مختبر عالي الجودة حضانة طبية آلية حضانة لاهوائية

والحاضنة هي جهاز يستخدم في تنمية الثقافات الميكروبيولوجية أو ثقافات الخلايا والحفاظ عليها. تحافظ الحاضنة على درجة الحرارة المثالية والرطوبة وغيرها من الظروف مثل ثاني أكسيد الكربون ومحتوى الأكسجين للغلاف الجوي في الداخل. فالحاضنات ضرورية للقيام بعمل تجريبي كبير في بيولوجيا الخلايا وبيولوجيا الميكروبات وبيولوجيا الجزيئية، وهي تستخدم في ثقافة الخلايا البكتيرية والخلايا حقيقية النواة.

تتكون الحاضنة من غرفة ذات درجة حرارة منظمة. كما تنظم بعض الحاضنات الرطوبة أو تركيب الغاز أو التهوية داخل تلك الغرفة.



ويمكن أن تشمل الحاضنات الأكثر تفصيلاً القدرة على خفض درجة الحرارة (عن طريق التبريد)، أو القدرة على التحكم في مستويات الرطوبة أو ثاني أكسيد الكربون. وهذا مهم في زراعة الخلايا الثديية، حيث تكون الرطوبة النسبية عادة >80% لمنع التبخر ويتم تحقيق درجة حموضة طفيفة عن طريق الحفاظ على مستوى ثاني أكسيد الكربون 5%.

 تتكون الحاضنة الميكروبية من وحدات مختلفة، بعضها:

الخزانة
تعتبر الخزانة الجسم الرئيسي لحاضنة الحضانة التي تتكون من حاوية ممددة بجدران مزدوجة بسعة تتراوح بين 20 و800 لتر.
إن الجدار الخارجي مصنوع من صفائح من الفولاذ المقاوم للصدأ بينما الجدار الداخلي مصنوع من الألومنيوم.
أما المساحة بين الجدارين فهي مليئة بالصوف الزجاجي لتوفير العزل لحاضنة الزجاج.
يمنع العزل فقدان الحرارة ويقلل من الاستهلاك الكهربائي، مما يضمن التشغيل السلس للجهاز.
يتم تزويد الجدار الداخلي للحاضنة بإسقاطات داخلية تدعم الرفوف الموجودة داخل الحاضنة.

الباب
يوجد باب في جميع الحاضنات لإغلاق الخزانة المعزولة.
كما أن الباب له عزل خاص به. كما يتم تزويدها بزجاج يتيح رؤية داخل الحاضنة أثناء حضنها دون إزعاج البيئة الداخلية.
يوجد مقبض على الجزء الخارجي من الباب للمساعدة في مناورة الباب.
لوحة التحكم
توجد على الجدار الخارجي للحاضنة لوحة تحكم تحتوي على جميع المفاتيح والمؤشرات التي تسمح بالتحكم في معلمات الحاضنة.
كما تحتوي لوحة التحكم على مفتاح للتحكم في الثرموستات للجهاز.

الثرموستات
يُستخدم الثرموستات لضبط درجة الحرارة المطلوبة في الحاضنة.
بعد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة، يقوم الترموستات أوتوماتيكيًا بالحفاظ على الحاضنة عند درجة الحرارة هذه حتى تتغير درجة الحرارة مرة أخرى.

رفوف مثقبة
توجد بعض الرفوف المثقوبة التي يتم وضع اللوحات التي تحتوي على الوسائط الثقافية عليها، وهي مُصعدة إلى الجدار الداخلي.
تسمح الثقوب الموجودة على الرفوف بحركة الهواء الساخن في جميع أنحاء الحاضنة.
في بعض الحاضنات، تكون الرفوف قابلة للإزالة، مما يسمح بتنظيف الرفوف بشكل صحيح.

