Кіріспе
Микробиологиялық немесе жасуша дақылдарын өсіру және күтіп ұстауға арналған құрылғы. Инкубатор – микробиологиялық немесе жасуша дақылдарын өсіру және күтіп ұстауға қолданылатын құрылғы. Инкубатор ішіндегі атмосфераның оптималды температурасын, ылғалдылығын және CO2 мен оттегінің мөлшері сияқты жағдайларды сақтайды. Инкубаторлар жасуша биологиясы, микробиология және молекулалық биология салаларындағы көптеген тәжірибелік жұмыстар үшін қажетті, бактериялық және эукариоттық жасушаларды өсіру үшін пайдаланылады. Инкубатор – температурасы реттелетін камерадан тұрады. Кейбір инкубаторлар осы камерадағы ылғалдылықты, газ құрамын немесе желдетуді де реттей алады. Ең қарапайым инкубаторлар – реттелетін жылытқышы бар оқшауланған қораптар, олардың температурасы әдетте 60-65 °C (140-150 °F) дейін жетеді, бірақ кейбіреулері одан да жоғары (әдетте 100 °C-тан аспайды) температураға қол жеткізе алады. Көп қолданылатын температура, мысалы, жиі қолданылатын E. coli бактериясы және сүтқоректілердің жасушалары үшін шамамен 37 °C (99 °F) құрайды, себебі бұл организмдер осындай жағдайларда жақсы өседі. Биологиялық тәжірибелерде қолданылатын басқа организмдер үшін, мысалы, Saccharomyces cerevisiae ашытқысы үшін 30 °C (86 °F) өсу температурасы оңтайлы болып табылады. Күрделі инкубаторлар температураны төмендету (салқындату арқылы) немесе ылғалдылық пен CO2 деңгейін бақылау мүмкіндігіне де ие болуы мүмкін. Бұл сүтқоректілердің жасушаларын өсіруде маңызды, онда булануды болдырмау үшін салыстырмалы ылғалдылық әдетте 80%-дан жоғары болады және 5% CO2 деңгейін сақтап, сәл қышқыл pH-қа қол жеткізіледі.
An incubator is a device used to grow and maintain microbiological cultures or cell cultures. The incubator maintains optimal temperature, humidity and other conditions such as the CO2 and oxygen content of the atmosphere inside. Incubators are essential for much experimental work in cell biology, microbiology and molecular biology and are used to culture both bacterial and eukaryotic cells. An incubator is made up of a chamber with a regulated temperature. Some incubators also regulate humidity, gas composition, or ventilation within that chamber. The simplest incubators are insulated boxes with an adjustable heater, typically going up to 60 to 65 °C (140 to 150 °F), though some can go slightly higher (generally to no more than 100 °C). The most commonly used temperature both for bacteria such as the frequently used E. coli as well as for mammalian cells is approximately 37 °C (99 °F), as these organisms grow well under such conditions. For other organisms used in biological experiments, such as the budding yeast Saccharomyces cerevisiae, a growth temperature of 30 °C (86 °F) is optimal. More elaborate incubators can also include the ability to lower the temperature (via refrigeration), or the ability to control humidity or CO2 levels. This is important in the cultivation of mammalian cells, where the relative humidity is typically >80% to prevent evaporation and a slightly acidic pH is achieved by maintaining a CO2 level of 5%.
Лабораториялық инкубатордың тарихы
Құс жұмыртқаларын жарып шығаруға көмектесуден бастап, ғалымдарға қауіпті вирустарға қарсы вакциналарды түсінуге және жасауға мүмкіндік беруге дейін, зертханалық инкубатор қолданылған жылдар ішінде көптеген қолданыстарға ие болды. Инкубатор медициналық жаңалықтарға және жасушалық және молекулалық биологиядағы тәжірибелік жұмыстарға негіз болды. Ежелгі Египет және Қытайда алғашқы инкубаторлар пайда болғаннан бері көптеген технологиялық жетістіктер болғанымен, инкубатордың басты мақсаты өзгеріссіз қалды: зерттеу, оқу және өсіруге ыңғайлы тұрақты, бақыланатын ортаны құру.
