Name: construction of a low-cost mobile incubator for field and laboratory use
Uploaded: 2019-03-19T12:30:00
Duration: 7 min 50 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Construction of a Low-cost Mobile Incubator for Field and Laboratory Use at JoVE.com

Denna forskning stöddes av schweiziska byrån för utvecklingssamarbete och REACH-programmet finansieras av UK stöd från brittiska Department for International Development (DFID) till förmån för utvecklingsländer (Väduren kod 201880). De åsikter som uttrycks och informationen som den innehåller är inte nödvändigtvis de av eller godkänts av dessa myndigheter, som kan acceptera något ansvar för sådana åsikter eller information eller för någon tillit som ställs på dem. Författarna också tacka Arnt Diener för hans bidrag till tidig iterationer av styrencellplast inkubator prototypen.

1. uppvärmning enhet
<ol><li>Samla in följande komponenter (figur 1): <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/01.jpg">Stödja plattan (280 x 250 mm) med krävs anchorage hål <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/02.jpg">Axialfläkt (60 x 60 x 25 mm); 2 x <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/03.jpg">Spacer (längd 20 mm, inre diameter 4.25 mm (M4)); 4 x <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/04.jpg">Lyster terminal med tre stift <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/05.jpg">Skruv mutter (M4); 4 x och (M3); 1 x <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/06.jpg">Bricka (M4); 8 x och (M3); 1 x <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/07.jpg">Skruv (M4); 4 x och (M3); 1 x</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig1.jpg"> Figur 1: Enskilda komponenter värme.  <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/01.jpg"> Stöd plattan, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/02.jpg"> Axialfläktar, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/03.jpg"> distanser, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/04.jpg"> lyster terminal, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/05.jpg"> skruva nötter, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/06.jpg"> brickor och <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/07.jpg"> skruvar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig1large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<ol start="2"><li>Borra de nödvändiga hål (figur 2) i stödplattan <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/01.jpg"> att säkra Axialfläktar <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/02.jpg"> samt lyster terminalen <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/04.jpg"> (figur 1).</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig2.jpg"> Figur 2: Schematisk bild av stödplattan. Indikationer för att borra hålen anchorage i stödplattan fixar Axialfläktar samt lyster terminalen. Avstånd anges i millimeter. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig2large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<ol start="3"><li>Förankra Axialfläktar <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/02.jpg"> i mitten på stödplattan <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/01.jpg"> som visas i figur 3 med två M4 skruvar, muttrar och brickor <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/05.jpg"> </img>, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/06.jpg"> </img>, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/07.jpg"> per fläkt. Använda distanserna <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/03.jpg"> att lämna ett avstånd mellan fans och stödplattan (figur 3).</li>
	<li>Förankra lyster terminalen <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/04.jpg"> att stödplattan <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/01.jpg"> med M3 skruv, skruv mutter och bricka. Säkra kabeln fans. (Figur 3).</li>
	<li>Anslut fläkt kablarna med lyster terminalen. Anslut positiva kablarna till varje fläkt grupp och negativa kablarna av varje fläkt grupp (figur 3). Hastighetssensor krävs inte.</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig3.jpg"> Figur 3: Axialfläktar fast på stödplattan. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig3large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
Obs: Kabel färgerna nämns motsvarar de som används i siffrorna. Kabel färgerna kan ändras beroende på det material som används.
2. control Unit (strömförsörjning)
<ol><li>Samla in följande komponenter: <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/08.jpg">Universal inhägnad (här 200 x 120 x 60 mm, men mått beror på storleken av DC/DC omvandlare och PID Tempereringsaggregatet) <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/09.jpg">On/off-brytare <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/10.jpg">DC/DC omvandlare, ingångsspänningens intervall 9 - 36V, utspänning 12V <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/11.jpg">PID temperaturregulator, 12-35 V/DC driftspänning <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/12.jpg">Kabelförskruvning, M12 x 15 mm, fastspänning område 2-7,5 mm (eller enligt den kabel som används) <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/13.jpg">Temperaturgivare Pt100 <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/14.jpg">AC strömförsörjning Obs: Inkubatorn kan anslutas till elnätet strömförsörjning eller batteri. När det gäller elnätet operationen, AC-nätsladden krävs och om enheten är uteslutande ansluten till elnätet, DC/DC omvandlaren är inte obligatoriskt. När det gäller batteridrift, DC/DC omvandlaren rekommenderas starkt, och en två-tråds kabel krävs istället för AC-nätsladden. Detta protokoll presenterar versionen med DC/DC omvandlare och AC-nätsladden. Ett elschema av inkubator elektriska kärnan är detaljerad i det kompletterande materialet (figur S1).</li>
	<li>Fräsa öppningar för PID temperatur styrenhet, on/off switch och kabelförskruvningar i inneslutningen med en borrmaskin och sticksåg eller ett motsvarande verktyg (figur 4).</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig4.jpg"> Figur 4: Schematisk bild av universal inneslutningen. (a) indikationer att placera Tempereringsaggregatet <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/21.jpg"> </img>, strömbrytare <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/22.jpg"> och kabelförskruvningarna <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/23.jpg"> till universal inneslutningen. avstånd anges i millimeter. (b) 3D-vy av universal inneslutningen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig4large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<ol start="3"><li>Ansluta en DC/DC-omvandlare till växeln/på: ansluta positiva kabeln till nätadaptern till strömbrytaren och negativa kabeln till nätadaptern till den ”-Vin” av DC/DC omvandlare (figur 5).</li>
	<li>Använda en kabel för att ansluta till strömbrytare till ”+ Vin” av DC/DC omvandlare (figur 5).</li>
</ol><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig5v2.jpg"> Figur 5: monterad styra affärsenhet Universal inhägnad <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/08.jpg"> med DC/DC omvandlare <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/10.jpg"> ansluten till PID temperaturkontroll <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/11.jpg"> och strömbrytare <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/09.jpg"> </img>. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig5v2large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<ol start="5"><li>Anslut kablarna från värme enheten till PID Tempereringsaggregatet enligt följande (figur 6):<ol>
<li>Anslut terminalen ”1” av PID Tempereringsaggregatet till ”DC –” tråd från uppvärmning enhet anslutning och till den ”-Vout” terminal av DC/DC omvandlare.</li>
		<li>Anslut den ”DC +” tråd kommer att värme enheten till terminal ”4” av PID Tempereringsaggregatet samt att terminal ”2” av PID Tempereringsaggregatet (se punkt 3.2).</li>
		<li>Anslut terminalen ”2” av PID Tempereringsaggregatet till ”+ Vout” terminal av DC/DC omvandlare.</li>
		<li>Anslut de terminal ”5” i PID Tempereringsaggregatet till ”kommando” tråd kommer att värme enheten. (se punkt 3.2).</li>
		<li>Anslut temperaturgivaren till terminalerna ”10”, ”11” och ”12”. Obs: Den röda kabeln av temperatursensorn måste vara ansluten till terminal ”11” av PID Tempereringsaggregatet.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Förankra den DC/DC omvandlaren med Velcro band längst ned i inneslutningen och stäng universal inneslutningen.</li>
</ol><img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig6v2.jpg"> Figur 6: kabelanslutning av DC/DC omvandlare med PID temperaturregulator. DC/DC omvandlare <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/10.jpg"> </img>, PID temperaturkontroll <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/11.jpg"> </img>, anslutning till inkubator (kabel A) och anslutning till temperaturgivare (kabel B). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig6v2large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
Obs: Funktioner av PID temperatur controller terminalerna används ges i tabell 2.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>PID temperaturkontroll terminal</td>
			<td>Funktion</td>
		</tr>
<tr>
<td>Terminal ”1”</td>
			<td>Leverera indata +</td>
		</tr>
<tr>
<td>Terminal ”2”</td>
			<td>Leverans ingång-</td>
		</tr>
<tr>
<td>Terminal ”4”</td>
			<td>Kontroll utdata gemensamma kontakt</td>
		</tr>
<tr>
<td>Terminal ”5”</td>
			<td>Kontroll produktionen normalt öppen kontakt</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabell 2: Funktioner som motsvarar PID temperatur controller terminalerna.
3. montering av inkubator elektriska kärnan
<ol><li>Samla in följande komponenter: Uppvärmning enhet från avsnitt 1 Styrenheten från avsnitt 2 <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/15.jpg">Uppvärmning omkullkastar, självhäftande, 100 x 200 mm, 12 v/20 W, 2 x</li>
	<li>Länk anslutningskablarna från kontrollenheten till uppvärmning enheten enligt följande (figur 7):<ol>
<li>Anslut den ”DC -” tråden från styrenheten med en ledare av de uppvärmning omkullkastar och negativ tråd av varje fläkt.</li>
		<li>Anslut den ”DC +” kabeln som kommer från styrenheten med positiva kabeln av varje fläkt.</li>
		<li>Anslut ”kommando” tråden från kontrollenheten till de återstående två ledarna av de uppvärmning omkullkastar.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig7v2.jpg"> Figur 7: Kabelanslutning för uppvärmning omkullkastar <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/15.jpg"> med PID temperaturregulator. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig7v2large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
Obs: Ifyllda fältet inkubator elektriska kärnan i inkubatorn visas i figur 8.
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig8v2.jpg"> Figur 8: Fältet färdigt inkubator elektriska kärna. Värmeenheten <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/21.jpg"> </img>, kontrollenhet <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/22.jpg"> och temperatursond <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/23.jpg"> </img>. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig8v2large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
4. montering av inkubatorn
<ol><li>Samla in följande komponenter: Inkubator elektriska core Inkubator shell (här en polystyren skum rutan, men kan vara någon typ av box gjord av isolerande material) Stödja rack (här en metall rack, men kan vara ett annat material)</li>
	<li>Placera de inkubator komponenterna tillsammans enligt följande (figur 9):<ol>
<li>Placera inkubator skalet på sin sida, så att öppningen av inkubatorn (dörr) ligger på en sida.</li>
		<li>Placera stödplattan med värme enheten längst ned på inkubatorn skalet.</li>
		<li>Placera stöd racket ovanpå värme enheten, lämna ett utrymme på minst 10 cm mellan värme och stöd rack.</li>
		<li>Placera den temperatur sonden på stöd racket och fäst den i inkubatorn.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Borra hål i dörren av inkubator för tillträdeet av kablarna (figur 9).</li>
	<li>Anslut inkubatorn till strömkällan.</li>
	<li>Aktivera inkubatorn och justera inställningarna för PID Tempereringsaggregatet (se Tabell S1 i kompletterande material för detaljerade inställningar).</li>
</ol><img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig9.jpg"> Figur 9: fältet färdigt inkubator. Öppna (vänster) och slutna (höger). Värmeenheten <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/21.jpg"> </img>, stödja rack <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/22.jpg"> </img>, temperatursond <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/23.jpg"> </img>, kontrollenhet <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/24.jpg"> </img>, inkubator skal <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58443/25.jpg"> och hål för kablar i inkubatorn shell (inringade området). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig9large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
Obs: Skalet av inkubatorn kan vara en låda med någon typ av material. Det är rekommenderat att använda en isolerande material, och att rutan sluter tätt för att undvika spridning av värmen. Stöd rack bör innehålla stora hål för att undvika ansamling av värme i racket, och materialet kan vara metall eller andra (t.ex. plast).

