二氧化碳co2培養(yǎng)箱應(yīng)用及特點(diǎn)
co2培養(yǎng)箱廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、制藥、環(huán)保、食品、畜牧等科學(xué)領(lǐng)域的研究和生產(chǎn)。應(yīng)用了人工的方法在培養(yǎng)箱內(nèi)制造出微生物和細(xì)胞、細(xì)菌、病毒生長(zhǎng)繁殖的最佳環(huán)境。co2培養(yǎng)箱是細(xì)胞、組織、細(xì)菌培養(yǎng)的一種先進(jìn)儀器，是開(kāi)展免疫學(xué)、腫瘤學(xué)、遺傳學(xué)及生物工程所必須的關(guān)鍵設(shè)備。培養(yǎng)箱箱體內(nèi)模擬形成一個(gè)類(lèi)似細(xì)胞/組織在生物體內(nèi)的生長(zhǎng)環(huán)境，如恒定的酸堿度(pH值：7.2～7.4)、穩(wěn)定的溫度(37℃)、較高的相對(duì)濕度(95%)、穩(wěn)定的CO2水平(5%)，來(lái)對(duì)細(xì)胞/組織進(jìn)行體外培養(yǎng)。
二氧化碳Co2培養(yǎng)箱控制co2的濃度是通過(guò)co2濃度傳感器來(lái)進(jìn)行的。co2傳感器用來(lái)檢測(cè)箱體內(nèi)co2濃度，將檢測(cè)結(jié)果傳遞給控制電路及電磁閥等控制器件，如果檢測(cè)到箱內(nèi)co2濃度偏低，則電磁閥打開(kāi)，co2進(jìn)入箱體，直到co2濃度達(dá)到所設(shè)置濃度，此時(shí)電磁閥關(guān)閉，箱內(nèi)co2切斷，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。co2采樣器將箱內(nèi)co2和空氣混合后的氣體取樣到機(jī)器外部面板的采樣口，以隨時(shí)用co2濃度測(cè)定儀來(lái)檢測(cè)co2的濃度是否達(dá)到要求。
目前大多數(shù)的co2培養(yǎng)箱是通過(guò)增濕盤(pán)的蒸發(fā)作用產(chǎn)生濕氣的（其產(chǎn)生的相對(duì)濕度水平可達(dá)95%左右，但開(kāi)門(mén)后濕度恢復(fù)速度很慢）。因?yàn)闈穸日舭l(fā)面積越大，越容易達(dá)到最大相對(duì)飽和濕度并且開(kāi)關(guān)門(mén)后的濕度恢復(fù)的時(shí)間越短。所以濕度蒸發(fā)面積大的培養(yǎng)箱較濕度蒸發(fā)面積小的培養(yǎng)箱容易保持最大相對(duì)飽和濕度。
如何選購(gòu)  
CO2培養(yǎng)箱主要控制模擬活體內(nèi)環(huán)境相關(guān)的3個(gè)基本變量：穩(wěn)定的CO2水平、溫度、相對(duì)濕度。要有穩(wěn)定的培養(yǎng)環(huán)境，就要考慮這三方面的影響因素，選購(gòu)時(shí)，就應(yīng)該對(duì)這些“重中之重”有一定的了解才能選到適合自己的儀器。但是，其它的一些方面的“小”因素也不能忽略，因?yàn)檫@些都會(huì)影響儀器的使用價(jià)值和壽命。選購(gòu)時(shí)，就應(yīng)該從各方面的因素加以考慮。
1.溫度控制
保持培養(yǎng)箱內(nèi)恒定的溫度是維持細(xì)胞健康生長(zhǎng)的重要因素。當(dāng)選購(gòu)二氧化碳培養(yǎng)箱時(shí)，有兩種類(lèi)型的加熱結(jié)構(gòu)可供選擇：氣套式加熱和水套式加熱。雖然這兩種加熱系統(tǒng)都是精確和可靠的，但是它們都有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。水套式培養(yǎng)箱是通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的熱水間隔間包圍內(nèi)部的箱體來(lái)維持溫度恒定的。熱水通過(guò)自然對(duì)流在箱體內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，熱量通過(guò)輻射傳遞到箱體內(nèi)部從而保持了溫度的恒定。