Инкубатор микробних култура је кључан у процесу микробне културе. Да ли њена количина, квалитет, перформансе, тачност и други аспекти испуњавају захтеве културе зависи од тога да ли лабораторија може нормално да ради. Различити прописи имају релативно високе захтеве за температуру микробне културе, са општом тачношћу од ±1℃, а неки чак и више на ±0,5℃. Истовремено, контаминација се лако јавља током микробне културе, што од корисника захтева да приликом куповине у потпуности разумеју квалитет, перформансе, тачност и друге аспекте инкубатора, како би изабрали најпогоднији.
1
Структура и типови инкубатора микробиолошких култура
Инкубатори микробиолошких култура се широко користе у истраживачким пољима као што су фармацеутска микробиологија, микробиологија хране, пољопривредна микробиологија, медицинска микробиологија и постали су један од најчешће коришћених инструмената у лабораторијама у овим областима. Принцип инкубатора је да симулира окружење за раст микроорганизама унутар живог организма унутар инкубаторске коморе и обезбеди уређај за култивисање микроорганизама ван њиховог природног станишта.
Структура инкубатора микробиолошких култура
Већина савремених инкубатора за микробиолошке културе су направљени од висококвалитетних челичних плоча и имају вертикалну кутијасту структуру. Унутрашња врата су углавном направљена од каљеног стакла, а преграде од нерђајућег челика постављене су унутар инкубатора за држање узорака културе. Преграде су покретне и могу се подесити по висини. Између радне коморе и стаклених врата налази се заптивка од силиконске гуме, а унутар инкубатора постоје канали за топли и хладни ваздух за несметану циркулацију гаса и равномерну дистрибуцију температуре. Инкубатор је опремљен независним алармним системом за ограничавање температуре, који ће аутоматски прекинути рад када температура пређе постављену границу. Инкубатори за гљивичне културе се углавном састоје од система за хлађење, система грејања, система за ултраљубичасту дезинфекцију, коморе за културу, овлаживача ваздуха, контролног кола и оперативног панела. Сензори температуре и влажности се користе за одржавање стабилног окружења унутар инкубатора.
Класификација инкубатора микробиолошких култура
Инкубатори за микробиолошке културе се према начину грејања могу класификовати на водени или ваздушни омотач. Инкубатори са воденим омотом загревају унутрашњу комору загревањем течног слоја који окружује инкубатор. Овај начин загревања је спорији, али може одржавати константну температуру унутар инкубатора током дужег временског периода. Инкубатори са ваздушним омотачем загревају унутрашњу комору коришћењем грејног елемента у слоју ваздушног омотача који окружује инкубатор.
Инкубатори за микробиолошке културе се према методи контроле температуре могу класификовати на компјутерско интелигентно управљање (програмабилно) и аутоматско подешавање константне температуре (механичко). Рачунарска интелигентна контрола је главни метод контроле температуре за инкубаторе. Већина компјутерских интелигентних контролних система користи микрорачунарске ПИД контролере као контролну јединицу, са температурним сензорима као термалним елементима. Задате и измерене вредности се приказују дигитално, формирајући комплетан систем управљања.
Уређаји за контролу температуре за аутоматско подешавање константне температуре често користе тип „металне траке“, који користи металну траку са већим коефицијентом топлотног ширења за прављење спиралног облика. Један крај металне траке је причвршћен на унутрашњи зид инкубатора, а други крај је опремљен покретном контактном тачком. На нормалној температури, две контактне тачке су затворене. Након укључивања напајања, температура унутар инкубатора расте, узрокујући да се фиксна метална трака шири због топлоте, мењајући њену кривину и узрокујући да се други крај контактне тачке помери, прекидајући струјно коло и заустављајући грејање. Када температура падне на одређени ниво, спирална метална трака се враћа у првобитни облик, две контактне тачке долазе у контакт и коло се укључује, поново почиње загревање. На овај начин, коло се укључује и искључује како би се одржала константна температура унутар инкубатора.
Према окружењу културе инкубатори за микробиолошке културе могу се класификовати као стандардни инкубатори, инкубатори угљен-диоксида, хипоксични инкубатори и анаеробни инкубатори
Према циљном организму, инкубатори микробиолошких култура се могу класификовати на инкубаторе гљивичних култура, инкубаторе константне температуре, инкубаторе константне температуре и влажности и инкубаторе светлосних култура.
Према степену аутоматизације температуре, инкубатори за микробиолошке културе се могу класификовати на потпуно аутоматске инкубаторе за аквизицију температуре, полуаутоматске инкубаторе за аквизицију температуре и инкубаторе за ручно мерење температуре.