<ol>
	<li>Bain, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+summary+catalogue+of+microbial+drinking+water+tests+for+low+and+medium+resource+settings.">A summary catalogue of microbial drinking water tests for low and medium resource settings.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 9 (1609-1625), (2012).</li><li>K&#246;ster, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical+methods+for+microbiological+water+quality+testing.">Analytical methods for microbiological water quality testing.</a> Assessing Microbial Safety of Drinking Water. , 237-277 (2003).</li><li>World Health Organization (WHO). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guidelines for Drinking Water Quality. , (2011).</li><li>World Health Organization (WHO). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Safely Managed Drinking Water - Thematic Report on Drinking Water. , (2017).</li><li>Peletz, R., Kumpel, E., Bonham, M., Rahman, Z., Khush, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=To+what+extent+is+drinking+water+tested+in+sub-Saharan+Africa?+A+comparative+analysis+of+regulated+water+quality+monitoring.">To what extent is drinking water tested in sub-Saharan Africa? A comparative analysis of regulated water quality monitoring.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 13 (3), 275 (2016).</li><li>Diener, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptable+drinking-water+laboratory+unit+for+decentralised+testing+in+remote+and+alpine+regions.">Adaptable drinking-water laboratory unit for decentralised testing in remote and alpine regions.</a> 40th WEDC International Conference. , 1-6 (2017).</li><li>Malkin, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+health+care+technologies+for+the+developing+world.">Design of health care technologies for the developing world.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 9 (1), 567-587 (2007).</li><li>Rahman, Z., Khush, R., Gundry, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aquatest:+Expanding+Microbial+Water+Quality+Testing+for+Drinking+Water+Management.">Aquatest: Expanding Microbial Water Quality Testing for Drinking Water Management.</a> Drinking Water Safety International. 1 (4), 15-17 (2010).</li><li>DelAgua Water Testing Ltd. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> DelAgua Portable Water Testing Kit: User Manual Version 5.0. , (2015).</li><li>Aquagenx LLC. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Portable Incubator Fabrication Instructions. , (2015).</li><li>Nair, J., Mathew, K., Ho, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experiences+with+implementing+the+H2S+method+for+testing+bacterial+quality+of+drinking+water+in+remote+aboriginal+communities+in+Australia.">Experiences with implementing the H2S method for testing bacterial quality of drinking water in remote aboriginal communities in Australia.</a> Water for all life: A decentralized infrastructure for a sustainable future. , (2007).</li><li>Kandel, P., Kunwar, R., Lamichhane, P., Karki, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extent+of+fecal+contamination+of+household+drinking+water+in+Nepal:+Further+analysis+of+Nepal+Multiple+Indicator+Cluster+Survey+2014.">Extent of fecal contamination of household drinking water in Nepal: Further analysis of Nepal Multiple Indicator Cluster Survey 2014.</a> American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. 96 (2), 446-448 (2017).</li><li>Edberg, S. C., Rice, E. W., Karlin, R. J., Allen, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Escherichia+coli:+the+best+biological+drinking+water+indicator+for+public+health+protection.">Escherichia coli: the best biological drinking water indicator for public health protection.</a> Journal of Applied Microbiology. 88 (51), 1065-1165 (2000).</li><li>Taylor, D. D. J., Khush, R., Peletz, R., Kumpel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficacy+of+microbial+sampling+recommendations+and+practices+in+sub-Saharan+Africa.">Efficacy of microbial sampling recommendations and practices in sub-Saharan Africa.</a> Water Research. 134, 115-125 (2018).</li></ol>

