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co2培养箱选购指南

日期: 2016-03-21
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co2培养箱应用及特点

co2培养箱广泛应用于医学、制药、环保、食品、畜牧等科学领域的研究和生产。应用了人工的方法在培养箱内制造出微生物和细胞、细菌、病毒生长繁殖的最佳环境。co2培养箱是细胞、组织、细菌培养的一种先进仪器,是开展免疫学、肿瘤学、遗传学及生物工程所必须的关键设备。培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞/组织在生物体内的生长环境,如恒定的酸碱度(pH值:7.2~7.4)、稳定的温度(37℃)、较高的相对湿度(95%)、稳定的CO2水平(5%),来对细胞/组织进行体外培养。

 co2培养箱控制co2的浓度是通过co2浓度传感器来进行的。co2传感器用来检测箱体内co2浓度,将检测结果传递给控制电路及电磁阀等控制器件,如果检测到箱内co2浓度偏低,则电磁阀打开,co2进入箱体,直到co2浓度达到所设置浓度,此时电磁阀关闭,箱内co2切断,达到稳定状态。co2采样器将箱内co2和空气混合后的气体取样到机器外部面板的采样口,以随时用co2浓度测定仪来检测co2的浓度是否达到要求。

目前大多数的co2培养箱是通过增湿盘的蒸发作用产生湿气的(其产生的相对湿度水平可达95%左右,但开门后湿度恢复速度很慢)。因为湿度蒸发面积越大,越容易达到最大相对饱和湿度并且开关门后的湿度恢复的时间越短。所以湿度蒸发面积大的培养箱较湿度蒸发面积小的培养箱容易保持最大相对饱和湿度。 

如何选购  

CO2培养箱主要控制模拟活体内环境相关的3个基本变量:稳定的CO2水平、温度、相对湿度。要有稳定的培养环境,就要考虑这三方面的影响因素,选购时,就应该对这些“重中之重”有一定的了解才能选到适合自己的仪器。但是,其它的一些方面的“小”因素也不能忽略,因为这些都会影响仪器的使用价值和寿命。选购时,就应该从各方面的因素加以考虑。 

1.温度控制

保持培养箱内恒定的温度是维持细胞健康生长的重要因素。当选购二氧化碳培养箱时,有两种类型的加热结构可供选择:气套式加热和水套式加热。虽然这两种加热系统都是精确和可靠的,但是它们都有着各自的优点和缺点。水套式培养箱是通过一个独立的热水间隔间包围内部的箱体来维持温度恒定的。热水通过自然对流在箱体内循环流动,热量通过辐射传递到箱体内部从而保持了温度的恒定。独特的水套式设计有其优点:水是一种很好的绝热物质,当遇到断电的时候,水套式系统就能更可靠地长久保持培养箱内的温度准确性和稳定性(维持温度恒定的时间是气套式系统的4~5倍)。如果您的实验环境不太稳定(如有用电限制,或者经常停电)并需要保持长时间稳定的培养条件,此时,水套式设计的二氧化碳培养箱就是您最好的选择。而气套式加热系统是通过箱体内的加热器直接对箱内气体进行加热的。气套式设计在箱门频繁开关引起的温度经常性改变的情况下能够迅速恢复箱体内的温度稳定。因此,气套式与水套式相比,具有加热快,温度的恢复比水套式培养箱迅速的特点,特别有利于短期培养以及需要箱门频繁开关的培养。此外,对于使用者来说气套式设计比水套式更简单化(水套式需要对水箱进行加水、清空和清洗,并要经常监控水箱运作的情况)。在购买气套式培养箱时,要注意的是:为了不影响培养,培养箱还应该有一个风扇以保证箱内空气的流通和循环,此装置还有助于箱内温度、CO2和相对湿度的迅速恢复。此外,有些类型的二氧化碳培养箱还具备外门及辅助加热系统,这个系统能加热内门,提供给细胞良好的湿度环境,保证细胞渗透压维持平衡,且可有效防止形成冷凝水以保持培养箱内的湿度和温度。如果您的培养环境需要精确的控制,那么这个辅助系统则是必不可少的。

2.CO2控制:

