Incubadora (aparat de laboratori)

Incubadora (aparat de laboratori)

Una incubadora per a bactèries

En biologia, una incubadora és un dispositiu que servix per a mantindre i fer créixer cultius microbiològics o cultius celulars. L'incubadora manté la temperatura, la humitat i atres condicions en grau òptim, tals com el contingut de diòxit de carbono (CO₂) i d'oxigen en la seua atmòsfera interior. Les incubadores són essencials per a una gran cantitat de treballs experimentals en biologia celular, la microbiologia i en biologia molecular i s'utilisen per a cultius celulars, tant bacterians com de cèlules eucariota.

Les incubadores són també utilisades en l'indústria d'crío d'aus de corral per a que actuen com un substitut de les gallinas en el procés d'incubació dels ous fecundados. Açò es traduïx a sovint en taxes d'eclosió molt altes per la capacitat de controlar la temperatura i la humitat. Vàries marques d'incubadores estan disponibles en el mercat per als ganaders.

Estructura

La forma més simple d'incubadora és la d'una caixa isotèrmica en un sistema de calefacció i termostat ajustable, que per lo general es regula en una temperatura entre 60 i 65 °C (de 140 a 150 °F), encara que alguns models poden regular-se a majors temperatures (generalment menor de 100 °C). La temperatura més utilisada, tant per a cultiu de bactèries com d'E. Coli, d'us freqüent, aixina com de cèlules de mamífers és d'aproximadament 37 °C, ya que estos organismes es desenrollen be en eixes condicions. Per a atres organismes utilisats en els experiments biològics, com la rent Saccharomyces cerevisiae, per a la qual és òptima una temperatura de creiximent de 30 °C.

La majoria de les incubadores de laboratori també posseïxen la possibilitat de baixar la temperatura (a través de la refrigeració), o la capacitat de controlar els nivells d'humitat o de CO₂. Açò és important en el cultiu de cèlules de mamífers, a on la humitat relativa és normalment és del 95% i es conseguix un pH llaugerament àcit mantenint un nivell de CO₂ del 5%.

La majoria de les incubadores inclouen un cronómetro, i algunes també poden ser programades per a realisar un cicle a través de diferents temperatures, diferents nivells d'humitat, etc. Les incubadores poden variar en tamany des d'una taula a unitats del tamany d'una habitació menuda.

Hi ha maneres de substituir una incubadora, quan no està disponible. El famós científic Louis Pasteur va utilisar com a incubadora un chicotet buit baix de l'escala.

La temperatura màxima per a l'esterilisació és 200 °C.

Tipos d'incubadora

Incubadora, en el Departament de Microbiologia de l'Universitat de Kassel

Incubadora seca

Quan no disponem d'un recint la temperatura del qual assegure el creiximent celular, és necessari adquirir una incubadora seca equivalent. Inclús en una habitació calenta, a voltes és convenient tindre una incubadora per a tripsinización. L'incubadora deu tindre un tamany adequat, uns 50-200 L per usuari, i deu tindre circulació d'aire forçat, control de temperatura de ± 0,2 °C, i un termostat de seguritat que apague l'incubadora si es sobrecalienta o, millor encara, que regule l'incubadora si el termostat no funcionara correctament. L'incubadora deu ser resistent a la corrosió (per eixemple, l'acer inoxidable o l'alumini anodizado resulten acceptables per a una incubadora seca), i deuen ser fàcils de netejar.

Una incubadora de cambra doble, o dos incubadores apilades, una damunt de l'atra, independentment regulades, són preferibles a una sola incubadora de gran tamany, ya que poden acomodar més cultius celulars en millor control de temperatura, i si una de les dos no funciona o necessita ser netejada, l'atra encara pot ser utilisada. Moltes incubadores tenen una camisa exterior d'aigua calenta per a distribuir la calor uniformemente al voltant de la caixa, evitant aixina la formació de zones fredes. Estes incubadores també mantenen la seua temperatura més temps en el cas d'un fallo del calfador o un brot d'energia elèctrica. No obstant, l'aïllament d'alta eficiència i els elements difusores de la superfície del calfador han eliminat la necessitat d'eixa camisa d'aigua i han conseguit que l'estructura de l'incubadora siga molt més simple.

