Mikrobiyal kültür kuluçka makinesi, mikrobiyal kültür sürecinde çok önemlidir. Miktarının, kalitesinin, performansının, doğruluğunun ve diğer yönlerinin kültürün gereksinimlerini karşılayıp karşılamaması, laboratuvarın normal şekilde çalışıp çalışamayacağıyla ilgilidir. Çeşitli düzenlemeler, mikrobiyal kültürün sıcaklığı için nispeten yüksek gereksinimlere sahiptir; genel doğruluk ±1°C'dir ve bazıları ±0,5°C'de daha da yüksektir. Aynı zamanda, mikrobiyal kültür sırasında kontaminasyonun meydana gelmesi kolaydır; bu durum, kullanıcıların en uygun olanı seçebilmek için satın alırken inkübatörün kalitesini, performansını, doğruluğunu ve diğer yönlerini tam olarak anlamasını gerektirir.
1
Mikrobiyolojik Kültür İnkübatörlerinin Yapısı ve Çeşitleri
Mikrobiyolojik kültür inkübatörleri, farmasötik mikrobiyoloji, gıda mikrobiyolojisi, tarımsal mikrobiyoloji, tıbbi mikrobiyoloji gibi araştırma alanlarında yaygın olarak kullanılmakta ve bu alanlardaki laboratuvarlarda yaygın olarak kullanılan cihazlardan biri haline gelmiştir. Kuluçka makinesinin prensibi, kuluçka odası içindeki canlı bir organizma içindeki mikroorganizmaların büyüme ortamını simüle etmek ve mikroorganizmaların doğal ortamlarının dışında kültürlenmesi için bir cihaz sağlamaktır.
Mikrobiyolojik Kültür İnkübatörlerinin Yapısı
Modern mikrobiyolojik kültür inkübatörlerinin çoğu yüksek kaliteli çelik plakalardan yapılmıştır ve dikey kutu yapısına sahiptir. İç kapı genellikle temperli camdan yapılmış olup, kuluçka makinesinin içine kültür numunelerinin saklanması için paslanmaz çelik bölmeler yerleştirilmiştir. Bölmeler hareketlidir ve yüksekliği ayarlanabilir. Çalışma odası ile cam kapı arasında silikon kauçuk conta bulunmaktadır ve kuluçka makinesinin içinde düzgün gaz sirkülasyonu ve eşit sıcaklık dağılımı için sıcak ve soğuk hava kanalları bulunmaktadır. İnkübatör, sıcaklık ayarlanan sınırı aştığında çalışmayı otomatik olarak kesecek bağımsız bir sıcaklık sınırlama alarm sistemi ile donatılmıştır. Mantar kültürü inkübatörleri genel olarak soğutma sistemi, ısıtma sistemi, ultraviyole dezenfeksiyon sistemi, kültür odası, hava nemlendirici, kontrol devresi ve çalıştırma panelinden oluşur. İnkübatörün içinde stabil bir ortam sağlamak için sıcaklık ve nem sensörleri kullanılır.
Mikrobiyolojik Kültür İnkübatörlerinin Sınıflandırılması
Mikrobiyolojik kültür inkübatörleri ısıtma yöntemine göre su ceketli ve hava ceketli olarak sınıflandırılabilir. Su ceketli inkübatörler, inkübatörü çevreleyen sıvı tabakayı ısıtarak iç bölmeyi ısıtır. Bu ısıtma yöntemi daha yavaştır ancak inkübatörün içindeki sıcaklığı daha uzun süre sabit tutabilir. Hava ceketli inkübatörler, inkübatörü çevreleyen hava ceketi katmanındaki bir ısıtma elemanını kullanarak iç odayı ısıtır.
Mikrobiyolojik kültür inkübatörleri sıcaklık kontrol yöntemine göre bilgisayarlı akıllı kontrol (programlanabilir) ve otomatik sabit sıcaklık ayarlı (mekanik) olarak sınıflandırılabilir. Bilgisayarlı akıllı kontrol, kuluçka makineleri için ana sıcaklık kontrol yöntemidir. Bilgisayarlı akıllı kontrol sistemlerinin çoğu, kontrol ünitesi olarak mikrobilgisayar PID kontrolörlerini, termal elemanlar olarak sıcaklık sensörlerini kullanır. Ayarlanan ve ölçülen değerler dijital olarak görüntülenerek eksiksiz bir kontrol sistemi oluşturulur.