獨(dú)特的水套式設(shè)計(jì)有其優(yōu)點(diǎn)：水是一種很好的絕熱物質(zhì)，當(dāng)遇到斷電的時(shí)候，水套式系統(tǒng)就能更可靠地長(zhǎng)久保持培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性(維持溫度恒定的時(shí)間是氣套式系統(tǒng)的4～5倍)。如果您的實(shí)驗(yàn)環(huán)境不太穩(wěn)定(如有用電限制，或者經(jīng)常停電)并需要保持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的培養(yǎng)條件，此時(shí)，水套式設(shè)計(jì)的二氧化碳培養(yǎng)箱就是您最好的選擇。而氣套式加熱系統(tǒng)是通過(guò)箱體內(nèi)的加熱器直接對(duì)箱內(nèi)氣體進(jìn)行加熱的。氣套式設(shè)計(jì)在箱門(mén)頻繁開(kāi)關(guān)引起的溫度經(jīng)常性改變的情況下能夠迅速恢復(fù)箱體內(nèi)的溫度穩(wěn)定。因此，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(mén)頻繁開(kāi)關(guān)的培養(yǎng)。此外，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)氣套式設(shè)計(jì)比水套式更簡(jiǎn)單化(水套式需要對(duì)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)。在購(gòu)買(mǎi)氣套式培養(yǎng)箱時(shí)，要注意的是：為了不影響培養(yǎng)，培養(yǎng)箱還應(yīng)該有一個(gè)風(fēng)扇以保證箱內(nèi)空氣的流通和循環(huán)，此裝置還有助于箱內(nèi)溫度、CO2和相對(duì)濕度的迅速恢復(fù)。此外，有些類(lèi)型的二氧化碳培養(yǎng)箱還具備外門(mén)及輔助加熱系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)能加熱內(nèi)門(mén)，提供給細(xì)胞良好的濕度環(huán)境，保證細(xì)胞滲透壓維持平衡，且可有效防止形成冷凝水以保持培養(yǎng)箱內(nèi)的濕度和溫度。如果您的培養(yǎng)環(huán)境需要精確的控制，那么這個(gè)輔助系統(tǒng)則是必不可少的。
2.CO2控制：
CO2濃度探測(cè)可通過(guò)兩種控制系統(tǒng)——紅外傳感器(IR)或熱傳導(dǎo)傳感器(TC)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)二氧化碳培養(yǎng)箱的門(mén)被打開(kāi)時(shí)，CO2從箱體內(nèi)漏出，此時(shí)傳感器就會(huì)探測(cè)到CO2濃度的降低，并做出及時(shí)的反應(yīng)，重新注入CO2使其恢復(fù)到原先預(yù)設(shè)的水平。熱傳導(dǎo)傳感器(TC)監(jiān)控CO2濃度的工作原理是通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)電熱調(diào)節(jié)器(一個(gè)調(diào)節(jié)器暴露于箱體環(huán)境內(nèi)，另一個(gè)則是封閉的)之間的電阻變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。箱內(nèi)CO2濃度的變化會(huì)改變兩個(gè)電熱調(diào)節(jié)器間的電阻，從而促使傳感器產(chǎn)生反應(yīng)以達(dá)到調(diào)節(jié)CO2水平的作用。TC控制系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)就是箱內(nèi)溫度和相對(duì)濕度的改變會(huì)影響傳感器的精確度。