Författarna har något att avslöja.

Under hållbar utveckling mål 6.1 ökar efterfrågan på vatten kvalitet provtagning, särskilt i avlägsna områden på landsbygden där övervakning praxis är mindre etablerade14. Ett stort hinder att genomföra regelbundna vatten kvalitetstester i dessa inställningar är dålig tillgång till laboratorier kan stödja mikrobiella metoder6. Detta dokument presenterar en metod för en tillförlitlig inkubator tillverkade av material som är relativt billigt och allmänt tillgänglig. Elektriska komponenter är relativt lätt att källa och montera, kräver endast begränsad expertis. Dessutom den inkubator skal designen är flexibel och därför kan konstrueras från lokalt tillgängliga material. Detta är speciellt önskvärt för dem som reser till avlägsna platser, eftersom bagageutrymme inte behövs för en tung och skrymmande skal. Beroende på skalet används, volymen av inkubatorn är också anpassningsbar och kan dimensioneras för att rymma en specifik provstorlek. Presenterade upplägget kan vara används på - och off-grid, vilket gör den robust elavbrott eller avsaknad av tillförlitlig elförsörjning. Medan vissa designbegränsningar observerades, visat denna uppsättning upp generellt sig vara effektiva under en rad omgivande temperaturförhållanden (3,5 ° C till 39 ° C).
I området i närheten finns det flera steg i protokollet som är kritiska för att uppnå en inkubator design passar ens behov. Först är valet av de elektriska komponenterna i inkubatorn. Alternativa komponenter kan väljas utifrån prisen eller den lokala tillgängligheten. Beroende på det material som valts och deras tekniska specifikationer, kan inkubatorn ha ändrat föreställningar jämfört med de resultat som presenteras. En annan avgörande steg i protokollet är valet av shell material, som bör göras utifrån det förväntade intervallet omgivningstemperaturer, lokal strömförsörjning och tillgänglighet av material. Vid lägre omgivningstemperaturer (< 25 ° C), ett skal konstruerat av styrencellplast eller en hård svalare box rekommenderas att uppnå en inställd temperatur av 37 ° C till 44,5 ° C. Baserat på experimentella data presenteras, dessa in ups kan förväntas nå den inställda temperaturen på 45-96 minuter och konsumera 0,78 - 1,05 kWh / 24h i kalla miljöer (3.5 till 7.5 ° C). Kartong med överlevnad filt rekommenderas inte för användning vid lägre omgivningstemperaturer eftersom detta ställer in aldrig nått en stabil inställd temperatur under experimentella observationsperioden. Vid måttlig omgivningstemperatur (27 ° C) är shell typer testade tillåtna med liknar något större strömförbrukning som observerats för kartong boxen upp. Vid högre omgivningstemperaturer (39 ° C) var inkubator mönster presenteras här benägna att överhettning om om inte den inställda temperaturen var ännu högre (dvs. 44,5 ° C). Sådana villkor skulle därför kräva en avkylningsenhet eller använda i ett klimat kontrollerade utrymme.
Kostnaden för att bygga den inkubator som presenteras här var ca 300 USD när material hade sitt ursprung i Schweiz. Dessa kostnader kan dock betydligt lägre på olika platser, särskilt om frakt avgifter för elektroniska kärnkomponenterna kan hållas till ett minimum. Ändring av de olika komponenterna som beskrivs i protokollet kan ytterligare minska kostnaderna. Det protokoll som presenteras här är begränsad i att den jämför endast tre shell material typer på två inställda temperaturer, samt kontroll av mikrobiell tillväxt för E. coli endast. Framtida forskning bör testa lämpligheten av denna inkubator design under ett större utbud av temperatur parametrar och använda ytterligare mikrobiell indikator arter (t.ex. Enterococcus) och patogener (t.ex. salmonella, Vibrio cholerae). Framtida forskning bör också fokusera på utvecklingen av effektiv kylning teknik inom inkubatorn, vilket skulle möjliggöra för dess användning i extremt varma miljöer (> 40 ° C).
Såvitt vi vet finns det inga andra känt fält inkubator som erbjuder anpassningsbara volymkapacitet och är lätt kan demonteras, samtidigt som den är transportabel och låg kostnad. Detta innovativa alternativ till kommersiellt tillgängliga inkubatorer uppfyller ett behov för regeringar och organisationer med vattenkvaliteten och andra kultur-baserad testning mål där det finns några laboratorium. När ihopkopplad med enkel vattenkvalitet testutrustning, kan denna inkubator hjälpa utövare med begränsad kapacitet att inrätta permanenta eller säsongsbetonade laboratorier till en rimlig kostnad. Genom att öka antalet laboratorier i avlägsna områden, blir insatser för att genomföra regelbundna vatten kvalitet övervakning eller uppnå punktlig övervakning av systemet verksamhet allt mer genomförbart.

