Инкубатор (культура) - Incubator (culture)

Интерьер CO₂ инкубатор, используемый в культура клеток

An инкубатор это устройство, используемое для выращивания и поддержания микробиологические культуры или же клеточные культуры. Инкубатор поддерживает оптимальные температура, влажность и другие условия, такие как CO₂ и кислород содержание атмосферы внутри. Инкубаторы необходимы для большой экспериментальной работы в клеточная биология, микробиология и молекулярная биология и используются для культивирования как бактериальный и эукариотический клетки.

Луи Пастер использовал небольшое отверстие под лестницей как инкубатор. Инкубаторы также используются в птицеводство действовать как заменитель кур. Это часто приводит к более высокому уровню вывода из-за возможности контролировать как температуру, так и влажность. Заводчикам коммерчески доступны инкубаторы различных марок.

Простейшие инкубаторы представляют собой изолированные боксы с регулируемым нагревателем, обычно до 60–65 ° C (140–150 ° F), хотя в некоторых может быть немного выше (обычно не более 100 ° C). Наиболее часто используемая температура для бактерий, например, для часто используемых Кишечная палочка а также для клеток млекопитающих составляет примерно 37 ° C (99 ° F), поскольку эти организмы хорошо растут в таких условиях. Для других организмов, используемых в биологических экспериментах, таких как почкующиеся дрожжи. Saccharomyces cerevisiae оптимальной является температура роста 30 ° C (86 ° F).

Более сложные инкубаторы также могут включать в себя возможность снижения температуры (с помощью охлаждения) или возможность контролировать влажность или CO₂ уровни. Это важно при культивировании клеток млекопитающих, где относительный влажность обычно> 80% для предотвращения испарения и слабокислой pH достигается за счет поддержания СО₂ уровень 5%.

Бактериологический инкубатор

История лабораторного инкубатора

От помощи в инкубации куриных яиц до предоставления ученым возможности понять и разработать вакцины от смертельных вирусов - лабораторный инкубатор за годы своего использования нашел множество применений. Инкубатор также стал основой для медицинских достижений и экспериментальной работы в области клеточных и молекулярная биология.

Инкубатор состоит из камеры с регулируемой температура. Некоторые инкубаторы также регулируют влажность, состав газа или вентиляция в этой камере. Хотя многие технологические достижения произошли с тех пор, как примитивные инкубаторы впервые использовались в Древнем Египте и Китае, основная цель инкубатора осталась неизменной: создание стабильной, контролируемой среды, способствующей исследованиям, изучению и выращиванию.

Самые ранние инкубаторы

В самые ранние инкубаторы были найдены тысячи лет назад в Древнем Египте и Китае, где их использовали для согрева куриных яиц.^[1] Использование инкубаторов произвело революцию в производстве продуктов питания, поскольку позволило цыплятам вылупляться из яиц, не требуя, чтобы курица садилась на них, что позволило курицам отложить больше яиц за более короткий период времени. И ранние египетские, и китайские инкубаторы были по существу большими комнатами, отапливаемыми огнем, где обслуживающий персонал переворачивал яйца через определенные промежутки времени, чтобы обеспечить равномерное распределение тепла.

В 16-17 веках

Термометр реомюра

Инкубатор был обновлен в 16 веке, когда Жан Батист Порта использовал древнеегипетский дизайн для создания более современного инкубатора для яиц. Хотя в конце концов ему пришлось прекратить свою работу из-за испанской инквизиции, Рене-Антуан Фершо де Реомюр принял вызов в середине 17 века.^[2] Реомюр обогрел свой инкубатор дровяной печью и контролировал его температуру с помощью термометра Реомюра, еще одного из его изобретений.

В 19 веке

В 19 веке исследователи наконец начали понимать, что использование инкубаторов может способствовать развитию медицины. Они начали экспериментировать, чтобы найти идеальную среду для поддержания запасов клеточных культур. Эти ранние инкубаторы были просто составлены из колпаков, в которых была одна зажженная свеча. Культуры помещали возле пламени на нижнюю часть крышки кувшина, а всю банку помещали в сухую нагретую духовку.

Инкубатор изобрел Гесс

В конце 19 века врачи нашли еще одно практическое применение инкубаторов: поддержание жизни недоношенных или слабых младенцев. Первый инкубатор для младенцев, использовавшийся в женской больнице в Париже, отапливался керосиновые лампы. Пятьдесят лет спустя Юлиус Х. Гесс, американский врач, которого часто считают отцом неонатологии, разработал электрический инкубатор для младенцев, который очень похож на современные инкубаторы для младенцев.^[3]

В 20 веке

Инкубатор с встряхиванием

Следующее нововведение в технологии инкубаторов произошло в 1960-х годах, когда CO₂ инкубатор был выведен на рынок.^[4] Спрос появился, когда врачи поняли, что могут использовать угарный газ.₂ инкубаторы для выявления и изучения патогенов, обнаруженных в жидкостях организма пациентов. Для этого собирали образец и помещали на стерильную чашку в инкубатор. Воздух в инкубаторе поддерживался при 37 градусах Цельсия, той же температуре, что и человеческое тело, и инкубатор поддерживал уровни углекислого газа и азота в атмосфере, необходимые для стимулирования роста клеток.

В это время инкубаторы также начали использоваться в генная инженерия. Ученые могли создавать биологически важные белки, такие как инсулин, с помощью инкубаторов. Генетическая модификация теперь может происходить на молекулярном уровне, помогая улучшить питательную ценность и устойчивость фруктов и овощей к эпидемиям и болезням.

Сегодня

Инкубаторы выполняют различные функции в научной лаборатории. В инкубаторах обычно поддерживается постоянная температура, однако часто в них встроены дополнительные функции. Многие инкубаторы также регулируют влажность. Инкубаторы со встряхиванием включают движение для смешивания культур. Газовые инкубаторы регулируют внутренний газовый состав. В некоторых инкубаторах есть средства циркуляции воздуха внутри них для обеспечения равномерного распределения температуры. Многие инкубаторы, созданные для лабораторного использования, имеют резервный источник питания, чтобы перебои в подаче электроэнергии не мешали проведению экспериментов. Инкубаторы бывают самых разных размеров, от настольных до теплые комнаты, которые служат инкубаторами для большого количества образцов.

Смотрите также

• Египетская печь для яиц

Рекомендации

внешняя ссылка

• Мадж, Джордж П. (1911). «Инкубации и инкубаторы». Британская энциклопедия. 14 (11-е изд.). С. 359–369.