當(dāng)箱門(mén)被頻繁打開(kāi)時(shí)，不僅CO2濃度，溫度和相對(duì)濕度也會(huì)發(fā)生很大的波動(dòng)，因而影響了TC傳感器的精度。當(dāng)需要精確的培養(yǎng)條件和頻繁開(kāi)啟培養(yǎng)箱門(mén)時(shí)，此控制系統(tǒng)就顯得不太適用了。紅外傳感器(IR)作為另一個(gè)可選擇的控制系統(tǒng)比TC系統(tǒng)具備更精確的CO2控制能力，它是通過(guò)一個(gè)光學(xué)傳感器來(lái)檢測(cè)CO2水平的。IR系統(tǒng)包括一個(gè)紅外發(fā)射器和一個(gè)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(xiàn)之后，傳感器就可以檢測(cè)出紅外線(xiàn)的減少量，而被吸收紅外線(xiàn)的量正好對(duì)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。因?yàn)镮R系統(tǒng)不會(huì)因溫度和相對(duì)濕度的改變而受到影響，所以它比TC系統(tǒng)更精確，特別適用于需要頻繁開(kāi)啟培養(yǎng)箱門(mén)的細(xì)胞培養(yǎng)。然而，此系統(tǒng)比TC系統(tǒng)更貴，這時(shí)就要結(jié)合經(jīng)費(fèi)預(yù)算進(jìn)行考慮了。
3.相對(duì)濕度控制：
培養(yǎng)箱內(nèi)相對(duì)濕度的控制是非常重要的，維持足夠的濕度水平才能保證不會(huì)由于過(guò)度干燥而導(dǎo)致培養(yǎng)失敗。大型的二氧化碳培養(yǎng)箱是用蒸汽發(fā)生器或噴霧器來(lái)控制相對(duì)濕度水平的，而大多數(shù)中、小型培養(yǎng)箱則是通過(guò)濕度控制面板(humidity pans)的蒸發(fā)作用產(chǎn)生濕氣的(其產(chǎn)生的相對(duì)濕度水平可達(dá)95～98%)。一些培養(yǎng)箱有一個(gè)能在加熱的控制面板上保持水份的濕度蓄水池(humidity reservoir)，這樣可以增強(qiáng)蒸發(fā)作用，此蓄水池能增加相對(duì)濕度水平達(dá)97～98%。但是，這個(gè)系統(tǒng)也更復(fù)雜，由于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的增加一些難以預(yù)料的問(wèn)題也會(huì)在使用過(guò)程中出現(xiàn)。相對(duì)濕度的控制。用戶(hù)在選購(gòu)培養(yǎng)箱的時(shí)候盡量選擇濕度蒸發(fā)面積大的培養(yǎng)箱，因?yàn)槲覀冎罎穸日舭l(fā)面積越大，越容易達(dá)到最大相對(duì)飽和濕度并且開(kāi)關(guān)門(mén)后的濕度恢復(fù)的時(shí)間越短。
4.微處理控制系統(tǒng)：
每一個(gè)使用者都希望所用的儀器能夠方便好用，微處理控制系統(tǒng)和其它各種功能附件(如高溫自動(dòng)調(diào)節(jié)和警報(bào)裝置、CO2警報(bào)裝置、密碼保護(hù)設(shè)置、自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)等等)的運(yùn)用，就使得二氧化碳培養(yǎng)箱的操作和控制都非常的簡(jiǎn)便。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)。例如PIC微處理器控制系統(tǒng)，它能?chē)?yán)格控制氣體的濃度并將其損耗降至極低水平，以保證培養(yǎng)環(huán)境恒定不變，且能保證長(zhǎng)期培養(yǎng)過(guò)程中箱內(nèi)溫度精確，并有LED顯示，可設(shè)置、校正溫度和CO2濃度。不同的微處理系統(tǒng)雖然名字不相同，但是其原理與控制效果則無(wú)甚區(qū)別，選購(gòu)時(shí)不必太在意它們名字上的區(qū)別，關(guān)鍵是要自己覺(jué)得使用起來(lái)方便，容易操作，而且要能夠達(dá)到所需的控制精度。