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二氧化碳培养箱的选购

2019-01-07

使用者对二氧化碳培养箱的选购关心的当然就是其可靠性、污染物的控制和使用方便。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。

  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的控制,那么这个辅助系统则是必不可少的。  

  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,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。

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(humiditypans)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(humidityreservoir),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。

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,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。    
此外,我想一个报警系统也是不可少的吧,它能让你及时知道培养箱出现的情况,并做出反应,从而降低了损失,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。

  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。   
 
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。  
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。
1、二氧化碳培养箱未注水前不能打开电源开关,否则会损坏加热元件。
2、培养箱运行数月后,水箱内的水因挥发可能减少,当低水位指示灯亮时应补充加水。先打开溢水管,用漏斗接橡胶管从注水孔补充加水使低水位指示灯熄灭,再计量补充加水,然后堵塞溢水孔。
3、二氧化碳培养箱可以做高精度恒温培养箱使用,这时须关闭CO2控制系统。
4、因为CO2传感器是在饱和湿度下校正的,因此加湿盘必须时刻装有灭菌水。
5、当显示温度超过置定温度1℃时,超温报警指示灯亮,并发出尖锐报警声,这时应关闭电源30分钟;若再打开电源(温控)开关仍然超温,则应关闭电源并报维修人员。
6、钢瓶压力低于0.2MPa时应更换钢瓶。
7、尽量减少打开玻璃门的时间。
8、如果二氧化碳培养箱长时间不用,关闭前必须清除工作室内水分,打开玻璃门通风24小时后再关闭。
9、清洁二氧化碳培养箱工作室时,不要碰撞传感器和搅拌电机风轮等部件。
10、拆装工作室内支架护罩,必须使用随机专用扳手,不得过度用力。
11、搬运培养箱前必须排除箱体内的水。排水时,将橡胶管紧套在出水孔上,使管口低于仪器,轻轻吸一口,放下水管,水即虹吸流出。
12、搬运二氧化碳培养箱前应拿出工作室内的搁板和加湿盘,防止碰撞损坏玻璃门。
13、搬运培养箱时不能倒置,同时一定不要抬箱门,以免门变形。

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