Od pomocy w wykluwaniu jaj kurzych do umożliwienia naukowcom zrozumienia i opracowania szczepionek na śmiertelne wirusy, inkubator laboratoryjny widział wiele zastosowań w ciągu lat, w których był w użyciu. Inkubator stanowił również podstawę dla postępu w medycynie i prac eksperymentalnych w biologii komórkowej i molekularnej.
Inkubator składa się z komory o regulowanej temperaturze. Niektóre inkubatory regulują również wilgotność, skład gazu lub wentylację w tej komorze. Chociaż od czasu prymitywnych inkubatorów używanych po raz pierwszy w starożytnym Egipcie i Chinach dokonano wielu postępów technologicznych, główny cel inkubatora pozostał niezmieniony: stworzenie stabilnego, kontrolowanego środowiska sprzyjającego badaniom, studiom i uprawom.
Najwcześniejsze inkubatoryEdit
Najwcześniejsze inkubatory znaleziono tysiące lat temu w starożytnym Egipcie i Chinach, gdzie były używane do utrzymywania ciepła jaj kurzych. Zastosowanie inkubatorów zrewolucjonizowało produkcję żywności, ponieważ umożliwiło wykluwanie się piskląt z jaj bez konieczności wysiadywania ich przez kurę, dzięki czemu kury mogły znosić więcej jaj w krótszym czasie. Zarówno wczesne egipskie, jak i chińskie inkubatory były w zasadzie dużymi pomieszczeniami ogrzewanymi ogniem, w których pracownicy obracali jajka w regularnych odstępach czasu, aby zapewnić równomierne rozprowadzanie ciepła.
W XVI i XVII wiekuEdit
Termometr Reaumur
Inkubator otrzymał aktualizację w XVI wieku, kiedy Jean Baptiste Porta czerpał ze starożytnego egipskiego wzornictwa, aby stworzyć bardziej nowoczesny inkubator jaj. Podczas gdy on ostatecznie musiał przerwać swoją pracę z powodu hiszpańskiej inkwizycji, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur podjął wyzwanie w połowie XVII wieku. Reaumur ogrzewał swój inkubator za pomocą pieca na drewno i monitorował jego temperaturę za pomocą termometru Reaumura, kolejnego ze swoich wynalazków.
W XIX wiekuEdit
W XIX wieku naukowcy w końcu zaczęli dostrzegać, że stosowanie inkubatorów może przyczynić się do postępu w medycynie. Zaczęli eksperymentować, aby znaleźć idealne środowisko do utrzymywania zapasów kultur komórkowych. Te wczesne inkubatory składały się po prostu z dzbanków, w których znajdowała się pojedyncza zapalona świeca. Hodowle umieszczano w pobliżu płomienia na spodzie pokrywki słoika, a cały słoik umieszczano w suchym, ogrzewanym piekarniku.
Inkubator wynaleziony przez Hessa
Pod koniec XIX wieku lekarze zdali sobie sprawę z innego praktycznego zastosowania inkubatorów: utrzymywania przy życiu wcześniaków lub słabych niemowląt. Pierwszy inkubator dla niemowląt, używany w szpitalu kobiecym w Paryżu, był ogrzewany lampami naftowymi. Pięćdziesiąt lat później Julius H. Hess, amerykański lekarz często uważany za ojca neonatologii, zaprojektował elektryczny inkubator dla niemowląt, który bardzo przypomina używane obecnie inkubatory dla niemowląt.
W XX wiekuEdit
Inkubator wstrząsowy
Kolejna innowacja w technologii inkubatorów pojawiła się w latach 60. XX wieku, kiedy na rynek wprowadzono inkubator CO2. Zapotrzebowanie pojawiło się, gdy lekarze zdali sobie sprawę, że mogą używać inkubatorów CO2 do identyfikacji i badania patogenów znajdujących się w płynach ustrojowych pacjentów. Aby to zrobić, pobierano próbkę i umieszczano ją na sterylnym naczyniu w inkubatorze. Powietrze w inkubatorze było utrzymywane w temperaturze 37 stopni Celsjusza, takiej samej jak temperatura ludzkiego ciała, a inkubator utrzymywał atmosferyczny poziom dwutlenku węgla i azotu niezbędny do promowania wzrostu komórek.
W tym czasie inkubatory zaczęły być również wykorzystywane w inżynierii genetycznej. Naukowcy mogli tworzyć biologicznie niezbędne białka, takie jak insulina, przy użyciu inkubatorów. Modyfikacja genetyczna mogła teraz odbywać się na poziomie molekularnym, co pomogło poprawić zawartość składników odżywczych oraz odporność owoców i warzyw na szkodniki i choroby.
DzisiajEdit
Inkubatory pełnią wiele funkcji w laboratorium naukowym. Inkubatory zazwyczaj utrzymują stałą temperaturę, jednak często wbudowane są w nie dodatkowe funkcje. Wiele inkubatorów kontroluje również wilgotność. Inkubatory z wytrząsaniem wprowadzają ruch w celu wymieszania kultur. Inkubatory gazowe regulują skład gazów wewnętrznych. Niektóre inkubatory mają możliwość cyrkulacji powietrza wewnątrz nich w celu zapewnienia równomiernego rozkładu temperatur. Wiele inkubatorów przeznaczonych do użytku laboratoryjnego posiada redundantne źródło zasilania, aby przerwy w dostawie prądu nie zakłócały eksperymentów. Inkubatory są produkowane w różnych rozmiarach, od modeli stołowych, do ciepłych pomieszczeń, które służą jako inkubatory dla dużej liczby próbek.
.