Kultur-baserade metoder för detektion av mikrobiella föroreningar är den state-of-the-art för vatten kvalitetsanalys både industrialiserade och utvecklingsländerna1,2. Mikroorganismer finns i många miljöer och kräver olika temperaturförhållanden för optimal tillväxt. Därför är skapa en temperatur-stabil inkubation miljö en förutsättning för tillförlitlig detektering av mikrobiella föroreningar av oro i dricksvatten. Enligt Världshälsoorganisationen är Escherichia coli (E. coli) (eller alternativt termotoleranta koliforma bakterier (TTC)) de mest lämpliga indikatorerna av fekal förorening i dricksvatten3. Påvisande av dessa organismer består av, till exempel filtrering 100 mL vattenprov genom ett membran som följt av inkubering av membranet på selektiva medier vid 35-37 ° C (E. coli) eller 44-45 ° C (TTC)3.
Fält-baserade tillämpningar av kultur-baserade metoder har blivit allt viktigare under de senaste åren. Under hållbar utveckling mål 6, Target 6.1, har regeringarna åtagit sig att regelbundet rapportera bakteriologiska kvaliteten på dricksvatten på nationell nivå4. Utöver sådan övervakning folkhälsoinsatser utförs operativ övervakning av vatteninfrastruktur regelbundet på lokal eller regional nivå5. Dessa övervakning och övervakning kampanjer är ofta på avlägsna platser där krävs laboratorium infrastrukturen är otillräcklig eller inte tillgänglig. 6 likaså kultur-baserade metoder används allmänt i medicinsk diagnos och mikrobiologisk forskning där lokala kliniker och forskningsinstitutioner kan angripas av begränsade resurser och osäkra nätaggregat7.
I ovanstående sammanhang är konventionella inkubatorer ofta otillräckliga eller inte tillgänglig. Som ett alternativ, har fältet inkubatorer utvecklats speciellt för användning utanför laboratoriet, exempelvis den Aquatest projekt8, University of Bristol, Storbritannien. DelAgua9, Marlborough, Storbritannien; eller Aquagenx10, University of North Carolina, USA. Dessa enheter är dock relativt små volymer, vilket begränsar antalet prover som kan bearbetas samtidigt. Fältet inkubatorer på marknaden är också inte utformade för att arbeta under mycket låg (< 20 ° C) eller mycket höga (> 40 ° C) omgivande temperaturförhållanden, försvårar deras användning i öknen eller alpina miljöer. Ytterligare inkluderar alternativa lösningar yoghurt-making apparater11, kroppen bälten och fas-ändra inkubatorer12. Dock kan sådana okonventionella inkubatorer fungerar opålitligt eller vara betungande att driva11.
Det finns således ett behov av en inkubator som erbjuder fördelarna med laboratorium-baserade modeller (användarvänlighet, större volym, och temperatur precision) samtidigt som den är lämplig för området tillämpningar (låg kostnad, enkelt transporteras och underhållna, tålighet mot en rad omgivningstemperaturer, energieffektiva och motståndskraftig mot intermittent nätaggregat) (tabell 1). Syftet med detta protokoll är att detalj tillverkningsprocessen av en låg kostnad inkubator utformad för att optimera fördelarna med både konventionella och fältbaserade modeller med hjälp av allmänt tillgängliga material.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Kännetecken</td>
			<td>Laboratoriebaserade</td>
			<td>Fältet</td>
			<td>Optimerad</td>
		</tr>
<tr>
<td>Användarvänlig design</td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Stor kapacitet</td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Robust till rad omgivningstemperaturer</td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Håller konstant temperatur</td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Låg kostnad</td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Lätt transporteras</td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Energieffektiva</td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Motståndskraftig mot intermittent strömförsörjning</td>
			<td><img alt="X" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq2.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
			<td><img alt="Check" src="/files/ftp_upload/58443/58443eq1.jpg"></td>
		</tr>
</tbody></table>Tabell 1: Kännetecken av kommersiellt tillgängliga inkubatorer (laboratoriebaserade och fält) och det optimerade tillvägagångssättet.
Följande församlingen protokoll anger krävs material och steg för att bygga inkubatorn. Den är strukturerad i fyra steg: första, montering av värme enheten; andra, montering av styrenheten; tredje, montering av inkubator elektriska kärnan; och fjärde, montering av inkubatorn. Detta protokoll förklarar byggandet av elektroniska kärnan i inkubatorn, som kan arbeta med en mängd inkubator skal. Se Tabell för material för en fullständig lista över alla komponenter som används i protokollet och deras tekniska specifikationer. Protokollet nedan presenterar ett fungerande exempel på fältet inkubatorn, men flexibel användning av olika komponenter är möjligt så länge de uppfyller elektriska kraven. Använda olika komponenter kan påverka föreställningar av inkubatorn. Det rekommenderas att konstruktionen och ledningar av elektriska komponenter göras av en person som är skicklig i det elektriska fältet.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Heating foil</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>2115337</td>
			<td>Self-adhesive 10x20 cm; Operating voltage 12V; Power 20W</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Axial fan</td>
			<td>Yen Sun Technology Corp.</td>
			<td>FD126025MB</td>
			<td>6x6x2.5 cm; Operating voltage 12VDC; Power 1.44W; Max. current consumption 60mA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PID Temperature Controller</td>
			<td>Wachendorff Automation GmbH &#38; Co. KG</td>
			<td>UR3274S</td>
			<td>PID controller 32x74 mm; Universal input for process signals, thermocouples, Pt100; Operating voltage 24 VDC; Outputs (thermostats) 10 A relay, 5 A relay, SSR, RS 485</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature sensor Pt100</td>
			<td>Conrad</td>
			<td>198466</td>
			<td>Temperature range -100&#176;C to 200&#176;C; Sensor Pt100, Type FS-400P</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal enclosure</td>
			<td>OKW Geh&#228;use System</td>
			<td>C2012201</td>
			<td>Dimensions 200 x 120 x 60 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ON/OFF Switch</td>
			<td>SHIN CHIN INDUSTRIAL CO.</td>
			<td>R13-70A-01</td>
			<td>Connection Type C CEE 7/16 plug 6.3 mm; Contact resistance Max 50 m&#8486;; Switching voltage 24 VDC; Switching current (mx.) 10A; Insulation resistance Min 100 M&#8486;/500 Vdc</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DC/DC converter</td>
			<td>Traco Power</td>
			<td>TMDC 60-2412</td>
			<td>Nominal voltage 24 VDC; Input voltage 9-36 VDC; Output voltage 12 VDC; Max. output current 5 A; Power 60W</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AC power adapter</td>
			<td>Bicker Elektronik</td>
			<td>BET-0612</td>
			<td>Output voltage 12 VDC; Max. output current 5 A; Input voltage 115-230 VAC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spacer</td>
			<td>Sch&#228;fer Elektromechanik</td>
			<td>20/4</td>
			<td>Without thread; Thread size M4; Polystyrene; Distance 20 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cable gland</td>
			<td>WISKA</td>
			<td>10066410</td>
			<td>M12 x 1.5 cm; clamping range 3 &#8211; 7 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luster terminal</td>
			<td>Adels Contact</td>
			<td>125312</td>
			<td>Nominal current 25 A; Nominal Voltage 500V</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw M4 x 50</td>
			<td>Bossard</td>
			<td>1579010</td>
			<td>M4 x 50 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw nut M4</td>
			<td>Bossard</td>
			<td>1241478</td>
			<td>M4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washer M4</td>
			<td>Bossard</td>
			<td>1887505</td>
			<td>M4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw M3 x 25</td>
			<td>Bossard</td>
			<td>1211099</td>
			<td>M3 x 25 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw nut M3</td>
			<td>Bossard</td>
			<td>1241443</td>
			<td>M3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washer M3</td>
			<td>Bossard</td>
			<td>1887483</td>
			<td>M3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Support plate</td>
			<td>&#160;-&#160;</td>
			<td>&#160;-&#160;</td>
			<td>Insulating material (plastic or other); 28 x 25 cm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