2
Фактори контаминације у биолошкој култури
Брзина ветра и смер ветра
Генерално, инкубатори за микробиолошке културе су опремљени ваздушним каналима и циркулационим системима унутар коморе. Одговарајућа брзина ветра и смер ветра су корисни за уједначеност температуре инкубатора и за нормалан раст микроорганизама. Међутим, када је брзина ветра превисока, то може проузроковати сушење медијума за културу и довести до нетачних резултата. Поред тога, према захтевима фармакопеје, посуде за културу треба да се преокрену током инкубације. Након вишеструких валидација празне посуде за културу, утврђено је да, са истом брзином ветра, ако је смер струјања ваздуха у инкубатору супротан смеру поклопца посуде за културу, прашина и други загађивачи у ваздуху могу лако загадити микробне културе. Због тога је најбоље да смер протока ваздуха у инкубатору буде у складу са смером поклопца посуде за културу током рада.
Непропусност или непропусност посуде за културу
Посуђе за културу се састоји од равног кружног дна и поклопца, а углавном је направљено од пластике и стакла. Посуде за културу које се користе у микробиолошким лабораторијама обично имају пречник од 90 мм и затворене су поклопцем. Између дна и поклопца равне посуде постоји одређени размак, а ова два нису потпуно херметичка. Овај дизајн може задовољити потребе за кисеоником аеробних микроорганизама, али такође повећава могућност контаминације.
Посебно, посуде за културу различитих произвођача имају различите размаке између дна и поклопца због различитих процеса и параметара обликовања. Експерименталном верификацијом, под истим условима културе, посуде за културу са већим празнинама имају већу вероватноћу и степен контаминације у односу на оне са мањим празнинама. Поред тога, разлика у величини зазора између дна и поклопца равне посуде такође може изазвати недоследности у нивоу испаравања влаге из медијума за културу у посуди за културу, што доводи до недоследних резултата културе.
Влажност унутар инкубатора за културу
Влага је један од главних услова за опстанак и репродукцију микроорганизама. Микробне ћелије садрже 70% до 85% воде и морају да живе у влажном окружењу. Ефекат влаге на раст микроба је кроз њен утицај на активност воде (АВ) унутар микробних ћелија, чиме утиче на метаболизам и раст. Микробни раст има оптимални АВ, а када се АВ смањи, раст микроба се успорава и зауставља на одређеном нивоу. Минимални АВ током микробног развоја варира, а оптимална влажност за раст и репродукцију различитих гљива и микроорганизама незнатно варира у зависности од рода.
Уопштено говорећи, најосетљивије су бактерије, затим квасац и буђ. То значи да је АВ потребан за раст бактерија већи од оног потребног за квасац, а АВ потребан за раст квасца већи је од оног потребног за буђ. Генерално, бактерије не могу да расту када је АВ<0,90, већина квасца је инхибирана када је АВ<0,87, а већина плесни не може да расте када је АВ<0,80. Смањење влажности ће смањити АВ и успорити стопу раста микроорганизама.
Претерано висока или ниска влажност у инкубатору за културу може изазвати неравнотежу влажности између медијума за културу и инкубатора. На пример, ако је влажност у инкубатору превисока, капљице воде се могу формирати на посуди за културу, капати у медијум за културу и подстицати раст бактерија, утичући на експерименталне резултате. Ако је влажност у инкубатору прениска, може доћи до губитка влаге из медијума за културу, што утиче на раст бактерија на медијуму за културу. Према томе, одговарајућа температура и влажност су корисни за раст бактерија, буђи и квасца.
Извори влаге унутар инкубатора за културу су:
1) губитак влаге из медијума за културу;
2) регулацију влажности ручним или аутоматским системом управљања инкубатора за културу;
3) окружење у коме се поставља инкубатор културе, а то је обично чисто, суво и добро проветрено природно окружење.
Проливање културног материјала
Проливање материјала културе се односи на случајно одвајање течних или чврстих материја које садрже биолошки опасне материје од материјала за паковање. Када се биолошка опасност проспе у инкубатор културе и микроорганизми расту и размножавају се, инкубатор треба одмах очистити. За дезинфекцију унутрашњих зидова инкубатора и свих материјала који долазе у контакт са просутим материјалом треба користити ефикасна дезинфекциона средства или их треба стерилисати под високим притиском.
Ако се изливање културе која садржи буђ или друге патогене бактерије не реши благовремено и касније се користи за култивацију других микроорганизама, заостали плесни или патогене бактерије могу контаминирати инкубатор, што доводи до унакрсне контаминације и утиче на тачност експерименталних резултата. Због тога у свакодневним експериментима треба избегавати просипање културног материјала што је више могуће. Ако дође до просипања, инкубатор треба одмах очистити и дезинфиковати од стране квалификоване особе.
