Incubator (cultură) - Incubator (culture)
Un incubator este un dispozitiv utilizat pentru creșterea și întreținerea culturilor microbiologice sau a culturilor de celule . Incubatorul menține temperatura optimă , umiditatea și alte condiții, cum ar fi conținutul de CO 2 și oxigen din atmosfera din interior. Incubatoarele sunt esențiale pentru multe lucrări experimentale în biologia celulară , microbiologie și biologie moleculară și sunt utilizate pentru cultivarea atât a celulelor bacteriene, cât și a celulelor eucariote .
Cele mai simple incubatoare sunt cutii izolate cu un încălzitor reglabil, de obicei cresc până la 60 până la 65 ° C (140 până la 150 ° F), deși unele pot merge puțin mai sus (în general până la nu mai mult de 100 ° C). Temperatura cea mai frecvent utilizată atât pentru bacterii, cum ar fi E. coli frecvent utilizate , cât și pentru celulele de mamifere este de aproximativ 37 ° C (99 ° F), deoarece aceste organisme cresc bine în astfel de condiții. Pentru alte organisme utilizate în experimente biologice, cum ar fi drojdia Saccharomyces cerevisiae în curs de înmugurire , o temperatură de creștere de 30 ° C (86 ° F) este optimă.
Incubatoarele mai elaborate pot include, de asemenea, capacitatea de a reduce temperatura (prin refrigerare) sau capacitatea de a controla umiditatea sau nivelurile de CO 2 . Acest lucru este important în cultivarea celulelor de mamifere, unde umiditatea relativă este de obicei> 80% pentru a preveni evaporarea și se obține un pH ușor acid prin menținerea unui nivel de CO 2 de 5%.
Istoria incubatorului de laborator
De la ajutarea la incubația ouălor de pui până la posibilitatea oamenilor de știință să înțeleagă și să dezvolte vaccinuri împotriva virușilor mortali, incubatorul de laborator a văzut numeroase aplicații de-a lungul anilor în care a fost utilizat. Incubatorul a oferit, de asemenea, o bază pentru progresele medicale și lucrările experimentale în biologia celulară și moleculară .
Un incubator este format dintr-o cameră cu o temperatură reglată . Unele incubatoare reglează, de asemenea , umiditatea , compoziția gazelor sau ventilația în camera respectivă. Deși s-au produs multe progrese tehnologice de la incubatoarele primitive folosite pentru prima dată în Egiptul antic și China, scopul principal al incubatorului a rămas neschimbat: crearea unui mediu stabil și controlat, propice cercetării, studiului și cultivării.
Primele incubatoare
Cele mai vechi incubatoare au fost găsite acum mii de ani în Egiptul antic și China, unde au fost folosite pentru a menține ouăle de pui calde. Utilizarea incubatoarelor a revoluționat producția de alimente, deoarece a permis puii să iasă din ouă fără a fi nevoie ca o găină să stea pe ele, eliberând astfel găinile să depună mai multe ouă într-o perioadă mai scurtă de timp. Atât incubatoarele timpurii egiptene, cât și cele chinezești erau în esență camere mari, care erau încălzite de focuri, unde însoțitorii întorceau ouăle la intervale regulate pentru a asigura o distribuție uniformă a căldurii.
În secolele al XVI-lea și al XVII-lea
Incubatorul a primit o actualizare în secolul al XVI-lea, când Jean Baptiste Porta a folosit un design egiptean antic pentru a crea un incubator de ouă mai modern. În timp ce în cele din urmă a trebuit să-și întrerupă activitatea din cauza Inchiziției spaniole, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur a preluat provocarea la mijlocul secolului al XVII-lea. Reaumur și-a încălzit incubatorul cu o sobă de lemne și i-a monitorizat temperatura folosind termometrul Reaumur, o altă invenție a sa.
În secolul 19
În secolul al XIX-lea, cercetătorii au început în cele din urmă să recunoască faptul că utilizarea incubatoarelor ar putea contribui la progresele medicale. Au început să experimenteze pentru a găsi mediul ideal pentru menținerea stocurilor de cultură celulară. Aceste incubatoare timpurii erau alcătuite pur și simplu din borcane cu clopote care conțineau o singură lumânare aprinsă. Culturile au fost plasate lângă flacără pe partea inferioară a capacului borcanului și întregul borcan a fost plasat într-un cuptor uscat și încălzit.
La sfârșitul secolului al XIX-lea, medicii au realizat o altă utilizare practică pentru incubatoare: menținerea în viață a sugarilor prematuri sau slabi. Primul incubator pentru sugari, folosit la un spital de femei din Paris, a fost încălzit de lămpi cu kerosen . Cincizeci de ani mai târziu, Julius H. Hess , un medic american considerat deseori tatăl neonatologiei, a proiectat un incubator electric pentru sugari care seamănă foarte mult cu incubatoarele pentru sugari utilizate în prezent.
În secolul XX
Următoarea inovație în tehnologia incubatorului a venit în anii 1960, când incubatorul de CO 2 a fost introdus pe piață. Cererea a venit atunci când medicii au realizat că pot folosi incubatoare de CO 2 pentru a identifica și studia agenții patogeni găsiți în fluidele corporale ale pacienților. Pentru a face acest lucru, o probă a fost recoltată și plasată pe un vas steril și în incubator. Aerul din incubator a fost menținut la 37 de grade Celsius, la aceeași temperatură ca și corpul uman, iar incubatorul a menținut nivelurile atmosferice de dioxid de carbon și azot necesare pentru a promova creșterea celulară.
În acest moment, incubatoarele au început să fie folosite și în ingineria genetică . Oamenii de știință ar putea crea proteine esențiale din punct de vedere biologic, cum ar fi insulina, cu ajutorul incubatoarelor. Modificarea genetică ar putea avea loc acum la nivel molecular, contribuind la îmbunătățirea conținutului nutrițional și a rezistenței la pestilență și boli ale fructelor și legumelor.
Azi
Incubatoarele îndeplinesc o varietate de funcții într-un laborator științific. În general, incubatoarele mențin o temperatură constantă, cu toate acestea sunt adesea încorporate caracteristici suplimentare. Multe incubatoare controlează, de asemenea, umiditatea. Incubatoarele care agită încorporează mișcarea pentru a amesteca culturile. Incubatoarele de gaz reglează compoziția internă a gazelor. Unele incubatoare au un mijloc de a circula aerul în interiorul lor pentru a asigura o distribuție uniformă a temperaturilor. Multe incubatoare construite pentru utilizare în laborator au o sursă de energie redundantă, pentru a se asigura că întreruperile de curent nu perturbă experimentele. Incubatoarele sunt fabricate într-o varietate de dimensiuni, de la modele de masă, până la camere calde , care servesc drept incubatoare pentru un număr mare de probe.
Vezi si
Referințe
linkuri externe
- Mudge, George P. (1911). . Encyclopædia Britannica . 14 (ediția a XI-a). pp. 359–369.