物学的研究所で使用される培養皿は、通常、直径90 mmで、カバーで密閉されています。底部と平らな皿のカバーの間には特定のスペースがあり、2つは完全に気密ではありません。この設計は、好気性微生物の酸素要件を満たすことができますが、汚染の可能性も高まります。

特に、さまざまなメーカーの培養皿は、異なる成形プロセスとパラメーターのために、底部とカバーの間で異なるギャップを持っています。実験的検証を通じて、同じ培養条件下では、隙間が大きい培養皿は、ギャップが小さいものと比較して、汚染の確率と程度が高くなります。さらに、平らな皿の底部とカバーの間のギャップサイズの違いは、培養皿の培地からの水分蒸発レベルの矛盾を引き起こし、一貫性のない培養結果につながる可能性があります。

培養インキュベーター内の湿度

湿気は、微生物の生存と繁殖の主な条件の1つです。微生物細胞には70％から85％の水が含まれており、湿った環境に住む必要があります。微生物の成長に対する湿度の影響は、微生物細胞内の水活性（AW）への影響によるものであり、それによって代謝と成長に影響します。微生物の成長には最適なAWがあり、AWが減少すると、微生物の成長が遅くなり、一定のレベルで停止します。微生物の発達中の最小AWはさまざまであり、さまざまな真菌および微生物の成長と繁殖に最適な湿度は、属によってわずかに変化します。

一般的に、バクテリアは最も敏感で、酵母とカビが続きます。これは、細菌の成長に必要なAWが酵母に必要なものよりも高いことを意味し、酵母の成長に必要なAWはカビに必要なものよりも高いことを意味します。一般に、AW <0.90の場合は細菌が成長できず、ほとんどの酵母はAW <0.87の場合は阻害され、ほとんどのカビはAW <0.80の場合は成長できません。湿度を減らすと、AWが低下し、微生物の成長率が低下します。

培養インキュベーターの湿度が過度に高いまたは低い湿度は、培地とインキュベーターの間で湿度の不均衡を引き起こす可能性があります。たとえば、インキュベーターの湿度が高すぎる場合、培養皿に水滴が形成され、培地に滴り落ち、細菌の成長を促進し、実験結果に影響を与えます。インキュベーターの湿度が低すぎると、培地からの水分の損失が発生し、培地上の細菌の成長に影響を与えます。したがって、適切な温度と湿度は、細菌、カビ、酵母の成長に有益です。

培養インキュベーター内の湿度の原因は次のとおりです。 

1）培地からの水分の損失。

2）培養インキュベーターのマニュアルまたは自動制御システムによる湿度の調節。

3）培養インキュベーターが配置されている環境。これは通常、清潔で乾燥した、換気の良い自然環境です。

培養材料の流出

培養材料の流出は、包装材料から生物学的危険物を含む液体または固体物質の偶発的な分離を指します。培養インキュベーターと微生物の生物学的危険性が波及したら、成長して繁殖すると、インキュベーターをすぐに掃除する必要があります。効果的な消毒剤を使用して、インキュベーターの内壁とこぼれた材料と接触するすべての材料を消毒するか、高圧下で滅菌する必要があります。

カビや他の病原性細菌を含む培養物の流出が迅速に対処されず、その後他の微生物を培養するために使用される場合、残留カビまたは病原性細菌はインキュベーターを汚染し、相互汚染を引き起こし、実験結果の精度に影響を与える可能性があります。したがって、毎日の実験では、培養材料の流出を可能な限り避けるべきです。流出が発生した場合、インキュベーターは資格のある人がすぐに掃除して消毒する必要があります。

こぼれた材料に割れたガラスが含まれている場合、手で直接除去または廃棄しないでください。代わりに、耐久性のある廃棄物容器に入れられた硬い段ボールと鉗子で処理する必要があり、機器と機器の表面を75％エタノールで3分間拭く必要があります。最後に、クリーニングツールを消毒する必要があります。

環境汚染

培養インキュベーターは、清潔で乾燥した、換気の良い自然環境に配置する必要があります。環境の空気の清潔さが貧弱な場合、細菌、菌類、ウイルスを繁殖させ、ペトリ皿の底とカバーの間の隙間を通して培地を汚染し、培養結果の精度に影響を与えます。