Ако просути материјал садржи разбијено стакло, не треба га уклањати или бацати директно руком. Уместо тога, њиме треба руковати чврстим картоном и пинцетом, ставити у трајни контејнер за отпад, а површине инструмента и опреме треба два пута обрисати са 75% етанолом у трајању од 3 минута. На крају, алат за чишћење треба дезинфиковати.
Контаминација животне средине
Инкубатор за културу треба поставити у чисто, суво и добро проветрено природно окружење. Ако је чистоћа ваздуха у окружењу лоша, лако се размножавају бактерије, гљивице и вируси, загађујући медијум за културу кроз процеп између дна и поклопца петријеве посуде и утичу на тачност резултата културе.
3
Избор и управљање биохемијским инкубаторима
Приликом одабира биохемијског инкубатора, први услов је да мора имати прецизну контролу температуре и влажности. Друго, требало би да буде у стању да ефикасно спречи микробну контаминацију унутар инкубатора, и идеално, да буде у стању да редовно елиминише контаминацију. Постоји много врста биохемијских инкубатора, а приликом одабира једног важно је узети у обзир следеће факторе на основу практичних потреба и лабораторијских услова.
Метода загревања биохемијских инкубатора
Предност грејања воденим омотачем је у томе што када дође до нестанка струје, систем може задржати тачност и стабилност температуре унутар инкубатора током дужег временског периода. Време које одржава константну температуру је 3-4 пута дуже од система ваздушних кошуљица. Ово је корисно за експерименте у нестабилном окружењу које захтева стабилне услове током дужег временског периода. Грејање воденим омотачем захтева додавање, пражњење и чишћење воде, а рад резервоара за воду треба редовно пратити. Грејање ваздушним омотачем има предност што се брзо загрева и брже обнавља температуру од инкубатора са воденим омотачем, што је корисно за краткотрајну културу и често отварање и затварање врата инкубатора.
Систем контроле температуре и униформност биохемијских инкубатора
Тачан и поуздан систем контроле температуре је суштински део инкубатора. Требало би да има три независне функције контроле температуре унутар инкубатора за контролу температуре, контролу аларма превисоке температуре и праћење температуре околине. Параметри система за контролу температуре укључују температурне флуктуације, температурну резолуцију и уједначеност температуре. Уједначеност температуре инкубатора је повезана са циркулацијом ваздуха унутар инкубатора, а потребно је изабрати инкубатор опремљен вентилатором и ваздушним каналима унутар ограде.
Контрола температурног опсега биохемијских инкубатора
Изаберите производ са одговарајућим температурним опсегом на основу жељене експерименталне температуре. Опсег контроле температуре биохемијског инкубатора може бити: собна температура 5℃ до 60℃, 0℃ до 60℃, 4℃ до 60℃ или 5℃ до 50℃. Инкубатори са константном температуром су подељени у два типа: један са нискотемпературним инкубатором, који одржава температуру између 0℃ и 35℃, и укључује систем за хлађење и систем грејања, што га чини скупљим. Генерално, температура овог типа инкубатора је подешена да буде константна између 0℃ и 50℃.
Други тип је инкубатор на собној температури, који одржава температуру изнад собне температуре. Температура овог типа инкубатора је генерално подешена да буде константна између собне температуре и 65 ℃. Избор нискотемпературног инкубатора је релативно једноставан, јер га треба изабрати тако да се постигне жељена температура културе испод температуре околине.
Контрола релативне влажности биохемијских инкубатора
Изаберите инкубатор са великом површином испаравања за влажност, јер већа површина испаравања олакшава постизање засићења релативне влаге, а време опоравка влаге након отварања и затварања врата је краће.
Систем за дезинфекцију и стерилизацију биохемијских инкубатора
Систем за дезинфекцију и стерилизацију инкубатора генерално има следеће методе: УВ стерилизација, стерилизација на високој температури и стерилизација ваздуха унутар инкубатора ХЕПА филтером. Способност УВ стерилизације је обрнуто пропорционална квадрату растојања између УВ лампе и мете, а што је даље, то је лошија способност стерилизације. Стога УВ стерилизација има своја ограничења и можда неће постићи темељну стерилизацију. Високотемпературна стерилизација је подељена на два типа: стерилизација сувом топлотом и стерилизација влажном топлотом. Стерилизација влажном топлотом има већу ефикасност стерилизације од стерилизације сувом топлотом јер пара има јаку моћ продирања и лако је изазвати денатурацију или коагулацију протеина. ХЕПА филтери могу филтрирати ваздух унутар инкубатора, са ефикасношћу филтрације од 99,97% за честице веће од 0,3 μм.
