En mikrobiell kulturinkubator er avgjørende i prosessen med mikrobiell kultur. Hvorvidt dens kvantitet, kvalitet, ytelse, nøyaktighet og andre aspekter oppfyller kravene til kultur er relatert til om laboratoriet kan fungere normalt. Ulike forskrifter har relativt høye krav til temperaturen i mikrobiell kultur, med en generell nøyaktighet på ±1 ℃, og noen enda høyere ved ±0,5 ℃. Samtidig er det lett å oppstå kontaminering under mikrobiell kultur, noe som krever at brukerne fullt ut forstår kvaliteten, ytelsen, nøyaktigheten og andre aspekter ved inkubatoren ved kjøp, for å velge den mest passende.
1
Struktur og typer av mikrobiologiske kulturinkubatorer
Mikrobiologiske kulturinkubatorer er mye brukt i forskningsfelt som farmasøytisk mikrobiologi, matmikrobiologi, landbruksmikrobiologi, medisinsk mikrobiologi, og har blitt et av de mest brukte instrumentene i laboratorier i disse områdene. Prinsippet til inkubatoren er å simulere vekstmiljøet til mikroorganismer inne i en levende organisme i inkubatorkammeret, og gi en enhet for dyrking av mikroorganismer utenfor deres naturlige habitat.
Struktur av mikrobiologiske kulturinkubatorer
De fleste moderne mikrobiologiske kulturinkubatorer er laget av høykvalitets stålplater og har en vertikal boksstruktur. Den indre døren er vanligvis laget av herdet glass, og skillevegger i rustfritt stål er plassert inne i inkubatoren for å holde kulturprøvene. Skilleveggene er flyttbare og kan justeres i høyden. Det er en silikongummitetning mellom arbeidskammeret og glassdøren, og det er varme og kalde luftkanaler inne i inkubatoren for jevn gasssirkulasjon og jevn temperaturfordeling. Inkubatoren er utstyrt med et uavhengig temperaturbegrensende alarmsystem, som automatisk vil avbryte driften når temperaturen overstiger den innstilte grensen. Soppkulturinkubatorer består vanligvis av kjølesystem, varmesystem, ultrafiolett desinfeksjonssystem, kulturkammer, luftfukter, kontrollkrets og betjeningspanel. Temperatur- og fuktighetssensorer brukes for å opprettholde et stabilt miljø inne i inkubatoren.
Klassifisering av mikrobiologiske kulturinkubatorer
Mikrobiologiske kulturinkubatorer kan klassifiseres i henhold til oppvarmingsmetoden som vannkappede eller luftkappede. Vannkappede inkubatorer varmer opp det indre kammeret ved å varme opp væskelaget som omgir inkubatoren. Denne oppvarmingsmetoden er tregere, men kan opprettholde en konstant temperatur inne i inkubatoren over lengre tid. Inkubatorer med luftkappe varmer opp det indre kammeret ved å bruke et varmeelement i luftkappelaget som omgir inkubatoren.
Mikrobiologiske kulturinkubatorer kan klassifiseres i henhold til temperaturkontrollmetoden som datamaskin intelligent kontroll (programmerbar) og automatisk konstant temperaturjustering (mekanisk). Datamaskin intelligent kontroll er den vanlige temperaturkontrollmetoden for inkubatorer. De fleste datamaskinintelligente kontrollsystemer bruker mikrodatamaskin PID-kontrollere som kontrollenhet, med temperatursensorer som termiske elementer. Innstilte og målte verdier vises digitalt, og danner et komplett kontrollsystem.
Automatiske temperaturreguleringsenheter for konstant temperatur bruker ofte en 'metallstrimmel', som bruker en metallstrimmel med en større termisk ekspansjonskoeffisient for å lage en spiralform. Den ene enden av metallstripen er festet på den indre veggen av inkubatoren, og den andre enden er utstyrt med et bevegelig kontaktpunkt. Ved normal temperatur er de to kontaktpunktene lukket. Etter at strømmen er slått på, stiger temperaturen inne i inkubatoren, noe som får den faste metallstripen til å utvide seg på grunn av varme, endre krumningen og få den andre enden av kontaktpunktet til å bevege seg bort, kutte av kretsen og stoppe oppvarmingen. Når temperaturen synker til et visst nivå, går spiralmetallstripen tilbake til sin opprinnelige form, de to kontaktpunktene kommer i kontakt, og kretsen slås på og starter oppvarmingen igjen. På denne måten slås kretsen av og på for å opprettholde en konstant temperatur inne i inkubatoren.
