인큐베이터 (생물학)
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
인큐베이터는 온도, 습도, 가스 조성을 조절하여 세포 배양, 미생물 배양 등 다양한 생명과학 연구에 사용되는 장비이다. 고대 이집트와 중국에서 알 부화기로 시작되어, 19세기에는 의학 분야에서 조산아를 살리는 데 사용되었고, 20세기에는 CO₂ 인큐베이터 개발로 병원체 연구 및 유전자 공학에도 활용되었다. 현대의 인큐베이터는 다양한 기능을 갖추고 있으며, 실험실과 신생아 집중 치료실에서 널리 사용된다.
더 읽어볼만한 페이지
- 실험 기구 - 도가니
도가니는 금속이나 기타 물질을 고온에서 가열, 용융, 정련하는 데 사용되는 용기로, 기원전 6~5천년경에 등장하여 구리 제련에 사용되었으며, 현대에는 다양한 재료와 형태로 제작되어 화학 분석, 금속 제련 등 다양한 분야에서 활용된다. - 실험 기구 - 점도계
점도계는 유체의 점도를 측정하는 장치로, 오스트왈트 점도계, 낙하구 점도계, U자관 점도계 등 다양한 종류가 있으며 측정 대상 유체의 종류와 특성에 따라 적절한 점도계를 선택하여 사용하는 것이 중요하다. - 세포생물학 - 세포융합
세포융합은 둘 이상의 세포가 융합하여 하나의 세포를 만드는 과정으로, 동종 또는 이종 세포 융합으로 나뉘며 품종 개량, 단일클론 항체 생산, 질병 치료 연구 등 다양한 분야에 활용된다. - 세포생물학 - 세포막
세포막은 세포질을 둘러싸고 세포 내외부 환경을 구분하는 선택적 투과성 막으로, 인지질 이중층과 단백질, 탄수화물로 구성되어 물질 수송, 세포 형태 유지, 세포 간 신호 전달, 세포 접합 등의 기능을 수행하며, 유동 모자이크 모델로 설명된다.
| 인큐베이터 (생물학) | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 용도 | 미생물 또는 세포 배양 |
| 온도 범위 | 상온 +5 ~ 60~65 ℃ |
| 설명 | 배양기는 일정한 온도, 습도 및 기타 조건 (예: CO₂와 O₂)을 유지하여 미생물 또는 세포 배양을 성장 및 유지하는 데 사용되는 장치이다. 배양기는 과학 연구, 미생물학, 약학, 식품 산업 등 다양한 분야에서 필수적인 도구이다. |
| 작동 원리 | |
| 온도 제어 | 배양기는 일반적으로 온도 조절 장치와 히터를 사용하여 온도를 제어한다. 온도 조절 장치는 설정된 온도를 유지하기 위해 히터의 전원을 켜거나 끈다. |
| 습도 제어 | 일부 배양기는 습도 제어 기능도 갖추고 있다. 습도는 물을 증발시키거나 가습기를 사용하여 제어할 수 있다. |
| 가스 제어 | 특정 세포 배양에는 CO₂ 또는 O₂와 같은 특정 가스 농도가 필요할 수 있다. 이러한 배양기에는 가스 농도를 제어하기 위한 추가 센서 및 제어 시스템이 장착되어 있다. |
| 유형 | |
| CO₂ 배양기 | CO₂ 배양기는 이산화탄소 (CO₂) 농도를 제어하여 세포 배양의 pH를 유지하는 데 사용된다. |
| 진탕 배양기 | 진탕 배양기는 배양 용기를 흔들어 세포에 산소를 공급하고 영양분을 균등하게 분산시키는 데 사용된다. |