Капацитет биохемијских инкубатора
Ако је капацитет инкубатора премали, можда неће бити довољан, а ако је превелик, може заузети превише простора. Капацитет биохемијских инкубатора креће се од малих инкубатора капацитета мањег од 50Л, погодних за лабораторије са малим културама, до великих инкубатора капацитета преко 400Л, погодних за велике лабораторије. Капацитет инкубатора који се обично користи је између ова два опсега, а капацитет треба изабрати на основу практичних потреба. Такође је важно резервисати мало простора како би се осигурало да се будуће потребе могу задовољити.
Материјал биохемијских инкубатора
Генерално постоје две врсте материјала који се користе за унутрашњу комору микробиолошких инкубатора доступних на тржишту: гвожђе (поцинковани материјал) и нерђајући челик. Гвоздене коморе су лакше и погодније за транспорт, док је нерђајући челик издржљивији. Тренутно, најпопуларнији материјал за унутрашњу комору је нерђајући челик 304, који је отпорнији на корозију и издржљивији од традиционалних хладно ваљаних челичних плоча. Ако унутрашња комора има структуру заобљеног угла, лако се чисти и не оставља мртве углове.
Фактор цене приликом куповине микробиолошког инкубатора
Инкубатори са вишим конфигурацијама као што су заштита лозинком, високотемпературно аутоматско подешавање и алармни уређаји, системи за аутоматску калибрацију, системи ЛЦД дисплеја/системи за излаз података итд. су погоднији за употребу и имају добре перформансе, али су скупљи због својих свеобухватних функција. Због тога је важно да изаберете инкубатор који одговара вашем буџету и главним потребама узгоја да бисте постигли најбољу вредност за новац.
4
Коришћење, праћење и одржавање микробиолошких инкубатора
Приликом транспорта, поправке и одржавања инкубатора, максимални угао нагиба треба да буде мањи од 45 степени. Инкубатор треба поставити на хладно, суво, добро проветрено место, даље од извора топлоте и директне сунчеве светлости. Спољни омотач инкубатора треба да буде поуздано уземљен и стабилно постављен како би се спречила бука услед вибрација. Растојање између инкубатора и зида треба да буде веће од 10 цм, са стране инкубатора треба да постоји размак од 5 цм, а изнад инкубатора треба да буде најмање 30 цм простора како би се обезбедило добро одвођење топлоте расхладног система.
Пре употребе опреме, пажљиво проверите да ли напон напајања одговара захтевима инструмента. Ако инкубатор користи трокраки утикач, утичница треба да буде правилно уземљена да би се обезбедио поуздан контакт између жице за уземљење инкубатора и жице за уземљење напајања. Култура у инкубатору не треба да се поставља превише чврсто да би се обезбедила уједначена дистрибуција температуре. Предмети постављени на сваки слој металне решетке не би требало да буду претешки да би се избегло савијање или ломљење металне решетке и оштећење културе.
Не стављајте предмете који су превише топли или прехладни у инкубатор. Када узимате или стављате предмете, затворите врата инкубатора да бисте одржали константну температуру. Немојте укључивати или искључивати инкубатор често у кратком временском периоду да бисте избегли непрекидно покретање компресора. Када инкубатор ради, избегавајте често отварање врата да бисте одржали стабилност температуре и спречили улазак прашине и прљавштине. Када се уређај не користи, искључите главни прекидач за напајање и прекидач за напајање на задњој страни уређаја и извуците утикач за напајање за дуготрајно складиштење. Када се инкубатор хлади, температурна разлика између унутрашње и спољашње стране инкубатора не би требало да пређе 25 ℃.
Током непрекидног рада, сваки дан пратите да ли инкубатор ради нормално и извршите годишњу проверу перформанси инструмента. Након чишћења и дезинфекције инкубатора, ставите неколико празних посуда за културу унутра, неке покривене, а неке непокривене, да бисте проверили да ли поклопац утиче на резултате теста и колика је контаминација у непокривеним посудама.
Приликом чишћења инкубатора, обришите унутрашњи зид инкубатора газом натопљеном алкохолом за дезинфекцију, а затим обришите алкохол сувом крпом. Ако се ради о инкубатору за плесни, користите дезинфекционо средство које може елиминисати буђ или вршити редовну УВ стерилизацију да бисте смањили контаминацију плесни. Немојте користити киселе/алкалне или друге корозивне растворе за брисање спољне површине. Током надзора инкубатора, ако се открије неуобичајено грејање или хлађење, изненадно гашење или друге аномалије, поправку треба извршити одмах и водити евиденцију о одржавању.
