في مجال البيولوجيا الجزيئية ، وهندسة الخلايا ، علم الأحياء الدقيقة ، مختبر حاضنة ، باعتبارها جوهر المعدات ، يوفر التحكم في درجة الحرارة ، الرطوبة ، وتركيز الغاز والضوء الظروف لنمو الكائنات الحية أو الخلايا من خلال محاكاة البيئة الطبيعية بدقة .

　　الوظائف الأساسية : متعدد المعلمة محاكاة البيئة والحفاظ على الاستقرار

1 . دقة التحكم في درجة الحرارة

حاضنة مجهزة عالية الدقة PID نظام التحكم في درجة الحرارة ، ويمكن تحقيق ± 0.1 ℃ تقلب السيطرة . على سبيل المثال ، خلية ثقافة الثدييات يتطلب درجة حرارة ثابتة 37 درجة مئوية ، في حين أن خلية ثقافة الحشرات يتطلب 28 درجة مئوية . في التخمير الميكروبي ، بعض الأيضات يمكن توليفها من قبل التدرج في درجة الحرارة ( على سبيل المثال ، من 30 ℃ إلى 37 ℃ ) . بعض النماذج أيضا دعم درجة الحرارة المبرمجة لتلبية الاحتياجات المعقدة من التجارب .

2 - تخصيص بيئة الغاز

السيطرة على تركيز CO : 5 ٪ CO ₂ مطلوب للحفاظ على درجة الحموضة مستقرة في الثقافة المتوسطة ، في الوقت الحقيقي رصد التلقائي تغذية الهواء بواسطة أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء لضمان تركيز أقل من 0.2 في المائة .

نقص الأكسجة محاكاة البيئة : 1 ٪ - 5 ٪ س تركيز مطلوب في دراسة الخلايا السرطانية ، الأكسجين السيطرة على وجه التحديد يتحقق من خلال استبدال النيتروجين نظام محاكاة نقص الأكسجة المكروية في الأورام الصلبة .

الثقافة اللاهوائية : في علم الأحياء الدقيقة التجربة ، تركيز o 2o انخفض إلى أقل من 0.1 في المائة من خلال تحفيز deaeration الجهاز ، والتي يمكن أن تلبي متطلبات نمو البكتيريا اللاهوائية صارمة ( مثل الكزاز ) .

3 - تنسيق تنظيم الرطوبة والضوء

① التحكم في الرطوبة : زراعة الأنسجة النباتية تحتاج إلى 70 ٪ - 80 ٪ الرطوبة النسبية لمنع الجفاف ، من خلال المرطب بالموجات فوق الصوتية نظام استرداد المكثفات لتحقيق التوازن الديناميكي .

محاكاة الإضاءة : في الفترة الضوئية التجربة ، مصدر الضوء LED يمكن أن توفر 10-200 μ mol / م ² / ث كثافة الضوء ، ودعم 16 ساعة الإضاءة / 8 ساعات الظلام إيقاع الساعة البيولوجية المحاكاة ، من أجل دراسة التمثيل الضوئي أو الطحالب تراكم الكتلة الحيوية .

　　تطبيق نموذجي المشهد : من البحوث الأساسية إلى التحول الصناعي

1 - بحوث بيولوجيا الخلية

في تجربة تمايز الخلايا الجذعية ، الثقافة المتوسطة يمكن أن تدعم الخلايا الجذعية الجنينية إلى الخلايا العصبية أو خلايا عضلة القلب عن طريق الحفاظ على 37 ℃ ، 5 ٪ CÒو الرطوبة المشبعة . في البحث والتطوير من car-t العلاج بالخلايا ، antitumor نشاط الخلايا التائية يجب تعزيزها من خلال نقص الأكسجة حاضنة ( 3 ٪ o ₂ ) .

2 - فحص المخدرات واختبار السمية

تدفق عالية فحص المخدرات منصة تستخدم حاضنة صغيرة واسعة ، وفي الوقت نفسه اختبار تثبيط تأثير عدة آلاف من المركبات على خطوط الخلايا السرطانية . في اختبار السمية الكبدية ، درجة الضرر الناجم عن المخدرات الأيضات على خلايا الكبد تم تقييمها من خلال محاكاة 37 ℃ و 5 ٪ CO ₂ البيئة في الجسم الحي .

3 - التخمير الميكروبي الصناعي

في إنتاج المضادات الحيوية ، من خلال التحكم في درجة حرارة 28 ℃ 30 ٪ الرطوبة و تركيز الأوكسجين المذاب ، وتحسين ظروف التخمر متسلسلة ، وزيادة إنتاج البنسلين . في البحث والتطوير من الوقود الحيوي ، methanogenic البكتيريا كانت تزرع في حاضنة اللاهوائية لتحقيق كفاءة تحويل القش النفايات .

　　التطور التكنولوجي : intelligentization والتكامل متعدد الوظائف

وقد وضعت حاضنة الحديثة من معدات التحكم في درجة الحرارة واحدة إلى منصة تجريبية ذكية :

1 . إنترنت الأشياء التكامل : من خلال اتصال واي فاي نظام إدارة المختبرات ، في الوقت الحقيقي تحميل درجة الحرارة والرطوبة البيانات إلى سحابة ، ودعم الرصد عن بعد و إنذار غير طبيعي .

2 . تصميم وحدات : توسيع photobioreactor ، على الخط رصد الرقم الهيدروجيني / هل وحدة ، لتلبية احتياجات زراعة الطحالب أو التخمير المستمر .

3 . تكنولوجيا توفير الطاقة : استخدام فراغ العزل الحراري لوحة ( كبار الشخصيات ) طبقة عازلة و تردد متغير ضاغط ، واستهلاك الطاقة من النماذج التقليدية بنسبة 40 ٪ ، تمشيا مع اتجاه بناء مختبر الخضراء .

مختبر مربع حاضنة أصبحت جسرا يربط بين البحوث الأساسية والتطبيقات الصناعية من خلال محاكاة دقيقة " الذهبي " بيئة النمو البيولوجي . مع تطور التكنولوجيا المتقدمة مثل خلية واحدة التسلسل ، مثل جهاز الثقافة ، دقة التحكم في درجة الحرارة و تركيز الغاز سوف تتحسن ، و الابتكار في مجال علوم الحياة سوف تستمر في تعزيز .