Las incubadoras de CO2 se utilizan ampliamente en laboratorios de los campos de la medicina, la farmacia y la microbiología. Diseñadas para mantener niveles precisos de humedad, temperatura y CO2, las incubadoras de CO2 brindan condiciones óptimas para el crecimiento y desarrollo celular. En la siguiente sección, analizaremos más de cerca el principio, la construcción, las aplicaciones y las especificaciones de calibración.
¿Qué es una incubadora de CO2?
Una incubadora de CO2 es un dispositivo para el cultivo in vitro de células/tejidos y es un instrumento avanzado para el cultivo de células, tejidos y bacterias. El objetivo principal de una incubadora de CO2 es crear un entorno de crecimiento lo más natural posible para el cultivo de células y tejidos. Es un equipo clave necesario para llevar a cabo inmunología, oncología, genética y bioingeniería. Las células son sensibles a los cambios de pH, temperatura y humedad durante el crecimiento, y el ambiente controlado de todas las incubadoras es fundamental para el crecimiento y la proliferación celular.
¿Cómo funciona una incubadora de CO2?
En una incubadora de CO2, se mantiene una concentración constante de CO2 agregando CO2 a la incubadora. Simula las condiciones fisiológicas necesarias para el crecimiento y la proliferación celular controlando la temperatura, la humedad y la concentración de CO2. La adsorción por tamiz molecular, la absorción química, la separación por membrana y otras tecnologías se utilizan generalmente para lograr el control y la regulación del CO2. Los niveles de CO2 suelen mantenerse en torno al 5%, lo que es similar al entorno in vivo. Este entorno controlado respalda el crecimiento de células cultivadas y proporciona una plataforma confiable para los experimentos de los investigadores.
Estructura de la incubadora de CO2.
Una incubadora de CO2 generalmente consta de una cámara, dióxido de carbono, temperatura, humedad, sistema de control eléctrico y otras partes.
Recinto
El cuerpo principal de la incubadora de CO2, generalmente fabricado en acero inoxidable para una excelente resistencia a la corrosión, alberga rejillas o bandejas de cultivo para el cultivo de células o microorganismos. El recinto también está equipado con ventanas de observación, iluminación y otras herramientas fáciles de usar, lo que facilita un monitoreo fácil y eficiente de los procesos internos de la incubadora.
Sistema de control de CO2
El sistema de control de CO2 es la parte central de la incubadora de CO2. Su función principal es controlar y regular el CO2 mediante absorción química, adsorción por tamiz molecular, separación por membranas y otras tecnologías. Generalmente consta de un sensor, un controlador, una fuente de gas CO2, etc.
Sistema de control de temperatura
El sistema de control de temperatura también es una parte importante de la incubadora de CO2; su función principal es controlar y regular con precisión la temperatura dentro de la incubadora. El sistema de control de temperatura generalmente consta de controladores, sensores, calentadores, etc.
Sistema de control de humedad
El sistema de control de humedad es una parte importante del CO2. Su función principal es controlar y regular con precisión la humedad dentro de la incubadora. El sistema de control de humedad generalmente consta de controladores, sensores, humidificadores, etc.
sistema de control eléctrico
El sistema de control eléctrico sirve como eje central de las incubadoras de CO2, proporcionando control y monitoreo integrales del sistema de control de CO2, el sistema de control de temperatura, el sistema de control de humedad y más. Su función es fundamental para garantizar el buen funcionamiento de la incubadora, brindándole tranquilidad en su investigación.
Tipos de calefacción para incubadoras de CO2
Mantener una temperatura constante dentro de la incubadora es esencial para mantener un crecimiento celular saludable, y el CO2 está disponible en dos tipos de configuraciones de calentamiento: calor directo y calentamiento con camisa de agua.
| Tipo | Calor directo | Tipo camisa de agua |
| Ventajas | Proporciona calor directamente a la cámara mediante un elemento calefactor para una rápida recuperación de la temperatura y la concentración de gas, adecuado para incubaciones a corto plazo y experimentos con apertura frecuente de la puerta de la cámara. | Al calentar las paredes de la cámara con agua, el calor del agua actúa como un amortiguador térmico y reduce la vibración durante los cortes de energía. Ideal para zonas donde hay restricciones en el uso de electricidad o donde hay cortes de energía frecuentes |
| Contras | Los cortes de energía no son posibles. | El agua en el tanque por debajo del nivel del agua o seca reducirá la vida útil de la incubadora. |
Cómo utilizar una incubadora de CO2
Antes de usar:
Coloque la incubadora de CO2 en un ambiente plano, seco y ventilado.
