Van hulp bij het uitbroeden van kippeneieren tot het in staat stellen van wetenschappers om vaccins voor dodelijke virussen te begrijpen en te ontwikkelen, de laboratoriumbroedstoof heeft in de loop der jaren talrijke toepassingen gekend. De couveuse heeft ook een basis gelegd voor medische vooruitgang en experimenteel werk in de cellulaire en moleculaire biologie.
Een couveuse bestaat uit een kamer met een gereguleerde temperatuur. Sommige incubatoren regelen ook de vochtigheid, de gassamenstelling of de ventilatie binnen die kamer. Hoewel er veel technologische vooruitgang is geboekt sinds de primitieve broedstoven die voor het eerst werden gebruikt in het oude Egypte en China, is het belangrijkste doel van de broedstoof onveranderd gebleven: het creëren van een stabiele, gecontroleerde omgeving die bevorderlijk is voor onderzoek, studie en cultivatie.
De vroegste broedstovenEdit
De vroegste broedstoven werden duizenden jaren geleden gevonden in het oude Egypte en China, waar ze werden gebruikt om kippeneieren warm te houden. Het gebruik van broedmachines veroorzaakte een revolutie in de voedselproductie, omdat kuikens uit eieren konden worden uitgebroed zonder dat een kip op de eieren hoefde te zitten, zodat de kippen meer eieren konden leggen in een kortere periode. Zowel de vroege Egyptische als de Chinese broedmachines waren in wezen grote kamers die werden verwarmd door vuren, waar verzorgers de eieren op regelmatige tijdstippen omdraaiden om een gelijkmatige warmteverdeling te verzekeren.
In de 16e en 17e eeuwEdit
Reaumur thermometer
De broedmachine kreeg in de 16e eeuw een update toen Jean Baptiste Porta zich op het oude Egyptische ontwerp baseerde om een modernere broedmachine voor eieren te maken. Hoewel hij uiteindelijk zijn werk moest staken vanwege de Spaanse Inquisitie, nam Rene-Antoine Ferchault de Reaumur de uitdaging aan in het midden van de 17e eeuw. Reaumur verwarmde zijn couveuse met een houtkachel en controleerde de temperatuur met behulp van de Reaumur-thermometer, een andere uitvinding van hem.
In de 19e eeuwEdit
In de 19e eeuw begonnen onderzoekers eindelijk in te zien dat het gebruik van couveuses kon bijdragen aan medische vooruitgang. Zij begonnen te experimenteren om de ideale omgeving te vinden voor de instandhouding van celcultuurvoorraden. Deze vroege incubatoren bestonden eenvoudigweg uit stolpen met daarin een enkele brandende kaars. De culturen werden in de buurt van de vlam aan de onderkant van het deksel van de pot geplaatst, en de hele pot werd in een droge, verwarmde oven geplaatst.
Incubator uitgevonden door Hess
Aan het eind van de 19e eeuw realiseerden artsen zich een andere praktische toepassing voor incubators: het in leven houden van te vroeg geboren of zwakke zuigelingen. De eerste couveuse voor zuigelingen, die in een vrouwenziekenhuis in Parijs werd gebruikt, werd verwarmd door kerosinelampen. Vijftig jaar later ontwierp Julius H. Hess, een Amerikaanse arts die vaak wordt beschouwd als de vader van de neonatologie, een elektrische couveuse die sterk lijkt op de couveuses die vandaag de dag worden gebruikt.
In de 20e eeuwEdit
Schuddende couveuse
De volgende innovatie in de couveautechnologie kwam in de jaren zestig, toen de CO2-incubator op de markt werd gebracht. De vraag kwam toen artsen zich realiseerden dat zij CO2-incubators konden gebruiken om ziekteverwekkers in lichaamsvloeistoffen van patiënten te identificeren en te bestuderen. Daartoe werd een monster genomen en op een steriele schaal in de incubator gelegd. De lucht in de incubator werd op 37 graden Celsius gehouden, dezelfde temperatuur als het menselijk lichaam, en de incubator handhaafde de atmosferische kooldioxide- en stikstofniveaus die nodig waren om de celgroei te bevorderen.
In deze tijd begonnen incubators ook te worden gebruikt voor genetische manipulatie. Wetenschappers konden biologisch essentiële eiwitten, zoals insuline, creëren met behulp van incubatoren. Genetische modificatie kon nu op moleculair niveau plaatsvinden, waardoor het voedingsgehalte en de weerstand tegen ziekten en plagen van fruit en groenten konden worden verbeterd.
VandaagEdit
Broedstoven vervullen verschillende functies in een wetenschappelijk laboratorium. Broedstoven houden over het algemeen een constante temperatuur aan, maar vaak zijn extra functies ingebouwd. Veel broedstoven regelen ook de vochtigheid. Schudincubatoren maken gebruik van beweging om culturen te mengen. Broedstoven met gas regelen de interne gassamenstelling. Sommige broedstoven hebben een voorziening om de lucht binnenin te laten circuleren, zodat de temperatuur gelijkmatig wordt verdeeld. Veel broedstoven die voor laboratoriumgebruik zijn gebouwd, hebben een redundante stroombron, zodat stroomuitval de experimenten niet verstoort. Broedstoven worden gemaakt in verschillende maten, van tafelmodellen tot warme kamers, die dienen als incubatoren voor grote aantallen monsters.