| 혐기성 배양기 | 혐기성 배양기는 산소가 없는 환경을 조성하여 혐기성 미생물을 배양하는 데 사용된다. |
| 다중 가스 배양기 | 다중 가스 배양기는 CO₂, O₂, N₂와 같은 여러 가스의 농도를 제어할 수 있다. |
| 응용 분야 | |
| 미생물학 | 배양기는 미생물을 배양하고 연구하는 데 사용된다. 예를 들어, 대장균 (Escherichia coli) 또는 효모 (Saccharomyces cerevisiae)와 같은 미생물을 배양하는 데 사용할 수 있다. |
| 세포 배양 | 배양기는 세포를 배양하고 연구하는 데 사용된다. 예를 들어, 37 ℃에서 인간 세포를 배양하는 데 사용할 수 있다. |
| 약학 | 배양기는 약물을 개발하고 테스트하는 데 사용된다. |
| 식품 산업 | 배양기는 식품의 안전성을 테스트하는 데 사용된다. |
2. 역사
실험실 인큐베이터의 역사는 고대 이집트와 중국의 알 부화기에서 시작되었다.[1] 부란기의 사용은 식량 생산에 혁명을 가져왔는데, 암탉이 알을 품지 않고도 병아리가 부화할 수 있게 하여, 암탉이 더 짧은 시간 안에 더 많은 알을 낳을 수 있게 했기 때문이다. 초기 이집트와 중국의 부화기는 기본적으로 불로 데워지는 큰 방이었으며, 관리인이 정기적으로 알을 돌려 열이 균등하게 분산되도록 했다.
16세기에 장바티스트 포르타는 고대 이집트의 디자인을 참고하여 보다 현대적인 알 부화기를 개발하였다. 그러나 스페인 종교 재판으로 인해 그는 연구를 중단해야 했다. 17세기 중반, 르네 앙투안 페르쇼 드 레오뮈르는 장작 난로를 이용해 인큐베이터를 따뜻하게 하고, 레오뮈르 온도계를 사용하여 온도를 조절하는 인큐베이터를 개발하였다.
19세기에 연구자들은 인큐베이터가 의학 발전에 기여할 수 있다는 것을 인식하기 시작했다. 그들은 세포 배양 보존에 이상적인 환경을 찾기 위해 실험을 시작했는데, 초기 인큐베이터는 켜진 양초가 들어있는 벨 자/Bell jar영어(종 모양의 실험용 유리 용기)로 구성되었다. 배양물은 덮개 안쪽, 불꽃 근처에 놓였고, 유리 덮개 전체는 건조하고 뜨거운 오븐에 넣었다.
19세기 말, 의사들은 인큐베이터가 조산아 또는 허약한 유아를 살리는 데 사용될 수 있음을 깨달았다. 파리의 한 여성 병원에서 사용된 최초의 유아 인큐베이터는 등유 램프로 가열되었다. 50년 후, 소아 신생아학의 아버지로 여겨지는 미국의 의사 줄리어스 H. 헤스는 오늘날 사용되는 유아 인큐베이터와 매우 유사한 전기 유아 인큐베이터를 설계했다.
1960년대에는 CO₂ 인큐베이터가 개발되어 병원체 연구 및 세포 성장에 필요한 환경 조성이 가능해졌다. 의사들은 CO₂ 인큐베이터를 사용하여 환자의 체액에서 발견되는 병원체를 식별하고 연구할 수 있었으며, 검체를 멸균된 접시에 담아 인큐베이터에 넣어 배양했다. 인큐베이터의 공기는 인체와 같은 섭씨 37도로 유지되었고, 세포 성장에 필요한 대기 중 이산화탄소와 질소 수준을 유지했다.
이 시기에 인큐베이터는 유전자 공학에도 활용되었다. 과학자들은 인큐베이터를 사용하여 인슐린과 같은 생물학적으로 필수적인 단백질을 생산할 수 있었다. 유전자 변형은 분자 수준에서 이루어져 과일과 채소의 영양 성분과 해충 및 질병에 대한 저항성을 개선하는 데 기여하였다.