Otomatik sabit sıcaklık ayarlı sıcaklık kontrol cihazları genellikle spiral bir şekil oluşturmak için daha büyük termal genleşme katsayısına sahip bir metal şerit kullanan 'metal şerit' tipini kullanır. Metal şeridin bir ucu inkübatörün iç duvarına sabitlenir, diğer ucu ise hareketli bir temas noktasıyla donatılmıştır. Normal sıcaklıkta iki temas noktası kapalıdır. Güç açıldıktan sonra inkübatörün içindeki sıcaklık yükselerek sabit metal şeridin ısı nedeniyle genleşmesine, eğriliğinin değişmesine ve temas noktasının diğer ucunun uzaklaşmasına neden olarak devrenin kesilmesine ve ısıtmanın durmasına neden olur. Sıcaklık belirli bir seviyeye düştüğünde spiral metal şerit orijinal şekline döner, iki temas noktası temas eder ve devre açılarak ısıtma yeniden başlatılır. Bu şekilde inkübatörün içindeki sıcaklığın sabit kalması için devre açılıp kapatılır.
Kültür ortamına göre Mikrobiyolojik kültür inkübatörleri standart inkübatörler, karbondioksit inkübatörleri, hipoksik inkübatörler ve anaerobik inkübatörler olarak sınıflandırılabilir.
Hedef organizmaya göre Mikrobiyolojik kültür inkübatörleri mantar kültürü inkübatörleri, sabit sıcaklık inkübatörleri, sabit sıcaklık ve nem inkübatörleri ve ışıklı kültür inkübatörleri olarak sınıflandırılabilir.
Sıcaklık otomasyonu seviyesine göre Mikrobiyolojik kültür inkübatörleri, tam otomatik sıcaklık elde etme inkübatörleri, yarı otomatik sıcaklık elde etme inkübatörleri ve manuel sıcaklık elde etme inkübatörleri olarak sınıflandırılabilir.
2
Biyolojik Kültürde Kontaminasyon Faktörleri
Rüzgar Hızı ve Rüzgar Yönü
Genel olarak mikrobiyolojik kültür inkübatörleri, hazne içerisinde hava kanalları ve sirkülasyon sistemleri ile donatılmıştır. Uygun rüzgar hızı ve rüzgar yönü, kuluçka makinesi sıcaklığının eşitliği ve mikroorganizmaların normal büyümesi için faydalıdır. Ancak rüzgar hızının çok yüksek olması kültür ortamının kurumasına ve hatalı sonuçlara yol açabilir. Ek olarak farmakope gerekliliklerine göre kuluçka sırasında kültür kapları ters çevrilmelidir. Birden fazla boş kültür kabı doğrulamasından sonra, aynı rüzgar hızında, inkübatördeki hava akışının yönü kültür kabı kapağının yönünün tersi ise, havadaki toz ve diğer kirletici maddelerin mikrobiyal kültürleri kolayca kirletebileceği bulunmuştur. Bu nedenle, inkübatördeki hava akışının yönünün çalışma sırasında kültür kabı kapağının yönüyle tutarlı olması en iyisidir.
Kültür Tabağının Hava Sızdırmazlığı veya Sıkılığı
Kültür kapları düz dairesel bir taban ve bir kapaktan oluşur ve çoğunlukla plastik ve camdan yapılır. Mikrobiyoloji laboratuvarlarında kullanılan kültür kapları genellikle 90 mm çapındadır ve bir kapakla kapatılır. Düz tabağın alt kısmı ile kapağı arasında belli bir boşluk vardır ve ikisi de tamamen hava geçirmez değildir. Bu tasarım aerobik mikroorganizmaların oksijen ihtiyacını karşılayabildiği gibi aynı zamanda kontaminasyon olasılığını da arttırmaktadır.