حشية باب الأسبستوس
توفر حشية باب الأسبستوس مانع تسرب شبه محكم الإغلاق بين الباب وخزانة الكابينة.
يمنع مانع التسرب هذا دخول الهواء الخارجي إلى الكابينة، وبالتالي، فهو يخلق بيئة ساخنة معزولة داخل الكابينة دون أن تعيقه البيئة الخارجية.

مقياس حرارة على شكل L
يوضع مقياس الحرارة على الجزء العلوي من الجدار الخارجي للحاضنة.
ويظل أحد طرفي ميزان الحرارة المرفق مع التدرجات خارج الحاضنة بحيث يمكن قراءة درجة الحرارة بسهولة.
يبرز الطرف التالي مع لمبة الزئبق قليلاً داخل حجرة الحاضنة.

فلاتر HEPA
كما يتم تزويد بعض الحاضنات المتقدمة بفلاتر HEPA لخفض التلوث المحتمل الناتج عن تدفق الهواء.
تعمل مضخة الهواء المزودة بفلاتر على إنشاء نظام مغلق الحلقة بحيث ينتج عن تدفق الهواء داخل الحاضنة تلوث أقل.

التحكم في الرطوبة والغاز
يتم تزويد حاضنات ثاني أكسيد الكربون بخزان أسفل الغرفة يحتوي على الماء.
يتم تبخير الماء للحفاظ على الرطوبة النسبية داخل الغرفة.
وبالمثل، فإن هذه الحاضنات مزودة أيضا بغرف غاز لإعطاء التركيز المرغوب فيه لغاز ثاني أكسيد الكربون داخل الحاضنة.

وعلى أساس وجود معامل معين أو غرض الحاضنات، تنقسم الحاضنات إلى الأنواع التالية:

حاضنة معيارية
وهذا هو النوع الأكثر شيوعاً من الحاضنات المستخدمة في أغلب المختبرات.
وهذه الحاضنات هي الأنواع الأساسية من الحاضنات التي تتمتع بالتحكم في درجة الحرارة والعزل.

حاضنة ثاني أكسيد الكربون
إن حاضنات ثاني أكسيد الكربون هي الأنواع الخاصة من الحاضنات التي يتم توفيرها مع التحكم التلقائي في ثاني أكسيد الكربون والرطوبة.
ويستخدم هذا النوع من الحاضنات لنمو زراعة بكتيريا مختلفة تتطلب 5 إلى 10% من تركيز ثاني أكسيد الكربون.
للتحكم في الرطوبة، يتم الاحتفاظ بالماء أسفل خزانة الحاضنة.

حضانة مبردة
بالنسبة للحضانة في درجات حرارة أقل من درجة الحرارة المحيطة، يتم تزويد الحاضنات بأنظمة تبريد معدلة مع أدوات تحكم في التدفئة والتبريد.
وهذا النوع من الحاضنات يسمى حاضنة التبريد.
في حاضنة التبريد، يجب أن تكون أدوات التحكم في التدفئة والتبريد متوازنة بشكل مناسب.

حاضنة الغربال
حضانة الغربال التي يتم التحكم فيها حراريًا هي قطعة أخرى من الأجهزة المستخدمة لزراعة الكائنات الدقيقة.
ومن ميزته أنها توفر نقلاً سريعاً وموحداً للحرارة إلى السفينة الثقافية، كما أن شغلها يؤدي إلى زيادة التهوية، الأمر الذي يؤدي إلى تسارع النمو.
ولكن هذا الحاضن لا يمكن استخدامه إلا في السمسرة أو وسائل الإعلام الثقافية السائلة.

حضانة محمولة
والحاضنات المحمولة أصغر حجما وتستخدم في العمل الميداني، مثل البيولوجيا الدقيقة البيئية وفحص المياه.

المبدأ / عمل المحظِّين
وتقوم الحاضنة على مبدأ أن الكائنات الدقيقة تتطلب مجموعة معينة من المعايير لنموها وتطورها.