CO2浓度探测可通过两种控制系统——红外传感器(IR)或热传导传感器(TC)进行测量。当二氧化碳培养箱的门被打开时,CO2从箱体内漏出,此时传感器就会探测到CO2浓度的降低,并做出及时的反应,重新注入CO2使其恢复到原先预设的水平。热传导传感器(TC)监控CO2浓度的工作原理是通过测量两个电热调节器(一个调节器暴露于箱体环境内,另一个则是封闭的)之间的电阻变化来实现的。箱内CO2浓度的变化会改变两个电热调节器间的电阻,从而促使传感器产生反应以达到调节CO2水平的作用。TC控制系统的一个缺点就是箱内温度和相对湿度的改变会影响传感器的精确度。当箱门被频繁打开时,不仅CO2浓度,温度和相对湿度也会发生很大的波动,因而影响了TC传感器的精度。当需要精确的培养条件和频繁开启培养箱门时,此控制系统就显得不太适用了。红外传感器(IR)作为另一个可选择的控制系统比TC系统具备更精确的CO2控制能力,它是通过一个光学传感器来检测CO2水平的。IR系统包括一个红外发射器和一个传感器,当箱体内的CO2吸收了发射器发射的部分红外线之后,传感器就可以检测出红外线的减少量,而被吸收红外线的量正好对应于箱体内CO2的水平,从而可以得出箱体内CO2的浓度。因为IR系统不会因温度和相对湿度的改变而受到影响,所以它比TC系统更精确,特别适用于需要频繁开启培养箱门的细胞培养。然而,此系统比TC系统更贵,这时就要结合经费预算进行考虑了。

3.相对湿度控制:

培养箱内相对湿度的控制是非常重要的,维持足够的湿度水平才能保证不会由于过度干燥而导致培养失败。大型的二氧化碳培养箱是用蒸汽发生器或喷雾器来控制相对湿度水平的,而大多数中、小型培养箱则是通过湿度控制面板(humidity pans)的蒸发作用产生湿气的(其产生的相对湿度水平可达95~98%)。一些培养箱有一个能在加热的控制面板上保持水份的湿度蓄水池(humidity reservoir),这样可以增强蒸发作用,此蓄水池能增加相对湿度水平达97~98%。但是,这个系统也更复杂,由于复杂结构的增加一些难以预料的问题也会在使用过程中出现。相对湿度的控制。用户在选购培养箱的时候尽量选择湿度蒸发面积大的培养箱,因为我们知道湿度蒸发面积越大,越容易达到最大相对饱和湿度并且开关门后的湿度恢复的时间越短。

4.微处理控制系统:

每一个使用者都希望所用的仪器能够方便好用,微处理控制系统和其它各种功能附件(如高温自动调节和警报装置、CO2警报装置、密码保护设置、自动校准系统等等)的运用,就使得二氧化碳培养箱的操作和控制都非常的简便。微处理控制系统是维持培养箱内温度、湿度和CO2浓度稳态的操作系统。例如PIC微处理器控制系统,它能严格控制气体的浓度并将其损耗降至极低水平,以保证培养环境恒定不变,且能保证长期培养过程中箱内温度精确,并有LED显示,可设置、校正温度和CO2浓度。不同的微处理系统虽然名字不相同,但是其原理与控制效果则无甚区别,选购时不必太在意它们名字上的区别,关键是要自己觉得使用起来方便,容易操作,而且要能够达到所需的控制精度。报警系统也是不可少的,它能让你及时知道培养箱出现的情况,并做出反应,从而最大限度地降低了损失,保证实验的连续性。有些培养箱有声/光报警装置,温度变化达±0.5℃,或CO2浓度变化达±5%时,即会自动报警;有些具有CO2浓度异常报警显示功能。这些装置都是为了方便使用者,以减少繁琐枯燥的实验过程而设计的。

5.污染物的控制:

污染是导致细胞培养失败的一个主要因素,因而,二氧化碳培养箱的制造商们设计了多种不同的装置去减少和防止污染的发生,其主要途径都是尽量减少微生物可以生长的区域和表面,并结合自动排除污染装置来有效防止污染的产生。例如,鉴于CO2培养箱在使用过程中有时会伴有霉菌生长,为确保培养箱免受污染且保证仪器箱体内的生物清洁性,有些公司开发设计了带有紫外清洁功能的增强型CO2培养箱;还有公司设计的特有铜外壳HEPA滤器能过滤培养箱内空气,可过滤除去99.97%的0.3um以上的颗粒,并能有效杀死过滤时被挡在滤器内的微生物颗粒;此外,自动杀菌装置能使箱内温度达到90℃从而杀死污染微生物,当它与HEPA系统结合使用就能够极大的减少污染。这些装置对于细胞培养来说是必不可少,但选择何种清洁装置呢?当然功能越多越好的最适用,但是价格也会随之上升。如果经费有限,只能选择一个价格较便宜的,这时就应该配合使用一些消毒剂和除菌剂,经常进行消毒灭菌,也能达到贵仪器的效果,只是比较麻烦一点而已。总之,无论选择何种装置,都要时刻注意保持培养箱的清洁,经常清理箱体,这样才能增加仪器的使用寿命,并使实验顺利进行,保证结果的可靠性。防污染设计和消毒灭菌系统。污染是导致细胞培养失败的一个主要因素,因而,培养箱的制造商们设计了多种不同的装置去减少和防止污染的发生,其主要途径都是尽量减少微生物可以生长的区域和表面,并结合自动排除污染装置来有效防止污染的产生。所以在进行选购的时候要注意查看排污系统。