報(bào)警系統(tǒng)也是不可少的，它能讓你及時(shí)知道培養(yǎng)箱出現(xiàn)的情況，并做出反應(yīng)，從而最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(bào)警裝置，溫度變化達(dá)±0.5℃，或CO2濃度變化達(dá)±5%時(shí)，即會(huì)自動(dòng)報(bào)警;有些具有CO2濃度異常報(bào)警顯示功能。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(guò)程而設(shè)計(jì)的。
5.污染物的控制：
污染是導(dǎo)致細(xì)胞培養(yǎng)失敗的一個(gè)主要因素，因而，二氧化碳培養(yǎng)箱的制造商們?cè)O(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(zhǎng)的區(qū)域和表面，并結(jié)合自動(dòng)排除污染裝置來(lái)有效防止污染的產(chǎn)生。例如，鑒于CO2培養(yǎng)箱在使用過(guò)程中有時(shí)會(huì)伴有霉菌生長(zhǎng)，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(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了帶有紫外清潔功能的增強(qiáng)型CO2培養(yǎng)箱;還有公司設(shè)計(jì)的特有銅外殼HEPA濾器能過(guò)濾培養(yǎng)箱內(nèi)空氣，可過(guò)濾除去99.97%的0.3um以上的顆粒，并能有效殺死過(guò)濾時(shí)被擋在濾器內(nèi)的微生物顆粒;此外，自動(dòng)殺菌裝置能使箱內(nèi)溫度達(dá)到90℃從而殺死污染微生物，當(dāng)它與HEPA系統(tǒng)結(jié)合使用就能夠極大的減少污染。這些裝置對(duì)于細(xì)胞培養(yǎng)來(lái)說(shuō)是必不可少，但選擇何種清潔裝置呢?當(dāng)然功能越多越好的最適用，但是價(jià)格也會(huì)隨之上升。如果經(jīng)費(fèi)有限，只能選擇一個(gè)價(jià)格較便宜的，這時(shí)就應(yīng)該配合使用一些消毒劑和除菌劑，經(jīng)常進(jìn)行消毒滅菌，也能達(dá)到貴儀器的效果，只是比較麻煩一點(diǎn)而已?？傊?，無(wú)論選擇何種裝置，都要時(shí)刻注意保持培養(yǎng)箱的清潔，經(jīng)常清理箱體，這樣才能增加儀器的使用壽命，并使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，保證結(jié)果的可靠性。防污染設(shè)計(jì)和消毒滅菌系統(tǒng)。污染是導(dǎo)致細(xì)胞培養(yǎng)失敗的一個(gè)主要因素，因而，培養(yǎng)箱的制造商們?cè)O(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(zhǎng)的區(qū)域和表面，并結(jié)合自動(dòng)排除污染裝置來(lái)有效防止污染的產(chǎn)生。所以在進(jìn)行選購(gòu)的時(shí)候要注意查看排污系統(tǒng)。
6.容積選擇
培養(yǎng)箱的容積也是一個(gè)不可忽略的因素，買(mǎi)小了不夠用，大了又浪費(fèi)又占地方。二氧化碳培養(yǎng)箱的可選容積非常廣，包括小型(<40升)、中型和大型(>700升)，而且每種類(lèi)型又有不同的容積可選。此時(shí)，就需要您在選購(gòu)前對(duì)所需培養(yǎng)箱容積的范圍有一個(gè)比較準(zhǔn)確的了解，并在此基礎(chǔ)上多預(yù)留一點(diǎn)空間，以保證不時(shí)之需。
7.其它因素：
