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二氧化碳培養(yǎng)箱應(yīng)用技術(shù)淺談
二氧化碳培養(yǎng)箱是通過在培養(yǎng)箱箱體內(nèi)模擬形成一個類似細(xì)胞/組織在生物體內(nèi)的生長環(huán)境，如穩(wěn)定的溫度（37°C）、穩(wěn)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(xì)胞/組織進(jìn)行體外培養(yǎng)的一種裝置。
一、應(yīng)用范圍
其廣泛應(yīng)用于細(xì)胞、組織培養(yǎng)和某些特殊微生物的培養(yǎng)，常見于細(xì)胞動力學(xué)研究、哺乳動物細(xì)胞分泌物的收集、各種物理、化學(xué)因素的致癌或毒理效應(yīng)、抗原的研究和生產(chǎn)、培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞生產(chǎn)抗體、體外授精（IVF）、干細(xì)胞、組織工程、藥物篩選等研究領(lǐng)域。
二、用戶要求
一是要求二氧化碳培養(yǎng)箱能夠?qū)囟?、二氧化碳濃度提?font color="#ff0000">準(zhǔn)確確穩(wěn)定的控制，以便于其研究工作的進(jìn)展。
二是要求二氧化碳培養(yǎng)箱能夠?qū)ε囵B(yǎng)箱內(nèi)的微生物污染進(jìn)行有效的防范，并且能夠定期消除污染，以保護(hù)研究成果，防止樣品損失。
三、微處理控制系統(tǒng)
微處理控制系統(tǒng)是維持培養(yǎng)箱內(nèi)溫度、濕度和CO2濃度穩(wěn)態(tài)的操作系統(tǒng)。微處理控制系統(tǒng)和其它各種功能附件（如高低溫自動調(diào)節(jié)和警報裝置、CO2警報裝置、密碼保護(hù)設(shè)置等）的運(yùn)用，使得二氧化碳培養(yǎng)箱的操作和控制都非常的簡便。
如：帶有LCD液晶屏顯示 的PID微處理器觸摸屏控制系統(tǒng)，它能嚴(yán)格控制氣體的濃度并將其損耗降*低水平，以保證培養(yǎng)環(huán)境恒定不變，且能保證長期培養(yǎng)過程中箱內(nèi)溫度準(zhǔn)確，液晶顯示，可以做到圖形化過程監(jiān)控、干預(yù)事件記錄等。此外報警系統(tǒng)也是不可少，它能讓你及時知道培養(yǎng)箱出現(xiàn)的情況，并做出反應(yīng)，從而大限度地降低了損失，保證實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性。有些培養(yǎng)箱有聲/光報警裝置，溫度變化達(dá)±0.5℃，或CO2濃度變化達(dá)±5%時，即會自動報警；有些具有CO2濃度異常報警顯示功能；有些具有低壓、斷電報警功能。這些裝置都是為了方便使用者，以減少繁瑣枯燥的實(shí)驗(yàn)過程而設(shè)計(jì)的。
四、加熱方式
氣套式加熱和水套式加熱，兩種加熱系統(tǒng)都是準(zhǔn)確和可靠的，同時它們都有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
水套式加熱是通過一個獨(dú)立的水套層包圍內(nèi)部的箱體來維持溫度恒定的，其優(yōu)點(diǎn)：水是一種很好的絕熱物質(zhì)，當(dāng)遇到斷電的時候，水套式系統(tǒng)就可以比較長時間的保持培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，有利于實(shí)驗(yàn)環(huán)境不太穩(wěn)定（如有用電限制或經(jīng)常停電）的用戶選用。
氣套式加熱是通過遍布箱體氣套層內(nèi)的加熱器直接對內(nèi)箱體進(jìn)行加熱的，又叫六面直接加熱。氣套式與水套式相比，具有加熱快，溫度的恢復(fù)比水套式培養(yǎng)箱迅速的特點(diǎn)，特別有利于短期培養(yǎng)以及需要箱門頻繁開關(guān)取放樣的培養(yǎng)。此外，對于使用者來說氣套式設(shè)計(jì)比水套式更簡單化（水套式需要對水箱進(jìn)行加水、清空和清洗，并要經(jīng)常監(jiān)控水箱運(yùn)作的情況，還有潛在的污染隱患）。
五、二氧化碳濃度控制
