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二氧化碳培養(yǎng)箱詳細(xì)介紹
1.二氧化碳培養(yǎng)箱生物學(xué)意義
細(xì)胞是構(gòu)成所有活的有機(jī)體的基本單位。要想研究細(xì)胞的功能、代謝以及細(xì)胞對(duì)環(huán)境諸因素影響的反應(yīng)等，需要?jiǎng)?chuàng)造既能使細(xì)胞脫離復(fù)雜環(huán)境的直接影響，又能維持正常生命活動(dòng)的環(huán)境條件。二氧化碳培養(yǎng)箱就是這樣一種能使細(xì)胞在人工環(huán)境正常生長(zhǎng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。
二氧化碳培養(yǎng)箱廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)、微生物、農(nóng)業(yè)科學(xué)、藥物學(xué)的研究和生產(chǎn)，已經(jīng)成為上述領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)室普遍使用的常規(guī)儀器之一，其通過在培養(yǎng)箱箱體內(nèi)模擬形成一個(gè)類似細(xì)胞 / 組織在生物體內(nèi)的生長(zhǎng)環(huán)境如恒定的酸堿度（p H 值：7 . 2 - 7 . 4 ）、穩(wěn)定的溫度（37 ℃）、較高的相對(duì)濕度（9 5 % ）、穩(wěn)定的水平（5 % ），來對(duì)細(xì)胞 / 組織進(jìn)行體外培養(yǎng)的一種裝置。
用戶對(duì)二氧化碳培養(yǎng)箱都有兩條基本的要求：
一是要求二氧化碳培養(yǎng)箱能夠?qū)囟取⒍趸紳舛群蜐穸忍峁┓€(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。
2.二氧化碳培養(yǎng)箱的原理
二氧化碳培養(yǎng)箱主要包含以下幾個(gè)方面功能：溫度控制系統(tǒng)、二氧化碳濃度控制系統(tǒng)、濕度控制系統(tǒng)、放污染設(shè)計(jì)和滅菌系統(tǒng)。這四大基本功能決定了二氧化碳培養(yǎng)箱性能*。
2.1溫度控制
培養(yǎng)箱的加熱方式分為氣套式加熱和水套式加熱。水套式加熱是通過一個(gè)獨(dú)立的水套層包圍內(nèi)部的箱體來維持溫度恒定的，當(dāng)遇到斷電的時(shí)候，水套式系統(tǒng)就可以比較長(zhǎng)時(shí)間的保持培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性（維持溫度恒定時(shí)間是氣套式系統(tǒng)的3-4倍），有利于實(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(duì)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)的培養(yǎng)。
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，因此可靠的溫控系統(tǒng)是培養(yǎng)箱*的重要部分。為了使培養(yǎng)箱更加穩(wěn)定的工作，箱內(nèi)溫度控制、超溫報(bào)警控制和環(huán)境溫度監(jiān)控三重獨(dú)立的溫度控制功能*。
配備風(fēng)扇以及風(fēng)道的培養(yǎng)箱內(nèi)部的溫度均一度較好，同時(shí)此裝置還有助于箱內(nèi)溫度、濃度和相對(duì)濕度的迅速恢復(fù)。
2.2二氧化碳濃度控制
二氧化碳濃度測(cè)定目前市場(chǎng)上有兩種方法：紅外傳感器（IR）或熱導(dǎo)傳感器（TCD）。熱導(dǎo)傳感器監(jiān)控濃度的工作原理是基于對(duì)內(nèi)腔空氣熱導(dǎo)率的連續(xù)測(cè)量，輸入氣體的熱導(dǎo)率會(huì)使腔內(nèi)空氣的熱導(dǎo)率發(fā)生變化，這樣就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)濃度直接成正比的電信號(hào)。紅外傳感器（IR）它是通過一個(gè)光學(xué)傳感器來檢測(cè)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(cè)出紅外線的減少量，而被吸收紅外線的量正好對(duì)應(yīng)于箱體內(nèi)的水平，從而可以得出箱體內(nèi)的濃度。由于IR系統(tǒng)是通過紅外線減少來確定箱內(nèi)濃度，而箱體內(nèi)顆粒物能夠反射或部分吸收紅外線，使得IR系統(tǒng)對(duì)箱體內(nèi)顆粒物的多少比較敏感，因此IR傳感器應(yīng)用在含HEPA空氣過濾器的培養(yǎng)箱內(nèi)比較合適。
無論哪種測(cè)量系統(tǒng)在使用一段時(shí)間后都會(huì)產(chǎn)生漂移，而產(chǎn)生漂移后直接會(huì)導(dǎo)致箱體內(nèi)二氧化碳濃度不能穩(wěn)定在設(shè)定值，致使培養(yǎng)失敗。故帶有測(cè)量系統(tǒng)自動(dòng)校準(zhǔn)功能的培養(yǎng)箱是很有必要的。
2.3相對(duì)濕度
箱內(nèi)濕度對(duì)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(huì)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(duì)濕度水平可達(dá)95%左右，但開門后濕度恢復(fù)速度很慢）。
2.4防輻射設(shè)計(jì)和滅菌系統(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，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)排除污染裝置來有效防止污染的產(chǎn)生。于CO2培養(yǎng)箱在使用過程中有時(shí)會(huì)伴有霉菌生長(zhǎng)，為確保培養(yǎng)箱免受污染并且保證儀器箱體內(nèi)的生物清潔性，相繼問世了多種消毒滅菌方式，如帶有紫外消毒功能的CO2培養(yǎng)箱；還有的設(shè)計(jì)生產(chǎn)了HEPA過濾器能過濾培養(yǎng)箱內(nèi)空氣，可過濾除去99.97%的0.3微米以上的顆粒；此外，還開發(fā)設(shè)計(jì)了能使箱內(nèi)達(dá)到高溫濕熱的環(huán)境從而殺死污染微生物，達(dá)到消毒滅菌目的的培養(yǎng)箱。