每一類(lèi)型的二氧化碳培養(yǎng)箱溫度、濕度和CO2濃度的控制范圍和控制精確度、均一度都有所不同。此時(shí)，購(gòu)買(mǎi)儀器之前就要對(duì)自己實(shí)驗(yàn)室的要求有一定的了解：控制范圍是多大呢?控制精度要求非常準(zhǔn)確，還是可以有一定的浮動(dòng)范圍呢?因?yàn)橛袝r(shí)太高的精度也好像沒(méi)有太大的意義。只有對(duì)自己所需的產(chǎn)品有全面的了解才能選到自己的最佳“伙伴”。
此外，有些二氧化碳培養(yǎng)箱還具有許多特別的功能，如有Thermogard風(fēng)扇管理系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)量的智能化調(diào)節(jié);有單通道循環(huán)系統(tǒng)，以確保培養(yǎng)箱內(nèi)部溫度的均一性，同時(shí)也降低了污染;LCD(液晶)顯示系統(tǒng)，硅樹(shù)脂溫度傳感器測(cè)量溫度等等。這些各種各樣的附件裝置的選擇都是為了方便選購(gòu)者的選擇和使用。
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) 。盡可能地安裝于空氣清靜，溫度變化較小的地方，使用三腳插頭，插座應(yīng)妥善接地。不宜在高電壓、大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)等反常環(huán)境下使用生化培養(yǎng)箱，以免產(chǎn)生干擾損壞設(shè)備及發(fā)生危險(xiǎn)
2.為保證冷凝器有效地散熱，冷凝器與墻壁之間距離應(yīng)大于100mm。箱體側(cè)面應(yīng)有50mm間隙，箱體頂部至少應(yīng)有300mm空間。
3. 儀器使用前，各控制開(kāi)關(guān)均應(yīng)處于非工作狀態(tài)，調(diào)速旋鈕應(yīng)置于最小位置;
4. 不可將流入氣體壓力調(diào)至過(guò)大，以免沖破管道及損傷探測(cè)器;
5. 關(guān)好培養(yǎng)箱的門(mén)，仔細(xì)檢查，以免氣體外泄，影響室驗(yàn)效果;
6. 每次停機(jī)前，各控制開(kāi)關(guān)均應(yīng)處于非工作狀態(tài)才切斷電源;
7.生化培養(yǎng)箱停止使用，關(guān)閉總電源鍵，及設(shè)備后部的電源開(kāi)關(guān)，同時(shí)，工作時(shí)，應(yīng)避免頻繁開(kāi)門(mén)，以保持溫度穩(wěn)定，同時(shí)防止灰塵污物進(jìn)入.
8.使用生化培養(yǎng)箱前應(yīng)全面熟悉和了解各組成配套儀器、儀表的說(shuō)明書(shū)、掌握正確的使用方法。
9. 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(duì)濕度，同時(shí)避免培養(yǎng)液蒸發(fā);
10. 嚴(yán)禁含有易揮發(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置于箱內(nèi);培養(yǎng)箱附近不可使用可燃性噴霧劑，以免電火花引燃。
11. 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(zhǎng)儀器的使用壽命;
12.箱內(nèi)外應(yīng)每日保持清潔，每次使用完畢應(yīng)當(dāng)進(jìn)行清潔。長(zhǎng)期不用應(yīng)蓋好塑料防塵罩，放在干燥室內(nèi)，同時(shí)，箱壁內(nèi)膽和設(shè)備表面要經(jīng)常檫拭，以保持清潔，增加玻璃的透明度。請(qǐng)勿用酸、堿或其它腐蝕性溶液來(lái)檫拭外表面。
13. 制冷系統(tǒng)停止工作后，用軟布擦凈工作腔和玻璃觀察窗;
14. 儀器在連續(xù)工作期間，每三個(gè)月應(yīng)做一次定期檢查;檢查是否有水滴，污物等落入電機(jī)和外露的制冷元件上;清理壓縮機(jī)，冷凝器上的灰塵和污物;檢查保險(xiǎn)絲，控制元件及緊固螺釘;
15. 儀器經(jīng)長(zhǎng)期使用，自然磨損屬正常現(xiàn)象，應(yīng)聯(lián)系廠(chǎng)家進(jìn)行維修。