construction of a low-cost mobile incubator for field and laboratory use

Inkubatorer är väsentliga för en rad kultur-baserade mikrobiella metoder, såsom membranfiltrering följd av odling för att bedöma kvaliteten på dricksvatten. Kommersiellt tillgängliga inkubatorer är dock ofta kostsamma, svåra att transportera, inte flexibel volymmässigt, och/eller dåligt anpassade till lokala fältförhållanden där tillgång till elektricitet är opålitliga. Syftet med denna studie var att utveckla en anpassningsbar, låg kostnad och transportabla inkubator som kan konstrueras med hjälp av lättillgängliga komponenter. Elektroniska kärnan i inkubatorn utvecklades först. Dessa komponenter testades sedan under ett antal omgivande temperaturförhållanden (3,5 ° C - 39 ° C) med hjälp av tre typer av inkubator beskjuter (polystyren skum låda, hårda svalare box och kartong, täckt med en överlevnad filt). Elektroniska kärnan visade jämförbar prestanda till en standard laboratorium inkubator när det gäller den tid som krävs för att nå den inställda temperaturen, inre temperaturstabilitet och geografisk spridning, strömförbrukning och mikrobiell tillväxt. De inkubator uppställningar var också effektiva vid måttlig och låg rumstemperatur (mellan 3,5 ° C och 27 ° C), och vid höga temperaturer (39 ° C) när inkubatorn inställd temperatur var högre. Denna inkubator prototyp är låg kostnad (< 300 USD) och anpassas till en mängd olika material och volymer. Dess avmonterbara struktur gör det lätt att transportera. Det kan användas i både etablerade laboratorier med rutnät makt eller i inställningarna för fjärr drivs av solenergi eller ett bilbatteri. Det är särskilt användbart som ett utrustning alternativ för fältet laboratorier i områden med begränsad tillgång till resurser för övervakning av vatten.