Ең алғашқы инкубаторлар
Ең алғашқы инкубаторлар мыңдаған жылдар бұрын ежелгі Мысыр мен Қытайда ойлап табылды, олар тауық жұмыртқаларын жылы ұстау үшін қолданылды. Инкубаторларды пайдалану тамақ өндірісінде революция жасады, себебі бұл тауықтардың бауында отыруын қажет етпестен жұмыртқадан балапандардың шығуына мүмкіндік берді, соның арқасында тауықтар қысқа мерзім ішінде көбірек жұмыртқа туды. Ежелгі Мысыр мен Қытайдағы алғашқы инкубаторлар негізінен отпен жылытылатын үлкен бөлмелер болатын, онда жұмыртқаларды дұрыс жылу тарату үшін белгілі бір уақыт аралығымен аударып отыратын қызметшілер жұмыс істеді.
16 және 17 ғасырларда
Инкубатор 16 ғасырда Жан Батист Порта ежегіткен Египет үлгілерін пайдаланып, көбірек жетілдірілген жұмыртқа шайқау құрылын жасағанда жаңарып, өзгерді. Испан инквизициясының кесірінен ол жұмысын тоқтатуға мәжбүр болғанымен, Рене Антуан Фершо де Реамур 17 ғасырдың ортасында бұл мәселені алға тартып, жұмысты жалғастырды. Реамур инкубаторды ағаш пешімен жылытып, температурасын өзінің тағы бір өнертабысы – Реамур термометрі арқылы бақылады.
XIX ғасырда
XIX ғасырда зерттеушілер инкубаторларды қолдану медициналық прогреске үлес қосатынын түсіне бастады. Олар жасуша мәдениетін сақтау үшін ең қолайлы ортаны табу мақсатында тәжірибелер жасады. Алғашқы инкубаторлар бір шам жағылған колба тәрізді ыдыстардан тұратын. Мәдениеттер ыдыс қақпағының астындағы жалынға жақын орналастырылып, бүкіл ыдыс құрғақ, қыздырылған пешке қойылатын. XIX ғасырдың соңында дәрігерлер инкубатордың тағы бір маңызды артығын байқады: мерзімінен бұрын туған немесе әлсіз нәрестелерді сақтап қалу. Париждегі әйелдер ауруханасында қолданылған алғашқы нәресте инкубаторы керосин шамдарымен жылытылды. Елу жыл өткен соң, америкалық дәрігер Джулиус Х. Хесс, көбінесе неонатологияның негізін қалаушы деп есептелетін, қазіргі нәресте инкубаторларына ұқсас электрлік нәресте инкубаторын жасады.
ХХ ғасырда
Инкубатор технологиясының келесі жаңаруы 1960 жылдары CO2 инкубаторы нарыққа енгізілген кезде болды. Дәрігерлер пациенттердің дене сұйықтықтарында табылған патогендерді анықтау және зерттеу үшін CO2 инкубаторларын қолдана алатынын түсінгенде сұраныс артты. Мұны істеу үшін үлгі алынып, стерильді табаққа салып, инкубаторға қойылды. Инкубатордағы ауа температурасы 37 градус Цельсийге дейін ұсталып тұрды, бұл адам денесінің температурасына тең, және инкубатор жасушалардың өсуіне қажетті атмосфералық көмірқышқыл газ бен азот деңгейін сақтап тұрды. Осы кезде инкубаторлар генетикалық инженерияда да қолданыла бастады. Ғалымдар инкубаторларды пайдалана отырып, инсулин сияқты биологиялық маңызды ақуыздарды жасауға мүмкіндік алды. Енді генетикалық өзгерістер молекулалық деңгейде жүзеге асырылып, жеміс-жидектер мен көкөністердің қоректік құндылығын және жұқпалы ауруларға төзімділігін жақсартуға көмектесті.
Бүгін
Инкубаторлар ғылыми зертханаларда түрлі мақсаттарда қолданылады. Инкубаторлар әдетте тұрақты температураны ұстап тұрады, алайда оларға қосымша мүмкіндіктер де орнатылуы мүмкін. Көптеген инкубаторлар ылғалдылықты да реттейді. Шайқағыш инкубаторлар мәдениеттерді араластыру үшін қозғалысқа ие. Газ инкубаторлары ішкі газ құрамын бақылайды. Кейбір инкубаторларда температураның тегіс таралуын қамтамасыз ету үшін ауа айналымы жүйесі қарастырылған. Зертханалық қолдануға арналған көптеген инкубаторларда электр қуаты кесілген жағдайда эксперименттердің үзілмеуі үшін қосымша қуат көзі болады. Инкубаторлар түрлі өлшемдерде жасалады, үстелге қоятын кішкентай модельдерден бастап, үлкен мөлшердегі сынамаларды инкубациялауға арналған жылы бөлмелерге дейін.