6.容积选择

培养箱的容积也是一个不可忽略的因素,买小了不够用,大了又浪费又占地方。二氧化碳培养箱的可选容积非常广,包括小型(<40升)、中型和大型(>700升),而且每种类型又有不同的容积可选。此时,就需要您在选购前对所需培养箱容积的范围有一个比较准确的了解,并在此基础上多预留一点空间,以保证不时之需。

7.其它因素:

每一类型的二氧化碳培养箱温度、湿度和CO2浓度的控制范围和控制精确度、均一度都有所不同。此时,购买仪器之前就要对自己实验室的要求有一定的了解:控制范围是多大呢?控制精度要求非常准确,还是可以有一定的浮动范围呢?因为有时太高的精度也好像没有太大的意义。只有对自己所需的产品有全面的了解才能选到自己的最佳“伙伴”。

此外,有些二氧化碳培养箱还具有许多特别的功能,如有Thermogard风扇管理系统,从而实现了风量的智能化调节;有单通道循环系统,以确保培养箱内部温度的均一性,同时也降低了污染;LCD(液晶)显示系统,硅树脂温度传感器测量温度等等。这些各种各样的附件装置的选择都是为了方便选购者的选择和使用。

注意事项:

1.仪器应放置在平整的地面上,环境应清洁整齐,干燥通风 。尽可能地安装于空气清静,温度变化较小的地方,使用三脚插头,插座应妥善接地。不宜在高电压、大电流、强磁场等反常环境下使用生化培养箱,以免产生干扰损坏设备及发生危险

2.为保证冷凝器有效地散热,冷凝器与墙壁之间距离应大于100mm。箱体侧面应有50mm间隙,箱体顶部至少应有300mm空间。

3. 仪器使用前,各控制开关均应处于非工作状态,调速旋钮应置于最小位置;

4. 不可将流入气体压力调至过大,以免冲破管道及损伤探测器;

5. 关好培养箱的门,仔细检查,以免气体外泄,影响室验效果;

6. 每次停机前,各控制开关均应处于非工作状态才切断电源;

7.生化培养箱停止使用,关闭总电源键,及设备后部的电源开关,同时,工作时,应避免频繁开门,以保持温度稳定,同时防止灰尘污物进入.

8.使用生化培养箱前应全面熟悉和了解各组成配套仪器、仪表的说明书、掌握正确的使用方法。

9. 经常注意箱内蒸馏水槽中蒸馏水的量,以保持箱内相对湿度,同时避免培养液蒸发;

10. 严禁含有易挥发性化学溶剂,低浓度爆炸气体和低着火点气体的物品以及有毒物品置于箱内;培养箱附近不可使用可燃性喷雾剂,以免电火花引燃。

11. 正确地使用和注意仪器的保养,使其处于良好的工作状态,可延长仪器的使用寿命;

12.箱内外应每日保持清洁,每次使用完毕应当进行清洁。长期不用应盖好塑料防尘罩,放在干燥室内,同时,箱壁内胆和设备表面要经常檫拭,以保持清洁,增加玻璃的透明度。请勿用酸、碱或其它腐蚀性溶液来檫拭外表面。

13. 制冷系统停止工作后,用软布擦净工作腔和玻璃观察窗;

14. 仪器在连续工作期间,每三个月应做一次定期检查;检查是否有水滴,污物等落入电机和外露的制冷元件上;清理压缩机,冷凝器上的灰尘和污物;检查保险丝,控制元件及紧固螺钉;

15. 仪器经长期使用,自然磨损属正常现象,应联系厂家进行维修。

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