Tại sao khi ủ vi sinh vật cần sử dụng tủ ủ CO2 kỵ khí

1. Vi sinh vật kỵ khí và nhu cầu môi trường

Vi sinh vật kỵ khí là những sinh vật chỉ có thể sống và phát triển trong môi trường không có oxy. Đối với chúng, oxy là một chất độc có thể ức chế sự phát triển hoặc thậm chí gây chết.

2. Vai trò của tủ ủ CO2 kỵ khí

Tủ ủ CO2 kỵ khí được thiết kế để tạo ra một môi trường tối ưu cho sự phát triển của các vi sinh vật này, bằng cách:

• Loại bỏ oxy: Chức năng quan trọng nhất của tủ ủ kỵ khí là tạo ra một môi trường không có oxy. Nó thường sử dụng các túi tạo khí (Gas pack) hoặc hệ thống bơm khí để hấp thụ hết oxy bên trong, đảm bảo nồng độ oxy ở mức rất thấp (thường <0.1%).

• Cung cấp CO2: Mặc dù tên gọi là "kỵ khí", nhiều loại vi sinh vật này lại cần một lượng CO2 nhất định (khoảng 5-10%) để sinh trưởng. CO2 giúp duy trì độ pH ổn định của môi trường nuôi cấy, tạo điều kiện thuận lợi cho các phản ứng trao đổi chất của vi sinh vật.

• Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm: Giống như các tủ ấm khác, tủ ủ CO2 cũng duy trì nhiệt độ và độ ẩm ổn định, là hai yếu tố thiết yếu cho sự sinh trưởng của hầu hết các loại vi sinh vật.

Thiết bị để Ủ vi sinh vật kỵ khí.

Để ủ vi sinh vật kỵ khí, bạn không thể sử dụng một tủ ủ CO2 thông thường. Đây là hai loại thiết bị hoàn toàn khác nhau về nguyên lý hoạt động và mục đích sử dụng.

1. Tủ ủ CO2 (CO2 Incubator)

• Mục đích: Tủ ủ CO2 được thiết kế để tạo ra một môi trường có điều kiện ổn định về nhiệt độ, độ ẩm và nồng độ CO2. Mục đích chính là để nuôi cấy tế bào động vật và các loại vi sinh vật cần CO2 để phát triển.

• Nguyên lý: Tủ sẽ bơm khí CO2 vào để duy trì nồng độ khí này ở mức 5-10%, giúp ổn định độ pH của môi trường nuôi cấy (thường là môi trường có hệ đệm bicarbonate). Nó không có chức năng loại bỏ oxy.

• Kết luận: Tủ ủ CO2 tạo ra một môi trường giàu CO2 nhưng vẫn có oxy. Do đó, nó không phù hợp để nuôi cấy các vi sinh vật kỵ khí (yếm khí) bắt buộc, vì oxy có thể gây ức chế hoặc thậm chí tiêu diệt chúng.

2. Thiết bị chuyên dụng cho vi sinh vật kỵ khí (Tủ ủ kỵ khí)

Để nuôi cấy vi sinh vật kỵ khí, bạn cần sử dụng các thiết bị chuyên dụng được gọi là tủ ủ kỵ khí (Anaerobic Incubator) hoặc máy ủ yếm khí (Anaerobic Workstation).

• Mục đích: Tạo ra một môi trường hoàn toàn không có oxy, đồng thời duy trì các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm lý tưởng cho vi sinh vật kỵ khí phát triển.

• Nguyên lý hoạt động:

  • Loại bỏ oxy: Tủ sẽ bơm hỗn hợp khí đặc biệt (thường là hỗn hợp của Nito, H2 và CO2) để đẩy toàn bộ oxy ra ngoài. Một số hệ thống còn sử dụng chất xúc tác palladium để chuyển hóa lượng oxy còn sót lại thành nước.

  • Buồng khóa khí (Airlock): Thiết bị thường có một buồng nhỏ phía trước (airlock) để đưa mẫu vào hoặc lấy ra mà không làm oxy xâm nhập vào buồng chính. Buồng này sẽ được hút chân không và bơm lại khí trơ nhiều lần để đảm bảo loại bỏ hoàn toàn oxy.

  • Bộ điều khiển: Hệ thống có thể kiểm soát và hiển thị nồng độ oxy trong buồng chính, đảm bảo mức oxy cực thấp (thường dưới 0.1%).

Yamato Scientific có nhiều dòng tủ ủ (incubator) với các model khác nhau, được thiết kế cho các mục đích sử dụng riêng biệt. Đối với tủ ủ CO2, Yamato có các model tiêu biểu như:

• IP600: Đây là một mẫu tủ ủ CO2 sử dụng công nghệ Air Jacket (áo khí). Công nghệ này sử dụng không khí ấm được lưu thông xung quanh buồng ủ để duy trì nhiệt độ. Ưu điểm của tủ ủ áo khí là làm nóng và làm nguội nhanh hơn.

• BNA600: Mẫu này sử dụng công nghệ Water Jacket (áo nước). Tủ ủ áo nước có một lớp nước bao quanh buồng ủ, giúp duy trì nhiệt độ ổn định trong thời gian dài ngay cả khi mất điện. Nhược điểm là thời gian làm nóng và làm nguội chậm hơn so với tủ áo khí.

Cả hai model IP600 và BNA600 đều có dung tích khoảng 167 lít và được trang bị các tính năng hiện đại như:

• Bộ cảm biến CO2 hồng ngoại (Infrared sensor) để kiểm soát nồng độ CO2 chính xác.

• Nội thất bằng thép không gỉ để dễ vệ sinh và chống ăn mòn.

• Màn hình cảm ứng màu 7 inch để dễ dàng vận hành và theo dõi.

• Các chức năng an toàn như tự chẩn đoán lỗi, chống quá nhiệt, và khóa phím.

Ngoài ra, với các phòng thí nghiệm không có điều kiện đầu tư thiết bị lớn, người ta có thể sử dụng các phương pháp đơn giản hơn như hộp ủ kỵ khí (Anaerobic Jar) kết hợp với túi tạo môi trường kỵ khí (AnaeroPack). Các gói hóa chất này sẽ hấp thụ oxy và tạo ra CO2, sau đó được đặt trong một tủ ấm thông thường để duy trì nhiệt độ.