Özellikle farklı üreticilerin kültür kapları, farklı kalıplama işlemleri ve parametreler nedeniyle alt ve kapak arasında farklı boşluklara sahiptir. Deneysel doğrulama yoluyla, aynı kültür koşulları altında, daha büyük boşluklara sahip kültür kapları, daha küçük boşluklara sahip olanlarla karşılaştırıldığında daha yüksek bir kontaminasyon olasılığına ve derecesine sahiptir. Ek olarak, düz tabağın alt kısmı ile kapağı arasındaki boşluk boyutu farkı, kültür tabağındaki kültür ortamından nem buharlaşması seviyesinde tutarsızlıklara neden olarak tutarsız kültür sonuçlarına yol açabilir.
Kültür İnkübatörünün İçindeki Nem
Nem, mikroorganizmaların hayatta kalması ve çoğalması için ana koşullardan biridir. Mikrobiyal hücreler %70 ila %85 oranında su içerir ve nemli bir ortamda yaşamaları gerekir. Nemin mikrobiyal büyüme üzerindeki etkisi, mikrobiyal hücrelerin içindeki su aktivitesi (AW) üzerindeki etkisi yoluyla gerçekleşir ve dolayısıyla metabolizmayı ve büyümeyi etkiler. Mikrobiyal büyümenin optimum bir AW'si vardır ve AW azaldığında mikrobiyal büyüme yavaşlar ve belli bir seviyede durur. Mikrobiyal gelişme sırasındaki minimum AW değişir ve çeşitli mantar ve mikroorganizmaların büyümesi ve çoğalması için en uygun nem, cinse bağlı olarak biraz değişir.
Genel olarak bakıldığında bakteriler en duyarlı olanıdır, bunu maya ve küf takip eder. Bu, bakteri büyümesi için gereken AW'nin maya için gerekenden daha yüksek olduğu ve maya büyümesi için gereken AW'nin küf için gerekenden daha yüksek olduğu anlamına gelir. Genel olarak AW<0,90 olduğunda bakteriler büyüyemez, AW<0,87 olduğunda çoğu maya inhibe edilir ve AW<0,80 olduğunda çoğu küf gelişemez. Nemin azaltılması AW'yi düşürecek ve mikroorganizmaların büyüme hızını yavaşlatacaktır.
Kültür inkübatöründeki aşırı yüksek veya düşük nem, kültür ortamı ile inkübatör arasında nem dengesizliğine neden olabilir. Örneğin, inkübatördeki nem çok yüksekse, kültür kabı üzerinde su damlacıkları oluşabilir, kültür ortamına damlayabilir ve bakteri üremesine neden olarak deney sonuçlarını etkileyebilir. İnkübatördeki nem çok düşükse, kültür ortamından nem kaybı meydana gelebilir ve bu da kültür ortamındaki bakterilerin büyümesini etkileyebilir. Bu nedenle uygun sıcaklık ve nem bakteri, küf ve maya üremesine faydalıdır.
Kültür İnkübatörünün İçindeki Nem Kaynakları:
1) kültür ortamından nem kaybı;
2) nemin kültür inkübatörünün manuel veya otomatik kontrol sistemi ile düzenlenmesi;
3) kültür kuluçka makinesinin yerleştirildiği ortam, genellikle temiz, kuru ve iyi havalandırılmış bir doğal ortamdır.
Kültür Malzemesinin Dökülmesi
Kültür materyalinin dökülmesi, biyolojik olarak tehlikeli materyal içeren sıvı veya katı maddelerin ambalaj materyalinden kazara ayrılmasını ifade eder. Kültür kuluçka makinesine biyolojik bir tehlike yayıldığında ve mikroorganizmalar büyüyüp çoğaldığında, kuluçka makinesinin derhal temizlenmesi gerekir. Kuvöz iç duvarlarının ve dökülen malzemeyle temas eden tüm malzemelerin dezenfekte edilmesi için etkili dezenfektanlar kullanılmalı veya yüksek basınç altında sterilize edilmelidir.
Küf veya diğer patojenik bakterileri içeren bir kültürün dökülmesine derhal müdahale edilmezse ve daha sonra başka mikroorganizmaların kültürü için kullanılırsa, kalan küf veya patojenik bakteriler inkübatörü kontamine edebilir, çapraz kontaminasyona yol açabilir ve deney sonuçlarının doğruluğunu etkileyebilir. Bu nedenle günlük deneylerde kültür materyalinin dökülmesinden mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Dökülme meydana gelirse kuvöz yetkili bir kişi tarafından derhal temizlenmeli ve dezenfekte edilmelidir.