Encienda la alimentación (Nota: la incubadora de CO2 tipo camisa de agua debe llenarse primero con agua en el tanque de agua y luego encender el interruptor de encendido).
Confirme que la pureza del gas CO2 utilizado cumpla con los estándares.
Verifique la presión del cilindro; si es inferior a 0,2 MPa, se deberá sustituir el cilindro.
Esterilizar el tanque
No ajuste demasiado alta la presión del gas de entrada. La presión máxima de la válvula reductora de presión no debe exceder los 0,1 Mpa para evitar que la tubería se rompa.
Después de verificar, agregue la cantidad adecuada de agua destilada estéril o agua desionizada estéril al tanque de agua destilada del tanque. (Reemplace el agua del tanque al menos una vez cada quince días).
Durante el uso:
Configura la temperatura, la humedad y la concentración de CO2.
Coloque la placa de Petri de células o tejidos a cultivar (use guantes esterilizados antes de sostener o colocar el objeto)
Intente acortar el tiempo de apertura y reducir el número de horarios de apertura para evitar la contaminación del aire.
Después de su uso:
Limpie la cámara de la incubadora de CO2 después de su uso y no choque con sensores y otras piezas.
Si no se va a volver a utilizar en breve, antes de cerrarla deberás eliminar la humedad de la cámara y abrir la puerta de cristal para ventilar durante 24 horas.
Se debe retirar el agua de la cámara antes de manipular la incubadora con camisa de agua.
Para desmontar la cubierta del soporte dentro de la cámara, utilice la llave especial suministrada con la unidad y no aplique fuerza excesiva.
Los estantes y los discos humidificadores de la cámara de la incubadora de CO2 deben retirarse antes de manipularlos para evitar que la puerta de vidrio se dañe por colisión.
La incubadora de CO2 no se puede invertir durante su manipulación y no debe levantar la puerta para evitar la deformación de la misma.
¿Para qué se utilizan las incubadoras de CO2?
Cultivo celular
El cultivo de células es uno de los usos más comunes de las incubadoras, incluidas células humanas, animales y vegetales. En el cultivo celular, el ambiente atmosférico de CO2 puede proporcionar el dióxido de carbono y el amortiguador necesarios para el crecimiento celular para garantizar el crecimiento y la reproducción normales de las células.
Cultivos microbiológicos
Microorganismos como bacterias, hongos y virus también se pueden cultivar en la incubadora elegida para su propagación. También es posible cocultivar microorganismos y células.
Investigación biológica
Los productos médicos se desarrollan específicamente para tratamientos innovadores. En la investigación, el desarrollo y el control de calidad de estos medicamentos, se cultivan cultivos de células y tejidos en incubadoras de CO2.
Desarrollo de biosensores
Un sensor es un dispositivo que convierte un elemento fisiológicamente sensible en una señal digital que posteriormente puede utilizarse para investigaciones mediante estímulos físicos o químicos. Las incubadoras de CO2 son ideales para diversos procesos, incluida la congelación y transferencia de células, la infección de líneas celulares y la coloración de cultivos celulares.
¿Cómo comprar correctamente una incubadora de CO2?
En términos generales, los usuarios tienen dos requisitos básicos para las incubadoras de dióxido de carbono:
La primera es que la incubadora de CO2 debería poder proporcionar el control más preciso y estable de la temperatura, la concentración de CO2 y la humedad para facilitar el progreso de su trabajo de investigación;
El segundo requisito es que la incubadora de CO2 proteja eficazmente contra la contaminación microbiana en su interior. Puede eliminar periódicamente la contaminación para proteger los resultados de la investigación y evitar la pérdida de muestras.
La incubadora de CO2 se usa ampliamente y existen muchos tipos y modelos de incubadoras de CO2 en el mercado, entonces, ¿cómo elegimos una incubadora de CO2 adecuada para el cultivo celular? Antes de seleccionar una incubadora de CO2, es necesario considerar los siguientes factores:
Tipo de control de temperatura
Los métodos de calentamiento más comunes son el calor directo y el tipo camisa de agua. El tipo de calor directo se caracteriza por un calentamiento más rápido y una recuperación de temperatura más rápida que las incubadoras con camisa de agua, lo que es particularmente beneficioso para cultivos a corto plazo y cultivos que requieren abrir y cerrar la puerta con frecuencia. Además, el diseño de calor directo es más sencillo para el usuario que la camisa de agua (la camisa de agua requiere llenado, vaciado, limpieza del tanque y monitoreo frecuente del funcionamiento del tanque).