Tillförlitligheten i en robust fältet inkubator ligger i dess förmåga att uppnå och bibehålla en inställd temperatur under olika förhållanden. För att övervaka prestanda för de olika inkubator uppställningar, följande mätningar gjorts: tid som behövs för att nå den inställda temperaturen, effekten av öppna dörren för en minut, strömförbrukning under 24 timmars drift, inre temperaturstabilitet över 24 Öppettider, och observation av E. coli tillväxt. Temperaturen inuti inkubatorn mättes varje minut med 4 temperatur loggning enheter placerade i olika positioner i strukturen (stöd rack, vägg, topp, inuti en tillväxtplattan). Den inställda temperaturen ansågs uppnås när alla mätningar var som helst inom plus eller minus 2 ° C, vilket är det godtagbara intervallet för inkubering av E. coli. 13
Elektroniska kärnan testades med tre typer av snäckor, använda material som vanligtvis finns i många länder: en polystyren skum låda (78 liter), en hård plast svalare box (30 liter) och en kartong täckt med en överlevnad filt (46 liter) ( Figur 10). För att täcka en rad omgivningsförhållanden som kan upplevas i fältet, dessa inkubator uppställningar testades vid tre omgivningstemperaturer: ambient (ca 27 ° C), förkylning (ca 3,5 ° C och 7.5 ° C) och varma (ca 39 ° C). Prestandamått testades ställa in den inre temperaturen vid 37 ° C och 44,5 ° C.
Tiden för att nå den inställda temperaturen i inkubatorerna influerades av den omgivande temperaturen och materialet i inkubatorn skalet. Vid en omgivande temperatur på ca 27 ° C, de tre inkubatorer uppställningar nått de inställda temperaturerna (37 ° C och 44,5 ° C) i en liknande tid (Fig. 11a och figur 12a) och jämförbara med utförandet av en standard inkubator (tabell 3). I kalla miljöer (3,5 ° C och 7.5 ° C) nådde inkubatorerna med tjockare skal, dvs polystyren skum och svalare box, de mål inställda temperaturerna (37 ° C och 44,5 ° C) i en liknande tid; ungefär fyra gånger längre än under en omgivande temperatur på 27 ° C. Med dess lägre isolering nått kartong med överlevnad filt aldrig helt de inställda temperaturerna under kall omgivningstemperatur förhållanden (figur 11b och figur 12b). I en varm miljö (39 ° C) nådde de tre inkubator uppställningar måltemperaturen 44,5 ° c på under 10 minuter (figur 12 c). Dock när den inställda temperaturen var 37 ° c, dvs lägre än den omgivande temperaturen, kunde ingen av inkubatorerna lägre temperatur, vilket resulterar i överhettning för alla tre inkubator inställd ups (figur 11 c).
Omgivningstemperaturen och typ av inkubator shell påverkas effekten av öppnar dörren till inkubatorn för en minut. Värmeförlusten var större i den kalla miljön och tid att återställa de inre inställda temperaturerna längre, med undantag av kartong inkubatorn där uppsättningen temperaturer var aldrig nådde (figur 13b och figur 14b). I varmare miljöer var värmeförlusterna begränsad och uppsättningen temperaturer återfanns på under 10 minuter (figur 13ac och figur 14ac). I en omgivningstemperatur på 39 ° C och inställd temperatur av 37 ° C, öppna dörren inte orsaka eller minska överhettning av inkubatorer (figur 13 c).
Energiförbrukningen ökade med kalla miljöer och med en ökning av den inställda temperaturen. Bättre isolerande inkubator beskjuter (polystyren skum och svalare box) visade en minskad energiförbrukning jämfört med kartong inkubatorn. I liknande miljöer (omgivande temperatur på ca 27 ° C) testade tre inkubator uppställningar konsumeras 0,22 till 0,52 kWh / 24h mindre energi än de vanliga inkubatorerna (tabell 3).
Temperaturen i inkubatorn förblev stabil över 24 timmar med alla typer av inkubator skal och omgivningstemperatur testade (figur 13 och figur 14). Små variationer av den uppmätta temperaturen jämfört med den inställda temperaturen observerades enligt positionen för enhetens temperatur loggning i inkubatorn. Med undantag för proven med den omgivande temperaturen (39 ° C) varmare än den inställda temperaturen (37 ° C) (figur 13 c) var variationerna i temperatur alla inom intervallet 2 ° C godtas för E. coli inkubering.
Alla tester utfördes i närvaro av E. coli och totalt koliforma mätning material (membranfilter placeras på tillväxtplattan). Replikat av ett prov placerades i varje inkubator set-up och i en standard inkubator för jämförelse. I alla uppställningar och villkor var tillväxt av E. coli och totalt koliforma lyckad och jämförbar med den tillväxten som observerats i standard inkubatorn. En sammanfattning av inkubator konfigurationer och omgivande temperaturförhållanden som testats med resultat redovisas i tabell 3.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Test 1: För att ställa in temperaturen</td>
			<td>Test 2: Sidodörrar öppnar en minut</td>
			<td>Test 3: Strömförbrukning över 24-timmarsperiod</td>
			<td>Test 4: Temperaturvariationer under 24-timmarsperioden</td>
			<td>Test 5: E. coli tillväxt observerade</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>Omgivande temperatur</td>
			<td>Inställda temperaturen</td>
			<td>(min)</td>
			<td>Maximal förlust av temperatur (° C); tid att återhämta sig inställd temperatur (min)</td>
			<td>(kWh/24 h)</td>
			<td>Absolut högsta temperatur (° C); absolut lägsta temperatur (° C) *</td>
			<td>(Ja / nej)</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="6">Polystyren skum låda</td>
			<td>3,5 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>45</td>
			<td>10 ° C; 17 min</td>
			<td>0,78</td>
			<td>37. 35,5</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>7.5 ° C</td>
			<td>44,5 ° C</td>
			<td>74</td>
			<td>16,5 ° C; 31 min</td>
			<td>0,89</td>
			<td>44,5; 42,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">27 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>12</td>
			<td>2,5 ° C; 3 min</td>
			<td>0,28</td>
			<td>37,5; 36,5</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>20</td>
			<td>4,5 ° C; 7 min</td>
			<td>0,43</td>
			<td>44,5; 43,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">39 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>0 (överhettas)</td>
			<td>2 ° C, 0 min (överhettas)</td>
			<td>0,11</td>
			<td>42,5; 42</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>7</td>
			<td>3,5 ° C; 5 min</td>
			<td>0,17</td>
			<td>45. 43,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="6">Hårda svalare box</td>
			<td>3,5 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>54</td>
			<td>8 ° C; 10 min</td>
			<td>0,86</td>
			<td>37,5; 36</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>7.5 ° C</td>
			<td>44,5 ° C</td>
			<td>96</td>
			<td>12 ° C; 30 min</td>
			<td>1,05</td>
			<td>45. 43</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">27 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>13</td>
			<td>1,5 ° C; 0 min</td>
			<td>0,27</td>
			<td>37,5; 36,5</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>25</td>
			<td>2 ° C, 4 min</td>
			<td>0,50</td>
			<td>45. 43,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">39 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>0 (överhettas)</td>
			<td>1 ° C; 0 min (överhettas)</td>
			<td>0,11</td>
			<td>43. 42,5</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>9</td>
			<td>4 ° C; 3 min</td>
			<td>0,19</td>
			<td>45,5; 44,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="6">Kartong med överlevnad filt</td>
