آشنایی با تجهیزات و دستگاه های آزمایشگاه مولکولی و کشت بافت گیاهی (1)

انکوباتور:

نمونه در محیط کشت­ های تهیه شده، در شرایط خاص رشد می­ کنند. که انکوباتور این شرایط و دمای مورد نیاز برای رشد آنها را فراهم می­ سازد. از جمله این شرایط نور است، بعضی نمونه ها برای رشد به نور احتیاج دارند و برعکس بعضی نمونه ها برای رشد نباید اصلاً نور ببینند و باید در تاریکی مطلق بمانند، به این صورت که انکوباتور دارای یک پوشش، روی در خود می­باشد که قابلیت حرکت دارد و می­توان در مواقع لازم آن را برداشته و یا قرار دهیم.  

• در نتیجه انکوباتور شرایط لازم برای رشد نمونه مخصوصاً دما، نور را فراهم می­کند.

 ژرمیناتور:

کار این دستگاه دقیقاً مانند انکوباتور می­ باشد با این تفاوت که در ژرمیناتور رطوبت هم وارد می­ شود.       

                                          

اتوکلاو:

چون عملیات کشت توسط ادوات، وسایل و مواد کاملاً استریل شده باید انجام گیرد، لذا وجود دستگاهی به نام اتوکلاو برای استریل نمودن این قبیل موارد، بخصوص ظروف شیشه­ ای ضروری می­باشد مکانیسم عمل اتوکلاوها به این صورت است که در داخل یک محفظه کاملاً بسته بخار آب تحت فشار در اثر تماس با اشیاء و مواد کلیه میکروارگانیز­م­ های آنها را نابود می­کند. ساده ­ترین نمونه اتوکلاو را می­توان همان دیگ زودپز آشپزخانه نامید اتوکلاو دارای انواع متفاوتی مانند افقی و عمودی است. درجه حرارت در اتوکلاو بین 115 الی 135 درجه سانتی­گراد قابل تنظیم است. وقتی مواد یا محیط آماده را برای استریل کردن، در داخل اتوکلاو قرار دادیم در دستگاه را بسته و آن را قفل کنیم، شیر دستگاه را باز نموده تا بخاری که تشکیل می­شود جانشین هوای داخل دستگاه گردد، سپس شیر مربوط به قسمت بخار را ببنددید. این کار باعث می­شود که بخار در داخل اتوکلاو جمع شده، فشار آن افزایش یافته و دما به حد موردنظر برسد، با خاتمه سترون کردن، برای باز کردن اتوکلاو، کاری را که باید انجام دهید، عبارتست از بسته نگهداشتن شیر خروج هوا تا هنگامی که فشار به صفر کاهش یافته و فشارسنج آن را نشان دهد اگر موادی که سترون می­ شوند حاوی مایعات نباشند می­توانید برای کاهش دادن سریعتر فشار، شیر خروج هوا را باز کنید اگر در اتاقک اتوکلاو مایعات وجود داشته باشند، چنین کاهش فشاری، باعث جوش آمدن آنها در ظروف خود شده پنبه سر درب آنها را خیس کرده و آنها را به خارج پرتاب می­کند از این رو در مواقعی که مایعات سترون می­ شوند، همیشه لازم است فشار را به تدریج کاهش داد، بعد از آن که فشارسنج نشان داد که دیگر هیچگونه فشار مربوط به بخار وجود ندارد می­ توانید در اتوکلاو را باز کرده، مواد و وسایل داخل آن را خارج کنید، اگر موادی که می­خواهیم استریل کنیم در اثر حرارت طولانی یا در اثر بخار آب امکان فاسد شدن دارند، آنها را بدون وقفه خنک کنید.

اتوکلاوها معمولاً گران قیمت هستند اما وجود آنها در آزمایشگاه کشت ضروری است سرعت عمل، سهولت، نابود کردن تمامی میکروارگانیزم­ های مزاحم در کشت  را می­توان از مزایای اتوکلاو به شمار آورد. از طرف دیگر، تغییرات شیمیایی همانند تغییر  pH و تجزیه مواد شیمیایی از جمله عیوب اتوکلاو به شمار می­روند.