Sensor: Sensor infrarrojo (IR) VS Sensor conductor térmico (TC)
El sensor determina principalmente la detección de la concentración de CO2 en la incubadora. Los sensores comunes se clasifican principalmente como IR o TC.
TC funciona midiendo el cambio de resistencia entre dos termostatos eléctricos. Su desventaja es que el cambio de temperatura y humedad relativa dentro de la cámara afecta la precisión del sensor. Por tanto, cuando se requieren condiciones de incubación precisas y la puerta de la incubadora se abre con frecuencia, este sistema de control es menos adecuado.
El sensor IR ofrece un control de CO2 más preciso que el sistema TC. Detecta el nivel de CO2 mediante un sensor óptico. Es especialmente adecuado para cultivos celulares que requieren una apertura frecuente de la puerta de la incubadora. Sin embargo, este sistema es más caro que el sistema de CT y debe considerarse teniendo en cuenta consideraciones presupuestarias.
Sistema de convección: convección forzada versus convección natural
Convección natural: el flujo natural de aire mediante el flujo natural de los principios del flujo de aire (aire caliente hacia arriba, aire frío hacia abajo, viento natural, etc.) para implementar el flujo natural de aire.
Convección forzada:
El uso de algunos ventiladores.
Equipos de calefacción (o refrigeración).
Conductos (o conductos) especialmente diseñados para hacer que el aire fluya en un ambiente particular.
La convección forzada generalmente tiene componentes de intervención artificial.
Los requisitos del equipo de convección natural son muy bajos, pero también es el método de convección más básico. Sin embargo, el equipo utilizado para mejorar el efecto del flujo de aire suele ser una placa de acero inoxidable de alta calidad equipada con conductos de aire. Se instalan ventiladores para formar convección forzada para mejorar la uniformidad de la temperatura y la concentración de CO2 en la incubadora.
Además de los tres puntos mencionados anteriormente, que requieren especial atención a la hora de seleccionar una incubadora, se deben considerar los siguientes puntos.
1. La tasa y precisión de la recuperación de parámetros después de abrir la puerta.
2. Facilidad de operación
3. La calidad y limpieza del ambiente interno.
4. La disponibilidad de un sistema de esterilización de ciclo automático.
5. Rendimiento y calidad de la incubadora
6. Apilabilidad de la cámara.
7. Repuestos opcionales
Cómo calibrar la incubadora de CO2
1. Calibre periódicamente:
La calibración periódica de la incubadora de CO2 es esencial para garantizar su estabilidad y precisión. Se recomienda seguir las pautas del fabricante para la calibración, generalmente cada seis meses o una vez al año.
2. Uso de gas de calibración:
El proceso de calibración requiere el uso de gases de calibración para garantizar su pureza y estabilidad. Según los estándares internacionales, los gases de calibración deben seleccionarse, prepararse adecuadamente y verificarse antes de la calibración.
3. Temperatura y humedad:
Además de la concentración de CO2, es necesario calibrar los sensores de temperatura y humedad. Esto garantiza la precisión de los parámetros ambientales dentro de la incubadora, lo cual es esencial para el cultivo de muestras biológicas.
4. Procedimientos de calibración:
El procedimiento de calibración generalmente implica lo siguiente:
Configuración del flujo y la concentración del gas de calibración.
Ajustar el entorno de la incubadora a los parámetros objetivo.
Comprobación y calibración con instrumentos de calibración.
5. Registro y Verificación:
Después de completar la calibración, registre la fecha de la calibración, los resultados de la calibración y la información del calibrador. Luego, verifique que la incubadora mantenga un ambiente estable en el tiempo.
Conclusión
La incubadora de CO2 proporciona una condición ambiental in vivo estable, controlada y simulada para promover el crecimiento, la proliferación y la expresión funcional de las células. El control de la temperatura, la humedad, la concentración de CO2 y otros parámetros clave imita el microambiente de los tejidos in vivo para proporcionar condiciones óptimas para el crecimiento celular. Esto es importante para la investigación celular y aplicaciones como la biología celular, la detección de fármacos y el modelado de enfermedades.
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