			<td>3,5 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>Aldrig nått (stabil temperatur efter 109 min)</td>
			<td>6,5 ° C; stabil temperatur efter 30 min</td>
			<td>1.24</td>
			<td>33,5; 30,5</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>7.5 ° C</td>
			<td>44,5 ° C</td>
			<td>Aldrig nått (stabil temperatur efter 120 min)</td>
			<td>8 ° C; stabil temperatur efter 20 min</td>
			<td>1.28</td>
			<td>36,5; 32</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">27 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>15</td>
			<td>2,5 ° C; 6 min</td>
			<td>0,42</td>
			<td>36,5; 35,5</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>24</td>
			<td>3 ° C; 8 min</td>
			<td>0,70</td>
			<td>44,5; 42,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">39 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>0 (överhettas)</td>
			<td>1,5 ° C; 0 min (överhettas)</td>
			<td>0,11</td>
			<td>41,5; 40</td>
			<td>Ja</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>9</td>
			<td>2 ° C, 0 min</td>
			<td>0,20</td>
			<td>45. 43,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">Standard inkubator</td>
			<td rowspan="2">27 ° C</td>
			<td>37 ° C</td>
			<td>18</td>
			<td>1 ° C; 0 min (överhettas)</td>
			<td>0,64</td>
			<td>38,5; 36</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
<tr>
<td>44,5 ° C</td>
			<td>23 (överhettas)</td>
			<td>2,5 ° C; 0 min</td>
			<td>0,95</td>
			<td>47,5; 43,5</td>
			<td>ND†
</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabell 3: resultatsammanfattning för inkubatorn konfigurationer och omgivande temperaturförhållanden testade. * Test 4: Absolut maximal och minimal temperaturen registreras under stabila perioder, dvs från 10 minuter efter utgången av en störande händelse (tid att nå inställda temperaturen, öppna dörren). † ND: Inga data, inte provkörning.
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig10.jpg"> Figur 10: inkubator skal testade. Öppna (övre raden) och slutna (nedersta raden). Polystyrenskum rutan (vänster), tjocklek 3,5 cm, yttermått 39 x 56 x 36 cm. hård plast svalare box (mitten), tjocklek av 2,5 cm, yttermått 32 x 41 x 47 cm. kartong (höger) täckt med en standard överlevnad filt med en tjocklek av 12 µm vikas två gånger, yttermått 30 x 42 x 37 cm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig10large.jpg" target="_blank">vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig11.jpg"> Figur 11: att uppnå inställd temperatur (37 ° C) av de inkubator uppställningar under olika omgivande temperaturförhållanden. Föreställningar av inkubatorer med ett skal gjort av en polystyren skum låda, en hård svalare box och en kartong täckt med en överlevnad filt. På rummet omgivningstemperatur (a), kall omgivningstemperatur (b)och varm omgivande temperatur (c). Temperaturen registreras på stöd racket av inkubatorer. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig11large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig12v4.jpg"> Figur 12: att uppnå inställd temperatur (44,5 ° C) av de inkubator uppställningar under olika omgivande temperaturförhållanden. Föreställningar av inkubatorer med ett skal gjort av en polystyren skum låda, en hård svalare box och en kartong täckt med en överlevnad filt. På rummet omgivningstemperatur (a), kall omgivningstemperatur (b)och varm omgivande temperatur (c). Temperaturen registreras på stöd racket av inkubatorer.  <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig12v2large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 13" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig13.jpg"> Figur 13: temperaturvariationer över 24-timmarsperiod och effekten av dörröppningen under olika omgivande temperaturförhållanden. Inställd temperatur av 37 ° C. Föreställningar av inkubatorer med ett skal gjort av en polystyren skum låda, en hård svalare box och en kartong täckt med en överlevnad filt. På rummet omgivningstemperatur (a), kall omgivningstemperatur (b)och varm omgivande temperatur (c). Inringade områden visar de temperaturen variationerna i dörröppningen i en minut. Temperaturen registreras på stöd racket av inkubatorer. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig13large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 14" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig14.jpg"> Figur 14: temperaturvariationer över 24-timmarsperiod och effekten av dörröppningen under olika omgivande temperaturförhållanden. Inställda temperaturen 44,5 ° c. Föreställningar av inkubatorer med ett skal gjort av en polystyren skum låda, en hård svalare box och en kartong täckt med en överlevnad filt. På rummet omgivningstemperatur (a), kall omgivningstemperatur (b)och varm omgivande temperatur (c). Inringade områden visar de temperaturen variationerna i dörröppningen i en minut. Temperaturen registreras på stöd racket av inkubatorer. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig14large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 15" src="/files/ftp_upload/58443/58443fig15.jpg"> Figur S1: elschema av inkubator elektriska core ledningar. Alternativ för elnätet drift och batteridrift indikeras. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58443/58443fig15large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="4">Parametern</td>
			<td colspan="2">Valt värde</td>
		</tr>
<tr>
<td>1</td>
			<td colspan="4">Typ av styrning utgång</td>
			<td colspan="2">Styra Q1 / Alarm Q2</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td colspan="4">Typ av anslutna sensor</td>
			<td colspan="2">Pt100 (-200 till 140 ° C)</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td colspan="4">Lägre gräns valbar för setpoint värde</td>
			<td colspan="2">0</td>
		</tr>
<tr>
<td>4</td>
			<td colspan="4">Övre gräns valbar för setpoint värde</td>
			<td colspan="2">50</td>
		</tr>
<tr>
<td>5</td>
			<td colspan="4">Typ av kontroll</td>
			<td colspan="2">Värme</td>
		</tr>
<tr>
<td>6</td>
			<td colspan="4">ON/OFF hysteres eller döda band för P.I.D. kontroll</td>
			<td colspan="2">0</td>
		</tr>
<tr>
<td>7</td>
			<td colspan="4">Proportionell bandbredd av processen uttryckt i enheter (° C om temperaturen)</td>
			<td colspan="2">1</td>
		</tr>
<tr>
<td>8</td>
			<td colspan="4">Integrerad tid. Intertia av processen uttryckt i sekunder</td>
			<td colspan="2">80,0</td>
		</tr>
<tr>
<td>9</td>
			<td colspan="4">Härledda tid för P.I.D.</td>
			<td colspan="2">20,0</td>
		</tr>
<tr>
<td>10</td>
			<td colspan="4">Cykeltid för tid-proportioning utgång</td>
			<td colspan="2">10</td>
		</tr>
<tr>
<td>11</td>
			<td colspan="4">Tillåt/neka ändring av börvärden av frontal tangentbord</td>
			<td colspan="2">Tillåt ändring av alla börvärden</td>
		</tr>
<tr>
<td>12</td>
			<td colspan="4">Programvara filter. Antalet avläsningar att beräkna jämförelsen värde PV-SPV</td>
			<td colspan="2">10</td>
		</tr>
<tr>
<td>13</td>
			<td colspan="4">Typ av examen</td>
			<td colspan="2">° C</td>
		</tr>
<tr>
<td>14</td>
			<td colspan="4">Typ av kylning vätska</td>
			<td colspan="2">Luft</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabell S1: PID controller temperaturinställningar. Visning av inställda värden; andra parametrar som inte behövs för att köra inkubatorn lämnades till standardvärden.