2. 1. 초기 인큐베이터
가장 초기의 부화기는 수천 년 전 고대 이집트와 중국에서 고안되었으며, 닭의 알을 따뜻하게 유지하는 데 사용되었다.[1] 부란기의 사용은 식량 생산에 혁명을 가져왔는데, 암탉이 알을 품지 않고도 병아리가 부화할 수 있게 하여, 암탉이 더 짧은 시간 안에 더 많은 알을 낳을 수 있게 했기 때문이다.[1] 초기 이집트와 중국의 부화기는 기본적으로 불로 데워지는 큰 방이었으며, 관리인이 정기적으로 알을 돌려 열이 균등하게 분산되도록 했다.[1]2. 2. 16세기와 17세기
16세기에 장바티스트 포르타는 고대 이집트의 디자인을 참고하여 보다 현대적인 알 부화기를 개발하였다.[2][6] 그러나 스페인 종교 재판으로 인해 그는 연구를 중단해야 했다.[2] 17세기 중반, 르네 앙투안 페르쇼 드 레오뮈르는 장작 난로를 이용해 인큐베이터를 따뜻하게 하고, 레오뮈르 온도계를 사용하여 온도를 조절하는 인큐베이터를 개발하였다.[2][6]2. 3. 19세기
19세기에 연구자들은 인큐베이터가 의학 발전에 기여할 수 있다는 것을 인식하기 시작했다. 그들은 세포 배양 보존에 이상적인 환경을 찾기 위해 실험을 시작했는데, 초기 인큐베이터는 켜진 양초가 들어있는 벨 자/Bell jar영어(종 모양의 실험용 유리 용기)로 구성되었다. 배양물은 덮개 안쪽, 불꽃 근처에 놓였고, 유리 덮개 전체는 건조하고 뜨거운 오븐에 넣었다.[3][7]19세기 말, 의사들은 인큐베이터가 조산아 또는 허약한 유아를 살리는 데 사용될 수 있음을 깨달았다. 파리의 한 여성 병원에서 사용된 최초의 유아 인큐베이터는 등유 램프로 가열되었다. 50년 후, 소아 신생아학의 아버지로 여겨지는 미국의 의사 줄리어스 H. 헤스는 오늘날 사용되는 유아 인큐베이터와 매우 유사한 전기 유아 인큐베이터를 설계했다.[3][7]
2. 4. 20세기
1960년대에는 CO₂ 인큐베이터가 개발되어 병원체 연구 및 세포 성장에 필요한 환경 조성이 가능해졌다.[4][8] 의사들은 CO₂ 인큐베이터를 사용하여 환자의 체액에서 발견되는 병원체를 식별하고 연구할 수 있었으며, 검체를 멸균된 접시에 담아 인큐베이터에 넣어 배양했다. 인큐베이터의 공기는 인체와 같은 섭씨 37도로 유지되었고, 세포 성장에 필요한 대기 중 이산화탄소와 질소 수준을 유지했다.[4]이 시기에 인큐베이터는 유전자 공학에도 활용되었다.[8] 과학자들은 인큐베이터를 사용하여 인슐린과 같은 생물학적으로 필수적인 단백질을 생산할 수 있었다. 유전자 변형은 분자 수준에서 이루어져 과일과 채소의 영양 성분과 해충 및 질병에 대한 저항성을 개선하는 데 기여하였다.[4]
3. 현대의 인큐베이터
인큐베이터는 과학 실험실에서 다양한 기능을 수행한다. 인큐베이터는 일반적으로 일정한 온도를 유지하지만, 추가적인 기능이 내장되는 경우가 많다. 많은 인큐베이터는 습도 또한 조절한다. 쉐이킹 인큐베이터는 배양액을 혼합하기 위해 움직임을 통합한다. 가스 인큐베이터는 내부 가스 조성을 조절한다. 일부 인큐베이터는 내부 공기를 순환시켜 온도 분포를 균일하게 유지하는 수단을 갖추고 있다. 실험실용으로 제작된 많은 인큐베이터는 전원 공급 중단을 대비하여 이중 전원을 갖추고 있어, 정전이 실험을 방해하지 않도록 한다. 인큐베이터는 탁상용 모델부터 많은 수의 샘플을 위한 인큐베이터 역할을 하는 웜 룸에 이르기까지 다양한 크기로 제작된다.