Dökülen malzeme kırık cam içeriyorsa doğrudan elle çıkarılmamalı veya atılmamalıdır. Bunun yerine sert bir karton ve forseps ile tutulmalı, dayanıklı bir atık kabına konulmalı, alet ve ekipman yüzeyleri %75'lik etanol ile iki kez 3 dakika süreyle silinmelidir. Son olarak temizlik aletleri dezenfekte edilmelidir.
Çevre Kirliliği
Kültür inkübatörü temiz, kuru ve iyi havalandırılmış bir doğal ortama yerleştirilmelidir. Ortamdaki hava temizliği kötüyse bakteri, mantar ve virüslerin üremesi kolaylaşır, petri kabının alt kısmı ile kapağı arasındaki boşluktan kültür ortamına bulaşarak kültür sonuçlarının doğruluğunu etkiler.
3
Biyokimyasal İnkübatörlerin Seçimi ve Yönetimi
Biyokimyasal inkübatör seçerken ilk gereklilik sıcaklık ve nem kontrolünün hassas olmasıdır. İkinci olarak, inkübatör içindeki mikrobiyal kontaminasyonu etkili bir şekilde önleyebilmeli ve ideal olarak kontaminasyonu düzenli olarak ortadan kaldırabilmelidir. Pek çok biyokimyasal inkübatör türü vardır ve birini seçerken pratik ihtiyaçlara ve laboratuvar koşullarına göre aşağıdaki faktörlerin dikkate alınması önemlidir.
Biyokimyasal İnkübatörlerin Isıtma Yöntemi
Su ceketi ısıtmasının avantajı, elektrik kesintisi olduğunda sistemin inkübatör içindeki sıcaklığın doğruluğunu ve stabilitesini daha uzun süre koruyabilmesidir. Sabit sıcaklığı muhafaza etme süresi hava ceketi sisteminin 3-4 katıdır. Bu, uzun bir süre boyunca kararlı koşullar gerektiren dengesiz bir ortamda yapılan deneyler için faydalıdır. Su ceketi ısıtması, suyun eklenmesini, boşaltılmasını ve temizlenmesini gerektirir ve su deposunun çalışmasının düzenli olarak izlenmesi gerekir. Hava ceketi ısıtması, su ceketli inkübatöre göre hızlı bir şekilde ısınma ve sıcaklığı daha hızlı geri kazanma avantajına sahiptir; bu, kısa süreli kültür ve inkübatör kapısının sık sık açılıp kapanması için faydalıdır.
Sıcaklık Kontrol Sistemi ve Biyokimyasal İnkübatörlerin Tekdüzeliği
Doğru ve güvenilir bir sıcaklık kontrol sistemi, bir kuluçka makinesinin önemli bir parçasıdır. Sıcaklık kontrolü, aşırı sıcaklık alarm kontrolü ve ortam sıcaklığının izlenmesi için inkübatör içerisinde üç bağımsız sıcaklık kontrol fonksiyonu bulunmalıdır. Sıcaklık kontrol sistemi parametreleri sıcaklık dalgalanmasını, sıcaklık çözünürlüğünü ve sıcaklık homojenliğini içerir. İnkübatör sıcaklığının homojenliği, inkübatör içindeki hava akışı sirkülasyonu ile ilgilidir ve muhafaza içinde fan ve hava kanalları ile donatılmış bir inkübatör seçilmelidir.
Biyokimyasal İnkübatörlerin Sıcaklık Aralığı Kontrolü
İstenilen deneysel sıcaklığa göre uygun sıcaklık aralığına sahip bir ürün seçin. Biyokimyasal inkübatörün sıcaklık kontrol aralığı şu şekilde olabilir: oda sıcaklığı 5°C ila 60°C, 0°C ila 60°C, 4°C ila 60°C veya 5°C ila 50°C. Sabit sıcaklıklı inkübatörler iki türe ayrılır: biri, sıcaklığı 0°C ile 35°C arasında tutan düşük sıcaklıklı bir inkübatöre sahiptir ve bir soğutma sistemi ve ısıtma sistemi içerir, bu da onu daha pahalı hale getirir. Genellikle bu tip inkübatörün sıcaklığı 0°C ila 50°C arasında sabit olacak şekilde ayarlanır.
