Inkubator (Biologie)

Ein Inkubator, oder auch Brutschrank, ist ein Gerät, mit dem in der Biologie kontrollierte Außenbedingungen für verschiedene Entwicklungs- und Wachstumsprozesse geschaffen und erhalten werden können. Er dient der Schaffung und Erhaltung eines Mikroklimas mit eng geregelten Luftfeuchtigkeits- und Temperatur-Bedingungen. Der Brutschrank verfügt über eine Zeitschaltuhr und einen Temperaturregler und unter Umständen einer Einstellung für die Regelung der zugeführten Frischluft. Die Temperatur wird vom Inkubator äußerst genau eingehalten. CO2-Inkubatoren dienen der Kultivierung tierischer Zellen. Inkubatoren mit speziellen Wendevorrichtungen werden bei Embryonierten Hühnereiern eingesetzt.

Die eingestellte Temperatur ist auf das Temperaturoptimum der zu inkubierenden Mikroorganismen abgestimmt. Für das darmbewohnende Bakterium Escherichia coli liegt diese Temperatur bei 37 °C. Bodenorganismen, beispielsweise der Gattung Pseudomonas, werden bei 28 °C inkubiert. Meeresbewohnende Organismen (z. B. Vibrio fischeri) benötigen nur Temperaturen von 4–10 °C. Für Agrobakterien, ein Bodenbakterium, ist hingegen eine Temperatur von 21 °C optimal.

Wird der Inkubator für einen Restriktionsverdau verwendet, richtet sich die Temperatur nach dem Mikroorganismus, aus dem das Enzym isoliert wurde. Da viele der gängigen Enzyme aus E. coli gewonnen werden, liegt die Temperatur hierbei in der Regel bei 37 °C.

Inkubationsschüttler

Des Weiteren gibt es Schüttel-Inkubatoren, bei denen die Bodenplatte beweglich ist. Diese Inkubatoren verwendet man, um zu vermeiden, dass die zu kultivierenden Bakterien eine Kahmhaut bilden. Über das Bedienelement kann bei diesen Inkubatoren die entsprechende Schüttelfrequenz eingestellt werden.

Im Vergleich zu einem gewöhnlichen Inkubator wird bei einem Inkubationsschüttler die Probe ständig durchmischt. Das fördert das Zellwachstum, wodurch sich unter Umständen kürzere Versuchszeiten ergeben. Die Durchmischung erlaubt weiterhin eine Simulation von Prozessen im menschlichen Organismus. Je nach Anwendung sind Versuchslaufzeiten von mehreren Wochen erforderlich, weshalb einige Inkubationsschüttler für den unüberwachten Betrieb freigegeben sind.

Die Inkubationsschüttler gibt es in verschiedenen Größen, von kleinen Tischmodellen bis hin zu großen, auf dem Boden stehenden Modellen. Die Größe des Gerätes richtet sich nach der Menge der zu bearbeitenden Probe.

Die Temperatureinstellungen können in der Regel von −10 °C bis hin zu 80 °C und höher schwanken. Eine hochgenaue Temperaturegelung ist für medizinische Zwecke und biologische Anwendungen unabdingbar, um optimalen Zellwachstum zu erreichen. Deshalb sind meist mehrere Temperaturmessfühler unter der Haube angebracht, um mit Hilfe einer elektronischen Regelung die Temperatur konstant zu halten.

Proben werden normalerweise in gewöhnlicher Laborglasware aufbewahrt, z. B. Erlenmeyerkolben oder Petrischalen und auf dem Schütteltisch mit Klammern oder Haltern fixiert.

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