I henhold til kulturmiljøet kan mikrobiologiske kulturinkubatorer klassifiseres som standard inkubatorer, karbondioksidinkubatorer, hypoksiske inkubatorer og anaerobe inkubatorer
I henhold til målorganismen kan mikrobiologiske kulturinkubatorer klassifiseres som inkubatorer for soppkultur, inkubatorer med konstant temperatur, inkubatorer med konstant temperatur og fuktighet, og inkubatorer for lett kultur.
I henhold til nivået på temperaturautomatisering kan mikrobiologiske kulturinkubatorer klassifiseres som helautomatiske inkubatorer for temperaturanskaffelse, halvautomatiske inkubatorer for temperaturanskaffelse og manuelle temperaturinnsamlingsinkubatorer.
2
Forurensningsfaktorer i biologisk kultur
V indhastighet og vindretning
Vanligvis er mikrobiologiske kulturinkubatorer utstyrt med luftkanaler og sirkulasjonssystemer inne i kammeret. Passende vindhastighet og vindretning er gunstig for jevnheten i inkubatorens temperatur og for normal vekst av mikroorganismer. Men når vindhastigheten er for høy, kan det føre til at kulturmediet tørker opp og føre til unøyaktige resultater. I tillegg, i henhold til farmakopéens krav, bør kulturskåler snus under inkubasjonen. Etter flere blanke kulturskålvalideringer, ble det funnet at, med samme vindhastighet, hvis retningen på luftstrømmen i inkubatoren er motsatt av retningen til kulturskåldekselet, kan støv og andre forurensninger i luften lett forurense de mikrobielle kulturene. Derfor er det best at retningen på luftstrømmen i inkubatoren stemmer overens med retningen til kulturskåldekselet under drift.
Lufttetthet eller tetthet av kulturfatet
Kulturretter er sammensatt av en flat sirkulær bunn og et deksel, og er hovedsakelig laget av plast og glass. Kulturskålene som brukes i mikrobiologiske laboratorier har vanligvis en diameter på 90 mm og er forseglet med et deksel. Det er et visst mellomrom mellom bunnen og dekselet på det flate fatet, og de to er ikke helt lufttette. Denne utformingen kan møte oksygenbehovet til aerobe mikroorganismer, men øker også muligheten for kontaminering.
Spesielt kulturretter fra ulike produsenter har ulike hull mellom bunn og deksel på grunn av ulike støpeprosesser og parametere. Gjennom eksperimentell verifikasjon, under de samme dyrkningsforholdene, har kulturskåler med større gap høyere sannsynlighet og grad av forurensning sammenlignet med de med mindre gap. I tillegg kan forskjellen i gapstørrelse mellom bunnen og dekselet til den flate skålen også forårsake uoverensstemmelser i nivået av fuktighetsfordampning fra kulturmediet i kulturskålen, noe som fører til inkonsistente kulturresultater.
Fuktighet inne i kulturinkubatoren
Fuktighet er en av hovedbetingelsene for overlevelse og reproduksjon av mikroorganismer. Mikrobielle celler inneholder 70 % til 85 % vann og må leve i et fuktig miljø. Effekten av fuktighet på mikrobiell vekst er gjennom dens effekt på vannaktiviteten (AW) inne i mikrobielle celler, og påvirker dermed metabolisme og vekst. Mikrobiell vekst har en optimal AW, og når AW avtar, avtar mikrobiell vekst og stopper på et visst nivå. Minimum AW under mikrobiell utvikling varierer, og den optimale fuktigheten for vekst og reproduksjon av ulike sopp og mikroorganismer varierer litt avhengig av slekten.