Diğer tip ise sıcaklığı oda sıcaklığının üzerinde tutan oda sıcaklığında inkübatördür. Bu tip inkübatörün sıcaklığı genellikle oda sıcaklığı ile 65°C arasında sabit olacak şekilde ayarlanır. Ortam sıcaklığının altında istenen kültür sıcaklığına ulaşmak için seçilmesi gerektiğinden, düşük sıcaklıklı bir inkübatörün seçimi nispeten basittir.
Biyokimyasal İnkübatörlerin Bağıl Nem Kontrolü
Nem için geniş buharlaşma alanına sahip bir inkübatör seçin; çünkü daha büyük bir buharlaşma alanı bağıl nem doygunluğuna ulaşmayı kolaylaştırır ve kapının açılıp kapanmasından sonra nemin iyileşme süresi daha kısa olur.
Biyokimyasal İnkübatörlerin Dezenfeksiyon ve Sterilizasyon Sistemi
Bir inkübatörün dezenfeksiyon ve sterilizasyon sistemi genel olarak şu yöntemlere sahiptir: UV sterilizasyonu, yüksek sıcaklıkta sterilizasyon ve inkübatör içindeki havanın HEPA filtre sterilizasyonu. UV sterilizasyon yeteneği, UV lambası ile hedef arasındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır ve ne kadar uzak olursa, sterilizasyon yeteneği o kadar kötü olur. Bu nedenle UV sterilizasyonunun sınırlamaları vardır ve tam bir sterilizasyon sağlayamayabilir. Yüksek sıcaklıkta sterilizasyon iki türe ayrılır: kuru ısı sterilizasyonu ve nemli ısı sterilizasyonu. Nemli ısı sterilizasyonu, kuru ısı sterilizasyonundan daha yüksek bir sterilizasyon verimliliğine sahiptir çünkü buharın güçlü bir nüfuz etme gücü vardır ve proteinlerin denatürasyonuna veya pıhtılaşmasına neden olmak kolaydır. HEPA filtreler, 0,3μm'den büyük parçacıklar için %99,97 filtreleme verimliliğiyle inkübatör içindeki havayı filtreleyebilir.
Biyokimyasal İnkübatörlerin Kapasitesi
Kuluçka makinesinin kapasitesi çok küçükse yeterli olmayabilir, çok büyükse çok fazla yer kaplayabilir. Biyokimyasal inkübatörlerin kapasitesi, küçük kültürlere sahip laboratuvarlar için uygun, kapasitesi 50 L'den az olan küçük inkübatörlerden, büyük laboratuvarlar için uygun, 400 L'nin üzerinde kapasiteye sahip büyük inkübatörlere kadar değişir. Yaygın olarak kullanılan inkübatör kapasitesi bu iki aralık arasındadır ve kapasite pratik ihtiyaçlara göre seçilmelidir. Gelecekteki ihtiyaçların karşılanabilmesini sağlamak için bir miktar yer ayırmak da önemlidir.
Biyokimyasal İnkübatörlerin Malzemesi
Piyasada mikrobiyolojik inkübatörlerin iç haznesi için genellikle iki tür malzeme kullanılır: demir (galvanizli malzeme) ve paslanmaz çelik. Demir hazneler daha hafiftir ve taşımaya daha uygundur, paslanmaz çelik ise daha dayanıklıdır. Şu anda iç hazne için en popüler malzeme, geleneksel soğuk haddelenmiş çelik levhalardan daha korozyona dayanıklı ve dayanıklı olan 304 paslanmaz çeliktir. İç hazne yuvarlatılmış köşe yapısına sahipse temizlenmesi kolaydır ve ölü köşe bırakmaz.