• آب در داخل اتوکلاو باید از نوع آب مقطر باشد تا رسوب نکند، در صورت نبود آب مقطر در داخل محفظه اتوکلاو، اتوکلاو  می­سوزد.
• دستمال کاغذی، محیط کشت، مواد پلاستیکی از جنس پلی کربنات و پلی پروپیلن، پنبه را می­توان در داخل اتوکلاو استریل نمود (البته موادی مانند پنبه یا دستمال کاغذی که اگر در محیط مرطوب مانند اتوکلاو برای استریل شدن قرار گیرند، خیس می­شوند باید در چند کیسه نایلون قرار داده شود سپس در اتوکلاو برای استریل شدن قرار گیرد.)                                   

 

آون:

آون دارای بدنه با ورق فولادی و رنگ کوره ­ای می­باشد، محفظه داخلی از جنس استینلس استیل با طبقات متحرک می­باشد، که در این طبقات تمام ظروف شیشه­ای که از جنس پیرکس هستند و نمی ­شکنند ضدعفونی می­شوند.

دماها و مدت زمان­های قرار دادن ظروف در آون:

3 ساعت           150 درجه سانتی­گراد

2 ساعت           180 درجه سانتی­گراد

1 ساعت           200 درجه سانتی­گراد

• همیشه بهتر است کارهای آزمایشگاهی را سر فرصت و با حوصله انجام دهیم.

                                                                                                      

هود استریل:

هود مناسب­ ترین وسیله برای ضدعفونی و کار در شرایط استریل شده می­ باشد. این وسیله به شخص محقق اجازه می­دهد که برای ساعات طولانی به دور از پرتوهای مضر و اثرات مواد شیمیایی کار کند. دستگاه­ هود دارای تعداد موتور دمنده و مکنده کوچک است. هوا از بین فیلترهای HEPA عبور می­کند. این فیلترها ذرات بزرگتر از 0.3 میکرومتر را جذب نموده و سپس هوای تمیز و عاری از آلودگیها و میکروارگانیزم­ های قارچی و باکتریایی با سرعتی معادل 3±27 متر در دقیقه از میان سطح کار جریان پیدا می­کند. لذا یک محیط ضدعفونی شده در محیط کار فراهم می ­شود. قبل از شروع به کار دستگاه را به مدت 15-10 دقیقه روشن کنید، جریان باد چنان تنظیم شده است که شعله­ چراغ الکلی موجود در محفظه را خاموش نمی­ کند. لذا همزمان با استفاده از دستگاه هود و وجود جریان باد، می­توان از چراغ الکی روشن در تمام مدت کار استفاده نمائید.

                                                             

لامین­ایرفلو:

کار این دستگاه مثل هود استریل می باشد.

                                     

بن ماری (حمام آب گرم):

در اندازه­های مختلف و مناسب برای مقاصد آزمایشگاه طراحی شده و از آنها برای نگهداری محیطهای ذوب شده در 46-44 درجه سانتی­گراد ولی بیشتر از آن برای یکنواخت کردن و حل کردن ذراتی که داخل محیط کشتی که آماده کرده­ایم به کار می رود، در بن ماری باید از آب مقطر استفاده کرد و تا اندازه­ای آب مقطر را اضافه می­کنیم که کاملاً سطح آگار موجود در ارلن یا ظروف دیگر را بپوشاند، در مواقع عدم استفاده از حمام آب، در آن باید بسته باشد.

                                                                      

سانتریفیوژ:

این دستگاه باعث چرخش مواد با دور بالا می­شود.

                                              

دستگاه آب مقطرگیری:

دو شلنگ به این دستگاه متصل شده که یکی از آنها به فلکه آب وصل می­شود و دیگری که مازاد آب از آن خارج می­شود، به این صورت که وقتی فلکه آب را باز می­کنیم آب وارد دستگاه می­شود و شروع به تقطیر می­کند و آب مطلوب و مناسب از لوله اول به دست می­آید و مازاد آن از لوله دوم خارج می­شود.