二氧化碳濃度可以通過紅外傳感器（IR）或熱導(dǎo)傳感器（TC）進(jìn)行測量。兩種傳感器各有優(yōu)缺點(diǎn)。
熱導(dǎo)傳感器監(jiān)控CO2濃度的工作原理是基于對內(nèi)腔空氣熱導(dǎo)率的連續(xù)測量，輸入CO2氣體的低熱導(dǎo)率會使腔內(nèi)空氣的熱導(dǎo)率發(fā)生變化，這樣就會產(chǎn)生一個與CO2濃度直接成正比的電信號。
TC控制系統(tǒng)的一個缺點(diǎn)就是箱內(nèi)溫度和相對濕度的改變會影響傳感器的準(zhǔn)確度。當(dāng)箱門被頻繁打開時，不僅CO2濃度，溫度和相對濕度也會發(fā)生很大的波動，因而影響了TC傳感器的精度。當(dāng)需要準(zhǔn)確的培養(yǎng)條件和頻繁開啟培養(yǎng)箱門時，此控制系統(tǒng)就顯得不太適用了。
紅外傳感器（IR）它是通過一個光學(xué)傳感器來檢測CO2水平的。IR系統(tǒng)包括一個紅外發(fā)射器和一個傳感器，當(dāng)箱體內(nèi)的CO2吸收了發(fā)射器發(fā)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(yīng)于箱體內(nèi)CO2的水平，從而可以得出箱體內(nèi)CO2的濃度。
六、相對濕度
箱內(nèi)濕度對于培養(yǎng)工作來說是一項(xiàng)非常重要然而又經(jīng)常被忽略的因素。維持足夠的濕度水平并且要有足夠快的濕度恢復(fù)速度（如在開關(guān)門后）才能保證不會由于過度干燥而導(dǎo)致培養(yǎng)失敗。
目前大多數(shù)的二氧化碳培養(yǎng)箱是通過增濕盤的蒸發(fā)作用產(chǎn)生濕氣的（其產(chǎn)生的相對濕度水平可達(dá)95%左右，但開門后濕度恢復(fù)速度很慢）。盡量選擇濕度蒸發(fā)面積大的培養(yǎng)箱，因?yàn)闈穸日舭l(fā)面積越大，越容易達(dá)到大相對飽和濕度并且開關(guān)門后的濕度恢復(fù)的時間越短。
七、污染物的控制
二氧化碳培養(yǎng)箱的90℃濕熱滅菌循環(huán)通過了英國健康保護(hù)所（HPA）評估，證明這是一個使真菌、細(xì)菌孢子和營養(yǎng)細(xì)胞失活的有效方法。
污染是導(dǎo)致細(xì)胞培養(yǎng)失敗的一個主要因素，二氧化碳培養(yǎng)箱的制造商們設(shè)計(jì)了多種不同的裝置去減少和防止污染的發(fā)生，其主要途徑都是盡量減少微生物可以生長的區(qū)域和表面，并結(jié)合自動排除污染裝置來有效防止污染的產(chǎn)生。
例如，鑒于CO2培養(yǎng)箱在使用過程中有時會伴有霉菌生長，為確保培養(yǎng)箱免受污染且保證儀器箱體內(nèi)的生物清潔性，有些公司開發(fā)設(shè)計(jì)了帶有紫外消毒功能的CO2培養(yǎng)箱；還有公司設(shè)計(jì)ULPA高效濾器能過濾培養(yǎng)箱內(nèi)空氣，可過濾除去99.97%的0.3um以上的顆粒；此外，90?C濕熱滅菌裝置可以殺死箱內(nèi)所有污染微生物，甚至芽孢等耐高溫微生物，這些裝置對于細(xì)胞培養(yǎng)來說是更有安全保障的。
八、使用注意事項(xiàng)
1、儀器應(yīng)放置在平整的地面上，環(huán)境應(yīng)清潔整齊，干燥通風(fēng)。
2、不可將流入氣體壓力調(diào)至過大，以免沖破管道。
3、定期(至少每兩周一次)，更換水盤內(nèi)的無菌蒸餾水或無菌去離子水。
4、操作密碼設(shè)置需至少3人知道，以免遺忘密碼而無法開啟儀器。
5、保持培養(yǎng)箱內(nèi)空氣干凈，并定期消毒。
6、經(jīng)常注意箱內(nèi)蒸餾水槽中蒸餾水的量，以保持箱內(nèi)相對濕度，同時避免培養(yǎng)液蒸發(fā)。
7、不適用于含有易揮發(fā)性化學(xué)溶劑，低濃度爆炸氣體和低著火點(diǎn)氣體的物品以及有毒物品的培養(yǎng)。
8、正確地使用和注意儀器的保養(yǎng)，使其處于良好的工作狀態(tài)，可延長儀器的使用壽命。
9、如果二氧化碳培養(yǎng)箱長時間不用，關(guān)閉前必須清除工作室內(nèi)水分，打開玻璃門通風(fēng)24小時后再關(guān)閉。
10、二氧化碳培養(yǎng)箱不能倒置，同時一定不要抬箱門，以免門變形。