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生化学的インキュベーターの選択と管理

生化学的インキュベーターを選択する場合、最初の要件は、温度と湿度を正確に制御する必要があることです。第二に、インキュベーター内の微生物汚染を効果的に防止し、理想的には定期的に汚染を排除できるはずです。生化学的インキュベーターには多くの種類があり、選択する際には、実際のニーズと実験室条件に基づいて、次の要因を考慮することが重要です。

生化学的インキュベーターの加熱方法

ウォータージャケットの暖房の利点は、停電が発生した場合、システムはインキュベーター内の温度の精度と安定性を長期間維持できることです。一定の温度を維持する時間は、エアジャケットシステムの3〜4倍です。これは、長期間にわたって安定した条件を必要とする不安定な環境での実験に有益です。ウォータージャケットの暖房には、水を追加、空にし、洗浄する必要があり、水タンクの操作を定期的に監視する必要があります。エアジャケットの暖房は、短期培養やインキュベーターのドアの開閉に有益なウォータージャケットのインキュベーターよりも迅速に加熱し、温度を迅速に回復するという利点があります。

温度制御システムと生化学的インキュベーターの均一性

正確で信頼性の高い温度制御システムは、インキュベーターの重要な部分です。インキュベーター内に、温度制御、過剰温度アラーム制御、環境温度モニタリングのために、3つの独立した温度制御機能が必要です。温度制御システムのパラメーターには、温度変動、温度解像度、温度の均一性が含まれます。インキュベーター温度の均一性は、インキュベーター内の気流循環に関連しており、エンクロージャー内にファンとエアダクトを装備したインキュベーターを選択する必要があります。

生化学的インキュベーターの温度範囲制御

目的の実験温度に基づいて、適切な温度範囲の製品を選択します。生化学的インキュベーターの温度制御範囲は、室温5℃から60℃、0〜60℃、4°〜60℃、または5°〜50°にすることができます。一定の温度インキュベーターは2つのタイプに分割されます。1つは低温インキュベーターを備えており、温度を0°から35°の間で維持し、冷蔵システムと加熱システムを含むため、より高価になります。一般に、このタイプのインキュベーターの温度は、0°から50°の間で一定に設定されています。 

もう1つのタイプは、室温インキュベーターで、室温を超える温度を維持します。このタイプのインキュベーターの温度は、通常、室温と65°の間で一定に設定されています。低温インキュベーターの選択は比較的単純です。これは、周囲温度を下回る望ましい培養温度を達成するために選択する必要があるためです。

生化学的インキュベーターの相対湿度制御

湿度のために大きな蒸発領域を持つインキュベーターを選択します。より大きな蒸発領域により、相対湿度の飽和に到達しやすくなり、ドアを開閉した後の湿度の回復時間は短くなります。

生化学的インキュベーターの消毒および滅菌システム

インキュベーターの消毒および滅菌システムには、一般に、UV滅菌、高温滅菌、およびインキュベーター内の空気のHEPAフィルター滅菌が次の方法があります。 UV滅菌能力は、UVランプとターゲット間の距離の平方に反比例し、さらに離れて滅菌能力が悪化します。したがって、UV滅菌には限界があり、徹底的な滅菌を達成できない場合があります。高温滅菌は、乾燥滅菌と湿った熱滅菌の2つのタイプに分けられます。湿った熱滅菌は、蒸気には強い浸透力があり、タンパク質の変性または凝固を引き起こすのは簡単であるため、乾燥滅菌よりも滅菌効率が高くなります。 HEPAフィルターは、インキュベーター内の空気をろ過でき、0.3μmを超える粒子のろ過効率は99.97％です。

生化学的インキュベーターの容量

インキュベーターの容量が小さすぎる場合、それだけでは不十分であり、大きすぎるとスペースがかかりすぎる可能性があります。生化学的インキュベーターの能力は、50L未満の容量の小さなインキュベーターから、小さな培養の研究所に適した容量の容量から、400Lを超える容量の大きなインキュベーターにまで及びます。一般的に使用されるインキュベーター容量は、これら2つの範囲の間であり、容量は実際のニーズに基づいて選択する必要があります。また、将来のニーズを満たすことができるようにするために、いくつかのスペースを確保することも重要です。