                                      

میکروسکوپ:

یک میکروسکوپ به طور عمده از عدسیهای چشمی و عدسیهای شئی با بزرگنماییهای مختلف حاصل ضرب درشتنمایی آنها تعیین­کننده بزرگنمایی کل می­باشد تشکیل شده است. عدسی چشمی بر دو نوع می­باشند، عدسی چشمی معمولی برای استفاده باید عدسیهای شئی اکروماتیک یا بدون رنگ و عدسیهای هویژینان برای استفاده با عدسیهای شئی آپوکروماتیک یا رنگی موردنظر می­باشند. لوله ثابت­کننده عدسی چشمی، به طول معمول 60 میلیمتر است که در میکروسکوپهای دو چشمی از طریق یک قسمت متحرک قابل تنظیم به لوله­های محل قرار گرفتن عدسیهای شئی مربوط می­گردد. در زیر صفحه گردان عدسیهای شئی، صفحه مربع شکل با گیره مخصوص برای قرار دادن لام (اسلاید) وجود دارد. برای بدست آوردن تصویر از لام روی صفحه میکروسکوپ و تنظیم فاصله عدسیهای شئی با اسلاید، پیچهای تنظیم بزرگ و کوچک ویژه­ای در روی بازو (بدنه) میکروسکوپ تعبیه شده­اند که با استفاده از آنها می­توان فاصله را حد کم و یا زیاد تغییر داد.در زیر صفحه­های لام به ترتیب کندانسور، دیافراگم، آیینه و لامپ میکروسکوپ قرار دارد. نور متصاعد شده از منبع نور و آیینه پس از گذشتن از دیافراگم و کندانسور به شئی موردنظر در لام و سپس عدسیهای شئی و چشمی انعکاس می­یابد.برای کسب تصویر از لام عدسیهای شئی باید هر کدام در فاصله معینی قرار داشته باشند میزان فاصله عدسی شئی (×3.2) با لام برابر 23 میلیمتر، عدسی شئی (×10) بالام معادل 5 میلیمتر، عدسی شئی (×40) با لام برابر 1.2-1 میلیمتر و عدسی شئی (×100) برابر 0.9 میلیمتر می باشد.

                                                     

استریومیکروسکوپ دو چشمی (بینوکلر):

این وسیله در آزمایشگاه برای اهداف مختلف ضروری است. وسیله­ای برای مشاهده جزئیات مربوط به نمونه که زیر بینوکولر قرار دارد استفاده می­شود کار آن مانند میکروسکوپ است ولی بزرگنمایی آن بسیار کمتر از میکروسکوپ است و بیشتر برای مشاهده اندام گیاهان استفاده می­ شود.

                                                     

شیکر (تکان­دهنده مکانیکی):

تکان­دهنده مکانیکی برای یکنواخت کردن محتوای ظروف مناسب می­باشند. یکی از کارهای آن شکستن مواد موجود در لوله وارلن و هوادهی است. برای این منظور دستگاه باید در جهت پایین و بالا حداقل به مدت 7 ثانیه کار کند.

                                            

چراغ:

از وسایل دیگر که در آزمایشگاه استفاده می­شود، چراغ است که دارای دو نوع می­باشد، یک نوع آن دارای یک مخزن شیشه ای است، داخل این مخزن الکل ریخته می­شود و به وسیله فیتیله­ای که در داخل آن قرار دارد و می­سوزد. نوع دیگر آن که به وسیله لوله به مخزن اصلی گاز وصل شده و با باز کردن شیر اصلی گاز، گاز به چراغ می­رسد و می­توان آن را روشن و استفاده کرد.

• از کاربردهای چراغ می­توان به خشک کردن، فیکس کردن، ضدعفونی کردن اسکالپل، پنس و از همه مهمتر در زیر هود استریل برای انجام آزمایش در کنار آن استفاده می­شود، اشاره کرد.

                                             

یخچال:

یکی از دستگاه­ های که در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می ­گیرد یخچال است، وجود آن در آزمایشگاه ضروری است زیرا مواد مختلف را در آن نگهداری می­ کنیم.

موادی که در یخچال نگهداری می­ کنیم عبارتند از:

• محیط کشتی که درست کرده­ایم و بعداً می­خواهیم از آنها استفاده کنیم.
• آب مقطر استریل
• آنتی بیوتیک ها

نکته: برای تثبیت و نگهداری نمونه ها  در طولانی مدت باید آن ها را داخل فریزر نگه داشت.   