Generelt sett er bakterier de mest følsomme, etterfulgt av gjær og mugg. Dette betyr at AW som kreves for bakterievekst er høyere enn det som kreves for gjær, og AW som kreves for gjærvekst er høyere enn det som kreves for mugg. Generelt kan ikke bakterier vokse når AW<0,90, mest gjær hemmes når AW<0,87, og de fleste mugg kan ikke vokse når AW<0,80. Redusering av fuktighet vil senke AW og redusere veksthastigheten til mikroorganismer.
For høy eller lav luftfuktighet i kulturinkubatoren kan forårsake ubalanse i fuktighet mellom kulturmediet og inkubatoren. For eksempel, hvis luftfuktigheten i inkubatoren er for høy, kan det dannes vanndråper på kulturskålen, dryppe ned i kulturmediet og fremme veksten av bakterier, noe som påvirker forsøksresultatene. Hvis luftfuktigheten i inkubatoren er for lav, kan det oppstå fukttap fra dyrkingsmediet, noe som påvirker veksten av bakterier på kulturmediet. Derfor er passende temperatur og fuktighet gunstig for veksten av bakterier, mugg og gjær.
Kildene til fuktighet inne i kulturinkubatoren er:
1) tap av fuktighet fra kulturmediet;
2) regulering av fuktighet ved hjelp av det manuelle eller automatiske kontrollsystemet til kulturinkubatoren;
3) miljøet der kulturinkubatoren er plassert, som vanligvis er et rent, tørt og godt ventilert naturlig miljø.
Søl av kulturmaterialet
Søl av kulturmaterialet refererer til utilsiktet separasjon av flytende eller faste stoffer som inneholder biologiske farlige materialer fra emballasjematerialet. Så snart en biologisk fare har sølt i kulturinkubatoren og mikroorganismer vokser og formerer seg, bør inkubatoren rengjøres umiddelbart. Effektive desinfeksjonsmidler bør brukes til å desinfisere de indre veggene i inkubatoren og alle materialer som kommer i kontakt med det sølt materialet, eller de bør steriliseres under høyt trykk.
Hvis et søl av en kultur som inneholder mugg eller andre patogene bakterier ikke håndteres raskt og deretter brukes til å dyrke andre mikroorganismer, kan gjenværende mugg eller patogene bakterier forurense inkubatoren, noe som fører til krysskontaminering og påvirker nøyaktigheten av forsøksresultatene. Derfor bør søl av kulturmateriale unngås så mye som mulig i daglige forsøk. Hvis det oppstår søl, bør inkubatoren rengjøres og desinfiseres umiddelbart av en kvalifisert person.
Hvis det sølt materialet inneholder knust glass, bør det ikke fjernes eller kastes direkte for hånd. I stedet skal det håndteres med en hard papp og tang, plassert i en slitesterk avfallsbeholder, og instrument- og utstyrsoverflatene bør tørkes to ganger med 75 % etanol i 3 minutter. Til slutt bør rengjøringsverktøy desinfiseres.
Miljøforurensning
Kulturinkubatoren bør plasseres i et rent, tørt og godt ventilert naturlig miljø. Hvis luftrensligheten i miljøet er dårlig, er det lett å avle fram bakterier, sopp og virus, som forurenser kulturmediet gjennom gapet mellom bunnen og dekselet på petriskålen, og påvirker nøyaktigheten av kulturresultatene.
3
Utvelgelse og styring av biokjemiske inkubatorer
Når du velger en biokjemisk inkubator, er det første kravet at den må ha nøyaktig kontroll over temperatur og fuktighet. For det andre bør det være i stand til å effektivt forhindre mikrobiell forurensning i inkubatoren, og ideelt sett kunne regelmessig eliminere forurensning. Det finnes mange typer biokjemiske inkubatorer, og når du velger en, er det viktig å vurdere følgende faktorer basert på praktiske behov og laboratorieforhold.
Oppvarmingsmetode for biokjemiske inkubatorer
Fordelen med vannkappeoppvarming er at når det er strømbrudd, kan systemet opprettholde nøyaktigheten og stabiliteten til temperaturen i inkubatoren over lengre tid. Tiden den opprettholder en konstant temperatur er 3-4 ganger den for et luftkappesystem. Dette er gunstig for eksperimenter i et ustabilt miljø som krever stabile forhold over lang tid. Oppvarming av vannkappe krever at vann legges til, tømmes og rengjøres, og driften av vanntanken må overvåkes regelmessig. Luftkappeoppvarming har fordelen av å varmes opp raskt og gjenvinne temperaturen raskere enn en vannjakke-inkubator, noe som er gunstig for korttidskultur og hyppig åpning og lukking av inkubatordøren.
