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    86-021-57180039
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    上海市奉賢區(qū)牛溇605號
    編:
    201400
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    二氧化碳培養(yǎng)箱的選購與使用

    2018-1-30  閱讀(733)


    二氧化碳培養(yǎng)箱的選購與使用
      
     
     
     
     
    在過去的數(shù)十年間,細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、藥理學(xué)等的研究領(lǐng)域都有了驚人的長足進(jìn)步,同時,這些領(lǐng)域中的技術(shù)應(yīng)用也不得不跟上“腳步”。
    雖然典型的生命科學(xué)實(shí)驗室設(shè)備有了很大的改變,但二氧化碳培養(yǎng)箱依然是實(shí)驗室中的主要組成部分,其使用的zui終目的都是維持和促使細(xì)胞和組織更好地生長。然而,隨著技術(shù)的進(jìn)步,其功能和運(yùn)作都變得越來越、可靠和方便。
    如今,二氧化碳培養(yǎng)箱已成為實(shí)驗室zui普遍使用的常規(guī)儀器之一,已廣泛應(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)。
     
      
    CO2培養(yǎng)箱是通過對周圍環(huán)境條件的控制制造出一個能使細(xì)胞/組織更好地生長的環(huán)境,條件控制的結(jié)果就會形成一個穩(wěn)定的條件:如恒定的酸堿度(
    H值:7.2-7.4)、穩(wěn)定的溫度(37°C)、較高的相對濕度(95%)、穩(wěn)定的CO2水平(5%),這就是為什么上述領(lǐng)域
    的研究員如此熱衷于使用方便穩(wěn)定可靠的二氧化碳培養(yǎng)箱。
    此外,由于增加了二氧化碳濃度控制,并且使用微控制器對培養(yǎng)箱溫度進(jìn)行控制,使生物細(xì)胞,組織等的培養(yǎng)成功率、
    效率都得到改善。總之,二氧化碳培養(yǎng)箱是普通電熱恒溫培養(yǎng)箱不可替代的新型培養(yǎng)箱。
     
    使用者對二氧化碳培養(yǎng)箱的選購zui關(guān)心的當(dāng)然就是其可靠性、污染物的控制和使用方便。
    CO2培養(yǎng)箱主要控制模擬活體內(nèi)環(huán)境相關(guān)的3個基本變量:穩(wěn)定的CO2水平、溫度、相對
    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,選購時,就應(yīng)該對這些
    “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,因為這些都會影響儀器的使用價值和壽命。選購時,就應(yīng)該從各方面的因素加以考慮。
     
    溫度控制:
      
     
    保持培養(yǎng)箱內(nèi)恒定的溫度是維持細(xì)胞健康生長的重要因素。當(dāng)選購二氧化碳培養(yǎng)箱時,
    有兩種類型的加熱結(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
    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)箱是通過一個獨(dú)立的熱水間隔間包圍內(nèi)部的箱體來維持溫度恒定的。
    熱水通過自然對流在箱體內(nèi)循環(huán)流動,熱量通過輻射遞到箱體內(nèi)部從而保持了溫度的恒定。
    *的水套式設(shè)計有其優(yōu)點(diǎn):水是一種很好的絕熱物質(zhì),當(dāng)遇到斷電的時候,
    水套式系統(tǒng)就能更可靠地長久保持培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性
    (維持溫度恒定的時間是氣套式系統(tǒng)的4-5倍)。如果您的實(shí)驗環(huán)境不太穩(wěn)定(如有用電限
    制,或者經(jīng)常停電)并需要保持長時間穩(wěn)定的培養(yǎng)條件,此時,水套式設(shè)計的二氧化碳培養(yǎng)
    箱就是您的選擇。而氣套式加熱系統(tǒng)是通過箱體內(nèi)的加熱器直接對箱內(nèi)氣體進(jìn)行加熱
    的。
    氣套式設(shè)計在箱門頻繁開關(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)以及需要箱門頻繁開關(guān)的培養(yǎng)。
    此外,對于使用者來說氣套式設(shè)計比水套式更簡單化(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)。在購買氣套式培養(yǎng)箱時,
    要注意的是:為了不影響培養(yǎng),培養(yǎng)箱還應(yīng)該有一個風(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和相對濕度的迅速恢復(fù)。此外,有些類型的二氧化碳培養(yǎng)箱還具備外門及輔助加熱系統(tǒng),
    這個系統(tǒng)能加熱內(nèi)門,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)境需要的控制,那么這個輔助系統(tǒng)則是*的。
     
     
    CO2控制:
      