Els estants de les incubadores solen estar perforats per a facilitar la circulació d'aire. No obstant, les perforació poden donar lloc a irregularitats en la distribució de cèlules en cultius monocapa, en variacions en la densitat celular seguint el model d'obertures en els estants. Les variacions poden deure's a les corrents de convecció generades en els punts de contacte en relació en els forats en l'estant, o poden ser relacionats en les àrees que es gelen més ràpidament quan s'obri la porta. Encara que açò no és un problema en general, els flascos i les plaques de cultius deuen ser colocats en un taulell aïllat o en una font de metal, per a aquells experiments en els que la densitat uniforme siga important.

Archiu:Binder CB210 incubator interior.jpg

Interior d'una incubadora de CO₂ com les empleades en cultius celulars.

Incubadora humida de CO₂

Encara que els cultius celulars poden ser incubados en flascos sagellats en una incubadora seca o en una habitació calenta, alguns recipients, per eixemple, les plaques de Petri o les plaques de pocillos múltiples, requerixen d'un ambient controlat en una humitat alta i una pressió parcial de CO₂ elevada. La manera més barata de controlar la fase gaseosa és colocar els cultius en una caixa de plàstic o en una cambra (Bellco, MP Biomedicals), afegir al recipient la mescla correcta de CO₂ i després sagellar-ho. Si l'incubadora no està totalment ompli de plaques, incloure un recipient obert en aigua permet aumentar la humitat dins de la cambra. Les incubadores de CO₂ són més cares, pero la seua facilitat d'us i un control superior de la pressió de CO₂ i de la temperatura justifiquen la despesa (els flascos anaeròbics i els desecadores tarden més en calfar-se).

Una atmòsfera controlada es conseguix per mig de l'us d'una font de humidificación i el control de la pressió de CO2 en un dispositiu de monitorisació de el CO₂, que extrau l'aire de l'incubadora en una cambra de mostra, determina la concentració de CO₂, i injecta CO₂ pur en l'incubadora per a compensar qualsevol deficiència. L'aire circula al voltant de l'incubadora per convecció natural o per mig de l'us d'un ventilador per a mantindre uniformes tant el nivell de CO₂ com la temperatura. S'afirma que les incubadores en ventiladors es recuperen més ràpit despuix de l'obertura, a pesar de que les incubadores de convecció natural també conseguixen una recuperació ràpida i reduïxen considerablement els riscs de contaminació.

Les incubadores de parets calentes seques també sofrixen una menor contaminació per foncs en les parets, perque les parets tendixen a permanéixer seques, inclús en una humitat relativament alta. Alguns controladors de CO₂ deuen ser ajustats cada pocs mesos, pero l'us de fil d'or o detectors d'infrarrojos minimisen les desviacions i molts models restablixen el zero del detector de CO₂ de forma automàtica. El tamany de l'incubadora requerida dependrà de l'us previst, tant el número de persones que ho usen com els tipos de cultius.

Un incubador d'este tipo dispon de:

• Dispositius de control de temperatura, en termostat de seguritat.
• Dispositiu d'injecció d'una mescla d'aire i CO₂, en la proporció desijada, entre el 4 i el 7 %, controlat per mig d'un dispositiu IRGA ("infra-ret gas analyzer").
• Dispositiu de control de la humitat ambiente. La millor forma consistix en injectar aigua estèril i filtrada.
• Dispositiu d'recirculación d'aire en filtres HEPA intercalados.

Incubadora roller

Són incubadores o estufes que posseïxen un rotor de baixa velocitat en el seu interior. S'utilisen en cultius que no requerixen CO₂, disposts en botelles tancades (roller bottles), en una gran superfície de creiximent., en la finalitat de dispondre d'una gran superfície per a l'adheriment de les cèlules.