Mikrobiyolojik İnkübatör Satın Alırken Fiyat Faktörü
Şifre koruması, yüksek sıcaklık otomatik ayarlama ve alarm cihazları, otomatik kalibrasyon sistemleri, LCD ekran sistemleri/veri çıkış sistemleri vb. gibi daha yüksek konfigürasyonlara sahip inkübatörlerin kullanımı daha uygundur ve iyi performansa sahiptir, ancak kapsamlı fonksiyonları nedeniyle daha pahalıdırlar. Bu nedenle, paranızın karşılığını en iyi şekilde alabilmeniz için bütçenize ve temel yetiştirme gereksinimlerinize uygun bir kuluçka makinesi seçmeniz önemlidir.
4
Mikrobiyolojik İnkübatörlerin Kullanımı, İzlenmesi ve Bakımı
Küvözün taşınması, onarımı ve bakımı sırasında maksimum eğim açısı 45 dereceden az olmalıdır. İnkübatör serin, kuru, iyi havalandırılan, ısı kaynaklarından ve doğrudan güneş ışığından uzak bir alana yerleştirilmelidir. Kuluçka makinesinin dış kabuğu, titreşimden kaynaklanan gürültüyü önlemek için güvenilir bir şekilde topraklanmalı ve sabit bir şekilde yerleştirilmelidir. Soğutma sisteminin iyi ısı dağılımını sağlamak için kuluçka makinesi ile duvar arasındaki mesafe 10 cm'den fazla olmalı, kuluçka makinesinin yan tarafında 5 cm boşluk bulunmalı ve kuluçka makinesinin üzerinde en az 30 cm boşluk bulunmalıdır.
Ekipmanı kullanmadan önce güç kaynağı voltajının cihazın gereksinimlerine uygun olup olmadığını dikkatlice kontrol edin. İnkübatör üç uçlu bir fiş kullanıyorsa, inkübatörün topraklama kablosu ile güç kaynağının topraklama kablosu arasında güvenilir temas sağlamak için soket uygun şekilde topraklanmalıdır. Eşit sıcaklık dağılımı sağlamak için inkübatördeki kültür çok sıkı yerleştirilmemelidir. Metal ızgaranın her katmanına yerleştirilen öğeler, metal ızgaranın bükülmesini veya kırılmasını ve kültüre zarar vermesini önlemek için çok ağır olmamalıdır.
Küvöze çok sıcak ya da çok soğuk eşyalar koymayın. Eşyaları alırken veya yerleştirirken sıcaklığı sabit tutmak için kuvöz kapısını kapatın. Kompresörün sürekli çalışmasını önlemek için inkübatörü kısa süre içinde sık sık açıp kapatmayın. İnkübatör çalışırken, sıcaklık stabilitesini korumak ve toz ve kirin girmesini önlemek için kapıyı sık sık açmaktan kaçının. Cihaz kullanılmadığında ana güç anahtarını ve cihazın arkasındaki güç anahtarını kapatın ve uzun süreli saklama için elektrik fişini prizden çekin. Kuluçka makinesi soğurken, kuluçka makinesinin içi ve dışı arasındaki sıcaklık farkı 25°C'yi geçmemelidir.
Sürekli çalışma sırasında inkübatörün her gün normal şekilde çalışıp çalışmadığını gözlemleyin ve cihazın yıllık performans doğrulamasını gerçekleştirin. İnkübatörü temizleyip dezenfekte ettikten sonra, kapağın test sonuçlarını etkileyip etkilemediğini ve açık kaplarda ne kadar kontaminasyon olduğunu test etmek için içine bazıları kapalı, bazıları açık olmak üzere birkaç boş kültür kabı yerleştirin.
Küvözü temizlerken, kuvözün iç duvarını dezenfeksiyon için alkole batırılmış gazlı bezle silin ve ardından alkolü kuru bir bezle silin. Eğer kalıp inkübatörü ise küf oluşumunu ortadan kaldırabilecek bir dezenfektan kullanın veya küf kontaminasyonunu azaltmak için düzenli UV sterilizasyonu gerçekleştirin. Dış yüzeyi silmek için asidik/alkali veya diğer aşındırıcı solüsyonları kullanmayın. Kuluçka makinesinin izlenmesi sırasında anormal ısınma veya soğutma, ani kapanma veya başka anormallikler tespit edilirse onarım derhal yapılmalı ve bakım kayıtları tutulmalıdır.