Watch this Scientific Journal Video about Construction of a Low-cost Mobile Incubator for Field and Laboratory Use at JoVE.com

Construction of a Low-cost Mobile Incubator for Field and Laboratory Use

Byggandet av en billig mobil inkubator för fält- och laboratoriebruk

Detta dokument beskriver en metod för att bygga en anpassningsbar, låg kostnad och transportabla inkubator för mikrobiell testning av dricksvatten. Vår design bygger på allmänt tillgängliga material och kan användas under en rad fältförhållanden, samtidigt som fördelarna med högre prisklasserna laboratoriebaserade modeller.

Incubators are essential for a range of culture-based microbial methods, such as membrane filtration followed by cultivation for assessing drinking water ...

Inkubatorer är nödvändiga för många mikrobiella metoder, särskilt för kulturbaserad analys av dricksvatten. Här tar vi upp ett behov av lågkostnadskuvöser för användning på platser med begränsad infrastruktur. Vi kommer att detalj byggandet av en anpassningsbar låg kostnad transportabel inkubator med hjälp av vanligt tillgängliga material.Denna inkubator arbetar under en rad miljöförhållanden, och utför på samma sätt som laboratoriebaserade modeller. Denna metod kan användas för alla aktiviteter som kräver en inkubator som kan hålla en konstant temperatur på platser med eller utan en tillförlitlig tillgång till nätbaserad el. Det är möjligt att använda andra komponenter än de som beskrivs här så länge de uppfyller de elektriska kraven, även om olika komponenter kan påverka hur inkubatorn presterar.De viktigaste uppfinnarna av denna version av inkubatorn är Jurg Sigrist och Christian Ebi, tekniker från våra laboratorier. Innan du monterar värmeenheten, samla en 280 med 250 millimeter stödplatta, två 60 av 60 av 25 millimeter axialfläktar, fyra 20 millimeter långa distanser med en inre diameter på 4,25 millimeter, en lyster terminal med tre stift, fyra M4 och en M3 skruv mutter, åtta M4 och en M3 bricka, och fyra M4 och en M3 skruv. Därefter borra lämpliga förankringshål i stödplattan, för säkring av axialfläktar och lysterterminalen.När alla hålen har borrats, använd två M4-skruvar, två skruvmuttrar och fyra brickor per fläkt för att förankra de axiella fläktarna i mitten av stödplattan, med hjälp av distanserna för att bibehålla utrymmet mellan fläktarna och stödplattan. Använd M3-skruvar, skruvmuttrar och bricka för att förankra lysterplinten i stödplattan, och säkra fläktkablarna. Anslut sedan fläktkablarna med lysterterminalen.Anslut de positiva och negativa kablarna för varje fläkt tillsammans. För att montera styrenheten, samla den universella kapslingen, på/av-brytare, DC/DC-omvandlare med ett inspänningsområde på nio till 36 volt, och en utspänning på 12 volt, en proportionell integrerad derivattemperaturregulator med en 12 till 35 volt likströmsdriftsspänning, en 12 till 15 millimeters kabelförskruvning med ett pressningsområde på två till 7,5 millimeter, en temperaturgivare platina 100, och en växelströmsföring. Använd en borr och ett pussel för att fräsa öppningarna för PID temperaturregulatorn, på/av-brytare och kabelförskruvningar i inneslutningen, och placera på/av-strömbrytaren och kabelförskruvningarna.Anslut ac-effektadapterns positiva kabel till på/från-brytaren, och växelströmsströmsadapterns negativa kabel till negativspänningsingången för DC/DC-omvandlaren. Använd en kabel för att ansluta på/från-brytaren till den positiva spänningsingången hos DC/DC-omvandlaren. Anslut terminal en av PID-temperaturregulatorn till DC-minusledningen från anslutning till värmeenheten, och till minusspänning ut-plinten på DC/DC-omvandlaren.Anslut likströmsleden som är ansluten till värmeenheten till plint fyra i PID-temperaturregulatorn, och till plint två av PID-temperaturregulatorn. Anslut plint två av PID-temperaturregulatorn till den positiva spännings-ut-terminalen på DC/DC-omvandlaren. Och anslut plint fem av PID-temperaturregulatorn till kommandotråden som är ansluten till värmeenheten.Anslut temperaturgivaren till plintarna 10, 11, och 12. Använd sedan krok och loop tejp för att förankra DC / DC-omvandlare till botten av inneslutningen, och stänga den universella inneslutningen. För att ställa in den elektriska inkubatorns kärna, samla två 100 av 200 millimeter 12 volt 20 watt självhäftande värmefolier, och anslut DC-negativtråden från styrenheten till lysterterminalen, och med en ledare av var och en av värmefolier, och den negativa ledningen av varje fläkt.Anslut sedan den positiva tråd som kommer från styrenheten med den positiva kabeln för varje fläkt. Och anslut kommandotråden från styrenheten till de återstående två ledarna för värmefolier. För att montera inkubatorn, samla en inkubator skal, och stöd rack.Placera inkubatorskalet på dess sida med inkubatordörren på ena sidan av skalet, och placera stödplattan med värmeenheten längst ned på inkubatorsskalet. Placera stödstället ovanpå värmeenheten och lämna minst 10 centimeter mellan värmeenheten och stödstället. Och placera temperatursonden på stödstället, och säkra den.Borra hål i inkubatorns dörr för att möjliggöra isättning av kablarna. Stäng inkubatorn tätt och anslut inkubatorn till strömkällan. Sedan, ström på inkubatorn, och justera inställningarna för PID temperaturregulatorn som experimentellt lämpligt.För de representativa inkubatoruppställningarna påverkades tiden för att nå den inställda temperaturen i inkubatorerna av omgivningstemperaturen och materialet i inkubatorskalet. Vid en omgivningstemperatur på ca 27 grader Celsius nådde de tre inkubatoruppställningarna de inställda temperaturerna på liknande tid med en prestanda av en vanlig inkubator. I kalla miljöer nådde inkubatorerna med tjockare skal målet högre än under en normal omgivningstemperatur, men i en liknande tid som varandra, medan inkubatorn med den tunnare isoleringen aldrig helt nådde de inställda temperaturerna.I en varm miljö nådde de tre inkubatoruppställningarna måltemperaturen på under 10 minuter. Men när den inställda temperaturen på 37 grader Celsius var lägre än den omgivande temperaturen på 39 grader Celsius, kunde ingen av inkubatorerna sänka temperaturen, vilket resulterade i överhettning för alla tre inkubatoruppställningar. I liknande miljöer, de tre inkubator uppställningar konsumeras 0,22 till 0,52 kilowattimmar per 24 timmar mindre energi än de vanliga inkubatorer testas, och under alla uppställningar och förhållanden, tillväxten av E.coli och total koliform var framgångsrik, och jämförbar med den tillväxt som observerats i standard inkubatorer.Valet av skalet är kritiskt. En inkubator med ett mer isolerande skal kommer att prestera bättre när det gäller tid för att nå den inställda temperaturen, och i strömförbrukningen. Det rekommenderas att konstruktionen och ledningarna av de elektriska komponenterna utföras av en person som är skicklig i det elektriska fältet.

Research

JoVE Journal

Environment

Design and Construction of an Urban Runoff Research Facility

Design och konstruktion av en Urban Runoff Research Facility

As the urban population increases, so does the area of irrigated urban landscape. Summer water use in urban areas can be 2-3x winter base line water use ...

Pretreatment of Lignocellulosic Biomass with Low-cost Ionic Liquids

Förbehandling av lignocellulosa med låg kostnad joniska lösningar

A number of ionic liquids (ILs) with economically attractive production costs have recently received growing interest as media for the delignification of ...

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Automatiserad, med hög upplösning Mobile insamlingssystem för kväveisotopanalys av NO<sub&gt; x</sub

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence ...

Ecosystem Fabrication (EcoFAB) Protocols for The Construction of Laboratory Ecosystems Designed to Study Plant-microbe Interactions

Ecosystem Fabrication EcoFAB Protocols for The Construction of Laboratory Ecosystems Designed to Study Plant-microbe Interactions

Ekosystemet Fabrication (EcoFAB) protokoll för byggandet av laboratoriet ekosystem för att studera växt-mikrobinteraktioner

Beneficial plant-microbe interactions offer a sustainable biological solution with the potential to boost low-input food and bioenergy production. A ...

Wastewater Irrigation Impacts on Soil Hydraulic Conductivity: Coupled Field Sampling and Laboratory Determination of Saturated Hydraulic Conductivity

Avloppsvatten bevattning påverkan på jord hydraulisk konduktivitet: kopplade fältprovtagning och laboratorium bestämning av mättad hydraulisk konduktivitet

Since the early 1960s, an alternative wastewater discharge practice at The Pennsylvania State University has been researched and its impacts monitored. ...

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus (Murayama), Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus Murayama, Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

Mäta flygning förmåga Ambrosia skalbaggen, Platypus Quercivorus (Murayama), med en billig, liten och enkelt konstruerade flyg Mill

The ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Murayama), is the vector of a fungal pathogen that causes mass mortality of Fagaceae trees (Japanese oak wilt). ...

A Flexible Low Cost Hydroponic System for Assessing Plant Responses to Small Molecules in Sterile Conditions

En flexibel lågpris hydroponiska System för bedömning av anläggningen Svaren till små molekyler i sterila förhållanden

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for ...

Laboratory and Field Protocol for Estimating Sheet Erosion Rates from Dendrogeomorphology

Laboratorium och fält-protokollet för att uppskatta ark Erosion priser från Dendrogeomorphology

Sheet erosion is among the crucial drivers of soil degradation. Erosion is controlled by environmental factors and human activities, which often lead to ...

Construction of a Compact Low-Cost Radiation Shield for Air-Temperature Sensors in Ecological Field Studies

Byggandet av en kompakt låg kostnad strålning sköld för luft-temperatur sensorer i ekologiska fältstudier

Low cost temperature sensors are increasingly used by ecologists to assess climatic variation and change on ecologically relevant scales. Although ...

BtM, a Low-cost Open-source Datalogger to Estimate the Water Content of Nonvascular Cryptogams

BtM, en billig öppen källkod Datalogger att uppskatta vatteninnehåll i Nonvascular Cryptogams

Communities of nonvascular cryptogams, such as mosses or lichens, are an important part of the Earth's biodiversity, contributing to the regulation of the ...