生化学的インキュベーターの材料

通常、市場で利用可能な微生物インキュベーターの内側のチャンバーに使用される2種類の材料があります：鉄（亜鉛めった材料）とステンレス鋼。鉄のチャンバーはより軽く、輸送に便利ですが、ステンレス鋼はより耐久性があります。現在、内側のチャンバーで最も人気のある材料は304ステンレス鋼です。これは、従来のコールドロールスチールプレートよりも耐食性があり耐久性があります。内側のチャンバーに丸い角の構造がある場合、掃除が簡単で、死んだコーナーはありません。

微生物学的インキュベーターを購入する際の価格要因

パスワード保護、高温自動調整およびアラームデバイス、自動キャリブレーションシステム、LCDディスプレイシステム/データ出力システムなど、より高い構成を備えたインキュベーターは、使用がより便利で優れたパフォーマンスがありますが、包括的な機能により高価です。したがって、あなたの予算に合ったインキュベーターを選択することが重要であり、主な栽培はお金に最適な価値を達成する必要があります。

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微生物学的インキュベーターの使用、監視、および維持

インキュベーターを輸送、修理、および維持する場合、最大傾斜角は45度未満でなければなりません。インキュベーターは、熱源と直射日光から離れて、涼しく乾燥した換気の良いエリアに配置する必要があります。インキュベーターの外側のシェルは、振動によるノイズを防ぐために、確実に接地し、着実に配置する必要があります。インキュベーターと壁の間の距離は10 cmを超える必要があり、インキュベーターの側面に5 cmの隙間があり、冷蔵システムの良好な熱放散を確保するために、インキュベーターの上に少なくとも30 cmのスペースがあるはずです。

機器を使用する前に、電源電圧が機器の要件と一致するかどうかを慎重に確認してください。インキュベーターが3張りのプラグを使用する場合、ソケットを適切に接地して、インキュベーターグランドワイヤと電源グラウンドワイヤ間の信頼できる接触を確保する必要があります。インキュベーター内の培養物は、均一な温度分布を確保するために強く配置しすぎないでください。金属グリッドの各層に配置されたアイテムは、金属グリッドの曲げや壊れを避け、培養物を損傷するのを避けるために重すぎてはいけません。

インキュベーターには、熱すぎたり寒すぎたりするアイテムを配置しないでください。アイテムを取得または配置するときは、インキュベーターのドアを閉めて、一定の温度を維持します。コンプレッサーの連続的な起動を避けるために、短期間で頻繁にインキュベーターをオンまたはオフにしないでください。インキュベーターが機能しているときは、温度の安定性を維持し、ほこりや汚れが入るのを防ぐために頻繁にドアを開けないようにしてください。デバイスが使用されていない場合は、メイン電源スイッチとデバイスの背面にある電源スイッチをオフにし、長期ストレージのために電源プラグを抜いてください。インキュベーターが冷却されている場合、インキュベーターの内側と外側の温度差は25°を超えてはなりません。

継続的な操作中に、インキュベーターが毎日正常に動作しているかどうかを観察し、機器で年間パフォーマンス検証を実行します。インキュベーターを掃除して消毒した後、いくつかの空白の培養皿を中に入れます。いくつかの覆われたものと発見されたものは、カバーがテスト結果に影響し、覆われていない皿にある汚染に影響するかどうかをテストします。

インキュベーターを洗浄するときは、インキュベーターの内壁を、消毒のためにアルコールに浸したガーゼでガーゼで拭き、乾燥した布でアルコールを拭き取ります。カビのインキュベーターの場合、カビを排除したり、定期的なUV滅菌を実行してカビの汚染を減らすことができる消毒剤を使用します。酸性/アルカリ性またはその他の腐食性溶液を使用して、外面を拭かないでください。インキュベーターの監視中に、異常な加熱または冷却、突然のシャットダウン、またはその他の異常が見つかった場合、修復を迅速に実行する必要があり、メンテナンス記録を保持する必要があります。