인큐베이터는 과학 실험실에서 다양한 역할을 수행한다. 인큐베이터는 일반적으로 온도를 일정하게 유지하며, 부가적인 기능이 함께 갖춰져 있는 경우도 많다. 많은 인큐베이터는 습도 또한 제어한다. 진탕 배양 인큐베이터는 배양물을 혼합하기 위한 기구를 갖추고 있다. 가스 인큐베이터는 내부의 가스 조성을 조절한다. 온도 분포를 균일하게 하기 위해 내부의 공기를 순환시키는 기구를 갖춘 인큐베이터도 있다. 실험실용으로 제작된 인큐베이터 중 상당수는 정전으로 인해 실험이 중단되지 않도록 예비 전원을 갖추고 있다. 인큐베이터는 탁상형부터 대량의 샘플을 배양하는 데 사용되는 온실형까지 다양한 크기로 제작된다. 고기능 인큐베이터는 온도 변화를 프로그래밍할 수 있으며, 작동 로그를 PC로 전송할 수 있는 것도 있다.[9]
3. 1. 과학 연구
인큐베이터는 실험실에서 세포 배양, 미생물 배양 등 다양한 생명과학 연구에 필수적인 장비이다.[9] 일반적으로 일정한 온도를 유지하는 기능을 가지지만, 습도 조절, 배양액 혼합을 위한 쉐이킹 기능, 내부 가스 조성 조절 등의 추가적인 기능이 내장되는 경우가 많다.[9] 온도 분포를 균일하게 유지하기 위해 내부 공기를 순환시키는 기능을 갖춘 인큐베이터도 있다.[9]실험실용 인큐베이터는 정전 시 실험 중단을 막기 위해 예비 전원을 갖추고 있으며, 탁상형 모델부터 대량 샘플 배양용 온실형 모델까지 다양한 크기로 제작된다.[9] 온도 변화를 프로그래밍하거나 작동 로그를 PC로 전송하는 기능을 갖춘 고성능 인큐베이터도 있다.[9]
3. 2. 의료
인큐베이터는 신생아집중치료실에서 신생아나 미숙아에게 적합한 환경 조건을 유지하기 위해 사용되며, 환아를 시설 간에 이송하는 운송용으로도 사용된다.4. 한국의 인큐베이터
참조
[1]
간행물
"Artificial Incubation of Poultry Eggs - 3,000 Years of History -"
https://web.archive.[...]
CEVA Sante Animale, Malaysia
2005-09
[2]
웹사이트
Incubator {{!}} Encyclopedia.com
https://www.encyclop[...]
2019-11-18
[3]
학술지
An Electric-Heated Water-Jacketed Infant Incubator and Bed
https://jamanetwork.[...]
1915-03-27
[4]
웹사이트
Improvements in CO2 Incubators for Cell Cultures
http://www.biocompar[...]
2019-12-02
[5]
간행물
"Artificial Incubation of Poultry Eggs - 3,000 Years of History -"
https://web.archive.[...]
CEVA Sante Animale, Malaysia
2005-09
[6]
웹사이트
Incubator {{!}} Encyclopedia.com
https://www.encyclop[...]
2019-11-18
[7]
학술지
An Electric-Heated Water-Jacketed Infant Incubator and Bed
https://jamanetwork.[...]
1915-03-27
[8]
웹사이트
Improvements in CO2 Incubators for Cell Cultures
http://www.biocompar[...]
2019-12-02
[9]
웹사이트
MIR-154 培養機器
https://www.panasoni[...]
Panasonic
2017-12-21
[10]
웹사이트
Neonatology on the Web: Equipment in the NICU
http://www.neonatolo[...]
2009-04-13
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com