Temperaturkontrollsystem og enhetlighet av biokjemiske inkubatorer
Et nøyaktig og pålitelig temperaturkontrollsystem er en viktig del av en inkubator. Den skal ha tre uavhengige temperaturkontrollfunksjoner i inkubatoren for temperaturkontroll, overtemperaturalarmkontroll og miljøtemperaturovervåking. Temperaturkontrollsystemets parametere inkluderer temperaturfluktuasjoner, temperaturoppløsning og temperaturuniformitet. Ensartetheten til inkubatortemperaturen er relatert til luftstrømsirkulasjonen i inkubatoren, og en inkubator utstyrt med en vifte og luftkanaler i kabinettet bør velges.
Temperaturområdekontroll av biokjemiske inkubatorer
Velg et produkt med et passende temperaturområde basert på ønsket eksperimentell temperatur. Temperaturkontrollområdet til en biokjemisk inkubator kan være: romtemperatur 5℃ til 60℃, 0℃ til 60℃, 4℃ til 60℃ eller 5℃ til 50℃. Inkubatorer med konstant temperatur er delt inn i to typer: en med lavtemperatur-inkubator, som holder en temperatur mellom 0 ℃ og 35 ℃, og inkluderer et kjølesystem og varmesystem, noe som gjør det dyrere. Vanligvis er temperaturen på denne typen inkubator satt til å være konstant mellom 0 ℃ og 50 ℃.
Den andre typen er en inkubator med romtemperatur, som holder en temperatur over romtemperatur. Temperaturen på denne typen inkubator er generelt satt til å være konstant mellom romtemperatur og 65 ℃. Valget av en lavtemperaturinkubator er relativt enkelt, da den bør velges for å oppnå ønsket kulturtemperatur under omgivelsestemperaturen.
Relativ fuktighetskontroll av biokjemiske inkubatorer
Velg en inkubator med stort fordampningsområde for fuktighet, da et større fordampningsområde gjør det lettere å oppnå relativ fuktighetsmetning, og gjenopprettingstiden for fuktighet etter åpning og lukking av døren er kortere.
Desinfeksjons- og steriliseringssystem for biokjemiske inkubatorer
Desinfeksjons- og steriliseringssystemet til en inkubator har vanligvis følgende metoder: UV-sterilisering, høytemperatursterilisering og HEPA-filtersterilisering av luften inne i inkubatoren. UV-steriliseringsevnen er omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden mellom UV-lampen og målet, og jo lenger unna, desto dårligere er steriliseringsevnen. Derfor har UV-sterilisering sine begrensninger og oppnår kanskje ikke grundig sterilisering. Høytemperatursterilisering er delt inn i to typer: tørrvarmesterilisering og fuktig varmesterilisering. Fuktig varmesterilisering har en høyere steriliseringseffektivitet enn tørrvarmesterilisering fordi damp har en sterk penetrasjonskraft, og det er lett å forårsake denaturering eller koagulering av proteiner. HEPA-filtre kan filtrere luften inne i inkubatoren, med en filtreringseffektivitet på 99,97 % for partikler større enn 0,3 μm.
Kapasiteten til biokjemiske inkubatorer
Hvis kapasiteten til inkubatoren er for liten kan det hende at den ikke er nok, og hvis den er for stor kan den ta for mye plass. Kapasiteten til biokjemiske inkubatorer spenner fra små inkubatorer med en kapasitet på mindre enn 50L, egnet for laboratorier med små kulturer, til store inkubatorer med en kapasitet på over 400L, egnet for store laboratorier. Den vanlige inkubatorkapasiteten ligger mellom disse to områdene, og kapasiteten bør velges ut fra praktiske behov. Det er også viktig å reservere plass for å sikre at fremtidige behov kan dekkes.
