Incubatrice (cultura) - Incubator (culture)
Un incubatore è un dispositivo utilizzato per coltivare e mantenere colture microbiologiche o colture cellulari . L'incubatore mantiene la temperatura ottimale , l' umidità e altre condizioni come il contenuto di CO 2 e ossigeno dell'atmosfera all'interno. Gli incubatori sono essenziali per molti lavori sperimentali in biologia cellulare , microbiologia e biologia molecolare e vengono utilizzati per coltivare cellule sia batteriche che eucariotiche .
Gli incubatori più semplici sono scatole isolate con un riscaldatore regolabile, in genere fino a 60-65 °C (140-150 °F), anche se alcuni possono andare leggermente più in alto (generalmente fino a non più di 100 °C). La temperatura più comunemente utilizzata sia per i batteri come l' E. coli frequentemente utilizzato , sia per le cellule dei mammiferi è di circa 37 ° C (99 ° F), poiché questi organismi crescono bene in tali condizioni. Per altri organismi utilizzati negli esperimenti biologici, come il lievito in erba Saccharomyces cerevisiae , è ottimale una temperatura di crescita di 30 °C (86 °F).
Incubatori più elaborati possono includere anche la capacità di abbassare la temperatura (tramite refrigerazione), o la capacità di controllo dell'umidità o di CO 2 livelli. Questo è importante nella coltivazione di cellule di mammifero, dove l' umidità relativa è tipicamente >80% per prevenire l'evaporazione e si ottiene un pH leggermente acido mantenendo un livello di CO 2 del 5%.
Storia dell'incubatore di laboratorio
Dall'aiuto nella schiusa delle uova di gallina alla possibilità per gli scienziati di comprendere e sviluppare vaccini per virus mortali, l'incubatrice da laboratorio ha visto numerose applicazioni nel corso degli anni in cui è stata utilizzata. L'incubatore ha anche fornito una base per progressi medici e lavori sperimentali in biologia cellulare e molecolare .
Un incubatore è costituito da una camera a temperatura regolata . Alcuni incubatori regolano anche l' umidità , la composizione del gas o la ventilazione all'interno di quella camera. Mentre molti progressi tecnologici si sono verificati da quando gli incubatori primitivi sono stati utilizzati per la prima volta nell'antico Egitto e in Cina, lo scopo principale dell'incubatore è rimasto invariato: creare un ambiente stabile e controllato favorevole alla ricerca, allo studio e alla coltivazione.
I primi incubatori
Le prime incubatrici sono state trovate migliaia di anni fa nell'antico Egitto e in Cina, dove venivano usate per tenere al caldo le uova di gallina. L'uso di incubatrici ha rivoluzionato la produzione alimentare, in quanto ha permesso ai pulcini di schiudersi dalle uova senza richiedere che una gallina si sedesse su di loro, liberando così le galline per deporre più uova in un periodo di tempo più breve. Sia le prime incubatrici egiziane che quelle cinesi erano essenzialmente grandi stanze riscaldate da fuochi, dove gli inservienti giravano le uova a intervalli regolari per garantire una distribuzione uniforme del calore.
Nel XVI e XVII secolo
L'incubatrice ha ricevuto un aggiornamento nel XVI secolo quando Jean Baptiste Porta ha attinto al design dell'antico Egitto per creare un'incubatrice per uova più moderna. Mentre alla fine dovette interrompere il suo lavoro a causa dell'Inquisizione spagnola, René-Antoine Ferchault de Réaumur raccolse la sfida a metà del XVII secolo. Réaumur riscaldò la sua incubatrice con una stufa a legna e ne monitorò la temperatura usando il termometro Réaumur, un'altra delle sue invenzioni.
Nel 19 ° secolo
Nel 19° secolo, i ricercatori hanno finalmente cominciato a riconoscere che l'uso di incubatrici potrebbe contribuire ai progressi della medicina. Hanno iniziato a sperimentare per trovare l'ambiente ideale per il mantenimento delle scorte di colture cellulari. Queste prime incubatrici erano semplicemente costituite da campane di vetro che contenevano una singola candela accesa. Le colture sono state poste vicino alla fiamma sul lato inferiore del coperchio del barattolo e l'intero barattolo è stato posto in un forno asciutto e riscaldato.
Alla fine del XIX secolo, i medici realizzarono un altro uso pratico delle incubatrici: mantenere in vita i neonati prematuri o deboli. La prima incubatrice infantile, utilizzata in un ospedale femminile di Parigi, era riscaldata da lampade a cherosene . Cinquant'anni dopo, Julius H. Hess , un medico americano spesso considerato il padre della neonatologia, progettò un'incubatrice elettrica per neonati che assomiglia molto alle incubatrici per neonati in uso oggi.
Nel XX secolo
La successiva innovazione nella tecnologia degli incubatori è arrivata negli anni '60, quando l' incubatore a CO 2 è stato introdotto sul mercato. La domanda è arrivata quando i medici si sono resi conto che potevano utilizzare gli incubatori a CO 2 per identificare e studiare gli agenti patogeni presenti nei fluidi corporei dei pazienti. Per fare ciò, un campione è stato raccolto e posto su un piatto sterile e nell'incubatrice. L'aria nell'incubatrice è stata mantenuta a 37 gradi Celsius, la stessa temperatura del corpo umano, e l'incubatrice ha mantenuto i livelli atmosferici di anidride carbonica e azoto necessari per promuovere la crescita cellulare.
A quel tempo, gli incubatori iniziarono anche ad essere utilizzati nell'ingegneria genetica . Gli scienziati potrebbero creare proteine biologicamente essenziali, come l'insulina, con l'uso di incubatori. La modificazione genetica potrebbe ora avvenire a livello molecolare, contribuendo a migliorare il contenuto nutrizionale e la resistenza alle pestilenze e alle malattie di frutta e verdura.
Oggi
Gli incubatori svolgono una varietà di funzioni in un laboratorio scientifico. Gli incubatori generalmente mantengono una temperatura costante, tuttavia spesso sono integrate funzionalità aggiuntive. Molti incubatori controllano anche l'umidità. Gli incubatori agitatori incorporano il movimento per mescolare le culture. Gli incubatori a gas regolano la composizione interna del gas. Alcuni incubatori hanno un mezzo per far circolare l'aria al loro interno per garantire una distribuzione uniforme delle temperature. Molti incubatori costruiti per l'uso in laboratorio hanno una fonte di alimentazione ridondante, per garantire che le interruzioni di corrente non interrompano gli esperimenti. Gli incubatori sono realizzati in una varietà di dimensioni, dai modelli da tavolo, alle stanze calde , che fungono da incubatori per un gran numero di campioni.
Guarda anche
Riferimenti
link esterno
- Mudge, George P. (1911). . Enciclopedia Britannica . 14 (11a ed.). pp. 359-369.