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CO2培養(yǎng)箱選購(gòu)與使用
CO2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)室最普遍使用的常規(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(pH值:7.2-7.4)、穩(wěn)定的溫度(37°C)、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)的一種裝置。
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。熱水通過自然對(duì)流在箱體內(nèi)循環(huán)流動(dòng),熱量通過輻射傳遞到箱體內(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(duì)于使用者來(lái)說氣套式設(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(gè)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)箱的門被打開時(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)箱門被頻繁打開時(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)條件和頻繁開啟培養(yǎng)箱門時(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)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(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)料的問題也會(huì)在使用過程中出現(xiàn)。
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),它能嚴(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。
此外,我想一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)也是不可少的吧,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(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。
6.其它因素:
每一類型的二氧化碳培養(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”。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(gè)具體的比較和分析,說不定里面會(huì)有您心儀的儀器呢。
培養(yǎng)箱的容積也是一個(gè)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(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。
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。
托普儀器專業(yè)提供各類培養(yǎng)箱,詳見:http://www.ny17.com.cn/xtclass2.asp?id=108
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