Materiale til biokjemiske inkubatorer
Det er generelt to typer materialer som brukes til det indre kammeret til mikrobiologiske inkubatorer tilgjengelig på markedet: jern (galvanisert materiale) og rustfritt stål. Jernkamre er lettere og mer praktiske for transport, mens rustfritt stål er mer holdbart. For øyeblikket er det mest populære materialet for det indre kammeret 304 rustfritt stål, som er mer korrosjonsbestandig og holdbart enn tradisjonelle kaldvalsede stålplater. Hvis det indre kammeret har en avrundet hjørnestruktur, er det lett å rengjøre og etterlater ingen døde hjørner.
Prisfaktor ved kjøp av en mikrobiologisk inkubator
Inkubatorer med høyere konfigurasjoner som passordbeskyttelse, høytemperatur automatisk justering og alarmenheter, automatiske kalibreringssystemer, LCD-skjermsystemer/datautdatasystemer osv. er mer praktisk å bruke og har god ytelse, men de er dyrere på grunn av sine omfattende funksjoner. Derfor er det viktig å velge en inkubator som passer ditt budsjett og hoveddyrkingsbehov for å oppnå best valuta for pengene.
4
Bruk, overvåking og vedlikehold av mikrobiologiske inkubatorer
Ved transport, reparasjon og vedlikehold av inkubatoren bør den maksimale helningsvinkelen være mindre enn 45 grader. Inkubatoren bør plasseres på et kjølig, tørt, godt ventilert område, vekk fra varmekilder og direkte sollys. Det ytre skallet til inkubatoren bør være pålitelig jordet og plassert stødig for å forhindre støy på grunn av vibrasjoner. Avstanden mellom inkubatoren og veggen bør være større enn 10 cm, det bør være 5 cm mellomrom på siden av inkubatoren, og det bør være minst 30 cm plass over inkubatoren for å sikre god varmeavledning av kjølesystemet.
Før du bruker utstyret, kontroller nøye om strømforsyningsspenningen samsvarer med instrumentkravene. Hvis inkubatoren bruker en treleddet støpsel, bør stikkontakten være skikkelig jordet for å sikre pålitelig kontakt mellom inkubatorens jordledning og strømforsyningens jordledning. Kulturen i inkubatoren bør ikke plasseres for tett for å sikre jevn temperaturfordeling. Gjenstander plassert på hvert lag av metallgitteret bør ikke være for tunge for å unngå å bøye eller bryte metallgitteret og skade kulturen.
Ikke plasser gjenstander som er for varme eller for kalde i inkubatoren. Når du tar eller plasserer gjenstander, lukk inkubatordøren for å opprettholde konstant temperatur. Ikke slå på eller av inkubatoren ofte i løpet av kort tid for å unngå kontinuerlig oppstart av kompressoren. Når kuvøsen fungerer, unngå å åpne døren ofte for å opprettholde temperaturstabilitet og forhindre at støv og skitt kommer inn. Når enheten ikke er i bruk, slår du av hovedstrømbryteren og strømbryteren på baksiden av enheten, og kobler fra strømpluggen for langtidslagring. Når inkubatoren avkjøles, bør temperaturforskjellen mellom innsiden og utsiden av inkubatoren ikke overstige 25 ℃.
Under kontinuerlig drift, observer om inkubatoren fungerer normalt hver dag, og utfør en årlig ytelsesvalidering på instrumentet. Etter rengjøring og desinfisering av inkubatoren, plasser flere tomme kulturskåler inni, noen tildekket og noen utildekket, for å teste om dekselet påvirker testresultatene og hvor mye forurensning det er i de utildekkede skålene.
Når du rengjør inkubatoren, tørk den indre veggen av inkubatoren med gasbind fuktet i alkohol for desinfeksjon, og tørk deretter av alkoholen med en tørr klut. Hvis det er en mugginkubator, bruk et desinfeksjonsmiddel som kan eliminere mugg eller utføre vanlig UV-sterilisering for å redusere muggforurensning. Ikke bruk sure/alkaliske eller andre etsende løsninger for å tørke av den ytre overflaten. Under inkubatorovervåking, hvis unormal oppvarming eller avkjøling, plutselig stans eller andre uregelmessigheter oppdages, bør reparasjon utføres umiddelbart, og vedlikeholdsjournaler bør føres.