تستند جميع الحاضنات إلى مفهوم أنه عندما يتم تزويد الكائنات الحية بالحالة المثلى لدرجة الحرارة والرطوبة والأكسجين ومستويات ثاني أكسيد الكربون، فإنها تنمو وتنقسم لتكوين المزيد من الكائنات الحية.

في الحاضنة، يحافظ الثرموستات على درجة حرارة ثابتة يمكن قراءتها من الخارج عبر مقياس الحرارة.

ويتم الحفاظ على درجة الحرارة باستخدام دورات التدفئة وعدم التسخين.

أثناء دورة التسخين، يقوم الترموستات بتسخين الحاضنة، وأثناء فترة عدم التسخين، تتوقف التدفئة، وتبرد الحاضنة بالحرارة المشعة إلى المناطق المحيطة.

إن العزل من الخارج يخلق حالة معزولة داخل الخزانة، الأمر الذي يسمح للميكروبات بالنمو بفعالية.

وبالمثل، يتم الحفاظ على معايير أخرى مثل الرطوبة وتدفق الهواء من خلال آليات مختلفة تخلق بيئة مماثلة للبيئة الطبيعية للكائنات الحية.

وبالمثل، يتم تزويدها بتعديلات للحفاظ على تركيز ثاني أكسيد الكربون لموازنة الرقم الهيدروجيني (pH) والرطوبة المطلوبة لنمو الكائنات الحية.

كما يتوفر تنوع حضانة الهز مثل حضانة الهز، الأمر الذي يسمح باستمرار حركة الثقافة المطلوبة لدراسات حول تشبع الخلايا بالأكسجين والذوبان.

إجراء تشغيل الحاضنة

وبمجرد نشوء ثقافات الكائنات الحية، توضع الصفائح الثقافية داخل الحاضنة عند درجة الحرارة المطلوبة وفترة زمنية مطلوبة. في معظم المختبرات السريرية، تكون درجة الحرارة المعتادة التي يجب الحفاظ عليها هي 35 إلى 37 درجة مئوية للبكتيريا.

فيما يلي الخطوات التي يجب اتباعها أثناء تشغيل الحاضنة:

قبل استخدام الحاضنة، يجب التأكد من عدم وجود أي عناصر متبقية في الحاضنة من الدورات السابقة. ولكن في بعض الحالات، إذا كان نفس الحاضن يستخدم في العديد من الكائنات الحية، وكانت هذه الحاضنات تتطلب نفس مجموعة المعلمات، فمن الممكن وضعها معاً في الحاضنة نفسها.

ثم يظل باب الحاضنة مغلقاً، ويتم تشغيل الحاضنة. ويتعين تسخين الحاضنة حتى درجة الحرارة المرغوبة لنمو الكائن الحي المعين. يمكن استخدام مقياس الحرارة لمعرفة ما إذا كانت درجة الحرارة قد وصلت.

وفي الوقت نفسه، إذا كان الكائن الحي يتطلب تركيزاً معيناً من ثاني أكسيد الكربون أو رطوبة معينة، فلابد أيضاً من تعيين هذه البارامترات في الحاضنة.

وبمجرد تحقيق كل هذه المعايير، توضع ثقافات طبق البتري على الرفوف المثقبة رأسا على عقب، أي على الرفوف العلوية للوسائط. وهذا ضروري لأنه إذا كانت الصفائح تحتضنها بشكل طبيعي، فإن التكثيف يتجمع على سطح الوسط ويمنع تكوُّن مستعمرات معزولة.

وإذا كان من الضروري حضانة ثقافات أطباق بيتري لعدة أيام، فإن اللوحات تكون مغلقة بشريط لاصق أو موضوعة في أكياس بلاستيكية أو حاويات طعام بلاستيكية.

والآن، تم قفل الباب، ويتم الاحتفاظ باللوحات في الداخل للوقت المطلوب قبل إخراجه.