                                                     

ورتکس:

برای هم زدن مواد داخل لوله ی آزمایش به کار می رود.

                                             

هات پلیت:

دارای صفحه ی گرم کننده و قابلیت هم زدن محلول حین گرم کردن و دارای تعدادی مگنت است.

کاربرد آن: گرم کردن محلول همزمان با همزدن

                                       

 pH سنج:

دارای یک سنسور، صفحه ی نمایشگر آنالوگ و مقداری بافر برای مرطوب نگه داشتن سنسور است.

کاربرد آن: تعیین محدوده ی ph مواد محلول

                                         

دستگاه PCR :

واکنش زنجیری پلیمراز یا PCR یک روش آزمایشگاهی است که قسمتی از DNA را با سرعت خیلی زیاد بدون استفاده از سلول ­ها موجود زنده تکثیر کرده وکپی­ برداری می­ کند. DNA در یک ویال آزمایشی با یک نوع ویژه آنزیم DNA پلیمراز، واحد های نوکلئوتید، قطعه ای از DNA تحت عنوان آغازگر و سایر مواد مورد نیاز قرار داده می ­شود. ویال در درون دستگاه PCR قرار می گیرد و دستگاه بیلیون­ ها کپی از یک بخش ویژه DNA در یک زمان کوتاه تولید می کند. هر چرخه از PCR معمولا در پنج دقیقه طی می­شود و ماشین PCR هر دوره را چندین بار تکرار می ­کند. از لحاظ تئوری بعد از n مرحله تکثیر، ۲n کپی از توالی هدف تولید می­ شود. PCR بعد از ۳۰ دور۲۳۰ یا بیشتر از ده بیلیون کپی از یک توالی هدف DNA می­تواند تولید کند. این یک واکنش زنجیری پلیمراز نامیده می ­شود زیرا DNA پلیمراز یک واکنش زنجیری تکثیری را کاتالیز می­ کند. اساس PCR استفاده از بلوک­ های حرارتی قابل برنامه ریزی است که از آلومینیوم ساخته شده اند. بلوک حرارتی می­تواند به سرعت برای بازه ­های زمانی خاص تحت کنترل برنامه گرم یا سرد شود و بنابراین هر چرخه در یک واکنش PCR با تغییر دمای بلوک و مخلوط واکنش کنترل می­ شود.

                                       

الکتروفورز:                                         

به حرکات ذرات در یک مایع تحت میدان الکتریکی  می گویند. به سبب اینکه ماکرو مولکول های زیستی مانند DNA و پروتئین ها باردار هستند می ‌توان با قرار دادن آن ها در یک میدان الکتریکی، آن ها را بر اساس خواص فیزیکی مانند شکل فضایی،  وزن مولکولی و بار الکتریکی، تفکیک کرد. روش‌های مختلف الکتروفورزی برای تفکیک و مطالعه بیومولکول ها اعم از اسیدهای نوکلئیک و پروتئین‌ها ابداع شده‌است.  

                                                                                           

اسپکتروفتومتر:

اسپکتروفتومتر یا طیف سنج دستگاهی است که شدت نور را به صورت تابعی از طول موج اندازه گیری می کند. این دستگاه روش تجزیه دستگاهی است که در آن تابش الکترومغناطیسی در ناحیه مرئی و ماورابنفش جذب ماده می شود و از روی شدت جذب، مقدار ماده تعیین می شود. منبع تابش نورسفید بر روی نمونه گازی، جامد یا مایع است و تجزیه گر منشور یا شبکه است. در این روش با استفاده از میزان جذب نور، تعیین غلظت می کند. این وسیله امکان اندازه گیری نمونه های فوق العاده کوچک را دارد که از آن برای تجزیه و تحلیل عناصر مولکولی مانند DNA و RNA استفاده می شود. اسپکتروفتومتر دستگاه پیچیده ای است که شدت نور را به صورت تابعی از طول موج اندازه گیری می کند. چهار بخش اصلی اسپکتروفتومتر شامل منبع نور، نمونه، آشکارساز و مفسر می باشد.

                                  

 چون کشت نمونه بایستی در شرایط ایزوله انجام گیرد لذا لازم است تمام ابزارها، وسایل، مواد و حتی محیط کار کاملاً تمیز و ضدعفونی باشد.