二氧化碳培養箱的原理

二氧化碳培養(yang) 箱的原理

二氧化碳培養(yang) 箱主要包含以下幾個(ge) 方麵功能：溫度控製係統、二氧化碳濃度控製係統、濕度控製係統、放汙染設計和滅菌係統。這四大基本功能決(jue) 定了二氧化碳培養(yang) 箱性能*。

1 溫度控製

培養(yang) 箱的加熱方式分為(wei) 氣套式加熱和水套式加熱。水套式加熱是通過一個(ge) 獨立的水套層包圍內(nei) 部的箱體(ti) 來維持溫度恒定的，當遇到斷電的時候，水套式係統就可以比較長時間的保持培養(yang) 箱內(nei) 的溫度準確性和穩定性（維持溫度恒定時間是氣套式係統的3-4倍），有利於(yu) 實驗環境不太穩定（如有用電限製，或者經常停電）並需要保持長時間穩定的培養(yang) 條件的用戶選用。氣套式加熱是通過遍布箱體(ti) 氣套層內(nei) 的加熱器直接對內(nei) 箱體(ti) 進行加熱的，又叫六麵直接加熱。氣套式與(yu) 水套式相比，具有加熱快，溫度的恢複比水套式培養(yang) 箱迅速的特點，特別有利於(yu) 短期培養(yang) 以及需要箱門頻繁開關(guan) 的培養(yang) 。

保持培養(yang) 箱內(nei) 恒定的溫度是維持細胞健康生長的重要因素，因此精確可靠的溫控係統是培養(yang) 箱的重要部分。為(wei) 了使培養(yang) 箱更加穩定的工作，箱內(nei) 溫度控製、超溫報警控製和環境溫度監控三重獨立的溫度控製功能。

配備風扇以及風道的培養(yang) 箱內(nei) 部的溫度均一度較好，同時此裝置還有助於(yu) 箱內(nei) 溫度、CO_2濃度和相對濕度的迅速恢複。

2 二氧化碳濃度控製

二氧化碳濃度測定目前市場上有兩(liang) 種方法：紅外傳(chuan) 感器（IR）或熱導傳(chuan) 感器（TCD）。熱導傳(chuan) 感器監控CO_2濃度的工作原理是基於(yu) 對內(nei) 腔空氣熱導率的連續測量，輸入CO_2氣體(ti) 的熱導率會(hui) 使腔內(nei) 空氣的熱導率發生變化，這樣就會(hui) 產(chan) 生一個(ge) CO_2濃度直接成正比的電信號。紅外傳(chuan) 感器（IR）它是通過一個(ge) 光學傳(chuan) 感器來檢測CO_2水平的。IR 係統包括一個(ge) 紅外發射器和一個(ge) 傳(chuan) 感器，當箱體(ti) 內(nei) 的CO_2吸收了發射器發射的部分紅外線之後，傳(chuan) 感器就可以檢測出紅外線的減少量，而被吸收紅外線的量正好對應於(yu) 箱體(ti) 內(nei) CO_2的水平，從(cong) 而可以得出箱體(ti) 內(nei) CO_2的濃度。由於(yu) IR 係統是通過紅外線減少來確定箱內(nei) CO_2濃度，而箱體(ti) 內(nei) 顆粒物能夠反射或部分吸收紅外線，使得IR 係統對箱體(ti) 內(nei) 顆粒物的多少比較敏感，因此 IR 傳(chuan) 感器應用在含 HEPA 高效空氣過濾器的培養(yang) 箱內(nei) 比較合適。

無論哪種CO_2測量係統在使用一段時間後都會(hui) 產(chan) 生漂移，而產(chan) 生漂移後直接會(hui) 導致箱體(ti) 內(nei) 二氧化碳濃度不能穩定在設定值，致使培養(yang) 失敗。故，帶有CO_2測量係統自動校準功能的培養(yang) 箱是很有必要的。

3 相對濕度

箱內(nei) 濕度對於(yu) 培養(yang) 工作來說是一項非常重要然而又經常被忽略的因素。維持足夠的濕度水平並且要有足夠快的濕度恢複速度（如在開關(guan) 門後）才能保證不會(hui) 由於(yu) 過度幹燥而導致培養(yang) 失敗。目前大多數的二氧化碳培養(yang) 箱是通過增濕盤的蒸發作用產(chan) 生濕氣的（其產(chan) 生的相對濕度水平可達 95% 左右，但開門後濕度恢複速度很慢）。

4 防輻射設計和滅菌係統

汙染是導致細胞培養(yang) 失敗的一個(ge) 主要因素，因而，二氧化碳培養(yang) 箱的製造商們(men) 設計了多種不同的裝置去減少和防止汙染的發生，其主要途徑都是盡量減少微生物可以生長的區域和表麵，並結合自動排除汙染裝置來有效防止汙染的產(chan) 生。於(yu) CO2培養(yang) 箱在使用過程中有時會(hui) 伴有黴菌生長，為(wei) 確保培養(yang) 箱免受汙染並且保證儀(yi) 器箱體(ti) 內(nei) 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 C O2培養(yang) 箱；還有的設計生產(chan) 了 HEPA 過濾器能過濾培養(yang) 箱內(nei) 空氣，可過濾除去 99.97% 的 0.3 微米以上的顆粒；此外，還開發設計了能使箱內(nei) 達到高溫濕熱的環境從(cong) 而殺死汙染微生物，達到消毒滅菌目的的培養(yang) 箱。