快速了解二氧化碳培養箱

更新時間：2020-03-17

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很多細胞培育的使用者們都聽過二氧化碳培養箱，知道二氧化碳培養箱是細胞培養的有利工具，但是對其原理和高效使用的方法都不甚了解，下面我們就來好好了解一下二氧化碳培養箱。

1.什么是二氧化碳培養箱？
   二氧化碳培養箱是通過在培養箱箱體內模擬形成一個類似細胞/組織在生物體內的生長環境，培養箱要求穩定的溫度（37°C）、穩定的CO2水平（5%）、恒定的酸堿度（pH值：7.2-7.4）、較高的相對飽和濕度（95%），來對細胞/組織進行體外培養的一種裝置，是細胞、組織、細菌培養的一種先進儀器，是開展免疫學、腫瘤學、遺傳學及生物工程所必須的關鍵設備。

2.為什么使用二氧化碳培養箱？
   由于空氣中的二氧化碳濃度很低，如細胞不在二氧化碳培養箱中培養，培養液中的 HCO3-會被耗盡，這樣會影響細胞的正常生長。所以大部分動物細胞的培養，還是需要二氧化碳培養箱。二氧化碳培養箱通過對周圍環境條件的控制制造出一個能使細胞組織更好地生長的環境，終會形成一個穩定的條件：例如問帝國的二氧化碳水平，穩定的溫度，恒定的酸堿度。簡而言之，二氧化碳培養箱使用方便并且穩定可靠。

3.如何實現二氧化碳濃度的精準控制？
   CO2濃度探測可通過兩種控制系統——紅外傳感器（IR）或熱傳導傳感器（TC）進行測量。當二氧化碳培養箱的門被打開時，CO2從箱體內漏出，此時傳感器就會探測到CO2濃度的降低，并做出及時的反應，重新注入CO2使其恢復到原先預設的水平。
   熱傳導傳感器（TC）監控CO2濃度的工作原理是通過測量兩個電熱調節器（一個調節器暴露于箱體環境內，另一個則是封閉的）之間的電阻變化來實現的。箱內CO2濃度的變化會改變兩個電熱調節器間的電阻，從而促使傳感器產生反應以達到調節CO2水平的作用。TC控制系統的一個缺點就是箱內溫度和相對濕度的改變會影響傳感器的精確度。當箱門被頻繁打開時，不僅CO2濃度，溫度和相對濕度也會發生很大的波動，因而影響了TC傳感器的精度。當需要精確的培養條件和頻繁開啟培養箱門時，此控制系統就顯得不太適用了。
   紅外傳感器（IR）作為另一個可選擇的控制系統比TC系統具備更精確的CO2控制能力，它是通過一個光學傳感器來檢測CO2水平的。IR系統包括一個紅外發射器和一個傳感器，當箱體內的CO2吸收了發射器發射的部分紅外線之后，傳感器就可以檢測出紅外線的減少量，而被吸收紅外線的量正好對應于箱體內CO2的水平，從而可以得出箱體內CO2的濃度。因為IR系統不會因溫度和相對濕度的改變而受到影響，所以它比TC系統更精確，特別適用于需要頻繁開啟培養箱門的細胞培養。

4.如何實現二氧化碳箱內溫度的精準控制？
   保持培養箱內恒定的溫度是維持細胞健康生長的重要因素。當選購二氧化碳培養箱時，有兩種類型的加熱結構可供選擇：氣套式加熱和水套式加熱。雖然這兩種加熱系統都是精確和可靠的，但是它們都有著各自的優點和缺點。
   水套式培養箱是通過一個獨立的熱水間隔間包圍內部的箱體來維持溫度恒定的。熱水通過自然對流在箱體內循環流動，熱量通過輻射傳遞到箱體內部從而保持了溫度的恒定。*的水套式設計有其優點：水是一種很好的絕熱物質，當遇到斷電的時候，水套式系統就能更可靠地長久保持培養箱內的溫度準確性和穩定性（維持溫度恒定的時間是氣套式系統的4-5倍）。如果您的實驗環境不太穩定（如有用電限制，或者經常停電）并需要保持長時間穩定的培養條件，此時，水套式設計的二氧化碳培養箱就是您較好的選擇。
   氣套式加熱系統是通過箱體內的加熱器直接對箱內氣體進行加熱的。氣套式設計在箱門頻繁開關引起的溫度經常性改變的情況下能夠迅速恢復箱體內的溫度穩定。因此，氣套式與水套式相比，具有加熱快，溫度的恢復比水套式培養箱迅速的特點，特別有利于短期培養以及需要箱門頻繁開關的培養。對于使用者來說氣套式設計比水套式更簡單化（水套式需要對水箱進行加水、清空和清洗，并要經常監控水箱運作的情況）。在購買氣套式培養箱時，要注意的是：為了不影響培養，培養箱還應該有一個風扇以保證箱內空氣的流通和循環，此裝置還有助于箱內溫度、CO2和相對濕度的迅速恢復。

5.使用二氧化碳培養箱的注意事項？
   1、二氧化碳培養箱未注水前不能打開電源開關，否則會損壞加熱元件。
   2、培養箱運行數月后，水箱內的水因揮發可能減少，當低水位指示燈亮時應補充加水。先打開溢水管，用漏斗接橡膠管從注水孔補充加水使低水位指示燈熄滅，再計量補充加水，然后堵塞溢水孔。
   3、二氧化碳培養箱可以做高精度恒溫培養箱使用，這時須關閉CO2控制系統。
   4、因為CO2傳感器是在飽和濕度下校正的，因此加濕盤必須時刻裝有滅菌水。
   5、當顯示溫度超過置定溫度1℃時，超溫報警指示燈亮，并發出尖銳報警聲，這時應關閉電源30分鐘；若再打開電源(溫控)開關仍然超溫，則應關閉電源并報維修人員。
   6、鋼瓶壓力低于0.2MPa時應更換鋼瓶。
     7、盡量減少打開玻璃門的時間。
     8、如果二氧化碳培養箱長時間不用，關閉前必須清除工作室內水分，打開玻璃門通風24小時后再關閉。
     9、清潔二氧化碳培養箱工作室時，不要碰撞傳感器和攪拌電機風輪等部件。
     10、拆裝工作室內支架護罩，必須使用隨機扳手，不得過度用力。
     11、搬運培養箱前必須排除箱體內的水。排水時，將橡膠管緊套在出水孔上，使管口低于儀器，輕輕吸一口，放下水管，水即虹吸流出。
     12、搬運二氧化碳培養箱前應拿出工作室內的擱板和加濕盤，防止碰撞損壞玻璃門。
     13、搬運培養箱時不能倒置，同時一定不要抬箱門，以免門變形。

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