    CO2 濃度探測可通過兩種控制系統(tǒng)——紅外傳感器(IR)或熱傳導(dǎo)傳感器(TC)進(jìn)行測量。當(dāng)二氧化碳培養(yǎng)箱的門被打開時,CO2從箱體內(nèi)漏出,此時傳感器就會探測到
    CO2濃度的降低,并做出及時的反應(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測量兩個電熱調(diào)節(jié)器(一個調(diào)節(jié)器暴露于箱體環(huán)境內(nèi),另一個則是封閉的)之間的電阻變化來實(shí)現(xiàn)的。箱內(nèi)
    CO2濃度的變化會改變兩個電熱調(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,因而影了
    TC傳感器的精度。當(dāng)需要的培養(yǎng)條件和頻繁開啟培養(yǎng)箱門時,此控制系統(tǒng)就顯得適用了。
    紅外傳感器(IR)作為另一個可選擇的控制系統(tǒng)比TC系統(tǒng)具備更的
    CO2控制能力,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。因為
    IR系統(tǒng)不會因溫度和相對濕度的改變而受到影響,所以它比
    TC系統(tǒng)更,特別適用于需要頻繁開啟培養(yǎng)箱門的細(xì)胞培養(yǎng)。然而,此系統(tǒng)比
    TC系統(tǒng)更貴,這時就要結(jié)合經(jīng)費(fèi)預(yù)算進(jìn)行考慮了。
     
     
     
     
     
    相對濕度控制:
      
    培養(yǎng)箱內(nèi)相對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由于過度干燥而
    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)生器或噴霧器來控制相對濕度水平的,

    大多數(shù)中、小型培養(yǎng)箱則是通過濕度控制面板(
    humidity pans
    )的蒸發(fā)作用產(chǎn)生濕氣的(其
    產(chǎn)生的相對濕度水平可達(dá)
    95-98
    %)
    。一些培養(yǎng)箱有一個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濕度水平達(dá)
    97-98
    %。但是,這個系統(tǒng)也更復(fù)雜,由于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的增加一些難以預(yù)料的問題也會在使用
    過程中出現(xiàn)。
     
      
     
     
     
     
    微處理控制系統(tǒng):
      
     
    每一個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
    (如高溫自動調(diào)節(jié)和警報裝置、CO2警報裝置、密碼保護(hù)設(shè)置、自動校準(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),它能嚴(yán)格控制氣體的濃度并將其損耗降低水平,以保證養(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,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甚區(qū)別,
    選購時不必太在意它們名字上的區(qū)別,關(guān)鍵是要自己覺得使用起來方便,容易操作,而且要能夠達(dá)到所需的控制精度。此外,我想一個報警系統(tǒng)也是不可少的吧,
    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zui大限度地降低了損失,保證實(shí)驗的連續(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。這些裝置都是為了方便使用者,以減少繁瑣枯燥的實(shí)驗過程而設(shè)計的。
     
     
     污染物的控制:
      
    污染是導(dǎo)致細(xì)胞培養(yǎng)失敗的一個主要因素,因而,二氧化碳培養(yǎng)箱的制造商們設(shè)計了多
    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)計的*銅外殼
    HEPA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,并能有效殺死過濾時被擋在濾器內(nèi)的微生物顆粒;此外,自動殺菌裝置能使箱內(nèi)溫度達(dá)到90℃從而死污染微生物,當(dāng)它與
    HEPA系統(tǒng)結(jié)合使用就能夠極大的減少污染。這些裝置對于細(xì)胞培養(yǎng)來說是*,但選擇何種清潔裝置呢?當(dāng)然功能越多越好的zui適用,但是價格也會隨之上升。如果經(jīng)有限,只能選擇一個價格較便宜的,這時就應(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?,無論選擇何種裝置,都要時刻注意保持培養(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)驗順利進(jìn)行,保證結(jié)果的可靠性。
      
     
    其它因素:
      
     每一類型的二氧化碳培養(yǎng)箱溫度、濕度CO2 濃度的控制范圍和控制度、均一度
    都有所不同。此時,購買儀器之前就要對自己實(shí)驗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范圍呢?因為有時太高的精度也好像沒有太大的意義。只有對自己所需的產(chǎn)品有全面的了解才能選到自己的*“伙伴”。生物通龍虎榜為您提供了一些公司二氧化碳培養(yǎng)箱的具體參數(shù),
    從中您可以得到一個具體的比較和分析,說不定里面會有您心儀的儀器呢。
      
      
    培養(yǎng)箱的容積也是一個不可忽略的因素,
    買小了不夠用,
    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)
    ,而且每種類型
    又有不同的容積可選。
    此時,
    就需要您在選購前對所需培養(yǎng)箱容積的范圍有一個比較準(zhǔn)確的
    了解,并在此基礎(chǔ)上多預(yù)留一點(diǎn)空間,以保證不時之需。
      
     
     
     
     
    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
    也降低了污染;
    LCD
    (液晶)顯示系統(tǒng),硅樹脂溫度傳感器測量溫度等等。這些各種各樣的
    附件裝置的選擇都是為了方便選購者的選擇和使用。
     

     



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