怎樣正確選購合適的實(shí)驗室常規儀器二氧化碳培養箱

怎樣正確選購合適的實(shí)驗室常規儀器二氧化碳培養箱

二氧化碳培養箱廣泛應用于醫學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)、微生物、農業(yè)科學(xué)、藥物學(xué)的研究和生產(chǎn)，已經(jīng)成為上述領(lǐng)域實(shí)驗室zui普遍使用的常規儀器之一，其通過(guò)在培養箱箱體內模擬形成一個(gè)類(lèi)似細胞/組織在生物體內的生長(cháng)環(huán)境如恒定的酸堿度（pH值：7.2-7.4）、穩定的溫度（37°C）、較高的相對濕度（95%）、穩定的CO2水平（5%），來(lái)對細胞/組織進(jìn)行體外培養的一種裝置。*的用戶(hù)對二氧化碳培養箱都有兩條zui基本的要求，一是要求二氧化碳培養箱能夠對溫度、二氧化碳濃度和濕度提供zui穩定的控制，以便于其研究工作的進(jìn)展;二是要求二氧化碳培養箱能夠對培養箱內的微生物污染進(jìn)行有效的防范，并且能夠定期消除污染，以保護研究成果，防止樣品損失。所以，選購二氧化碳培養箱的老師zui關(guān)心的當然就是其高可靠性、對污染的防范和控制及使用方便。

　　一、溫度控制

　　 1.溫控系統：保持培養箱內恒定的溫度是維持細胞健康生長(cháng)的重要因素，因此可靠的溫控系統是培養箱*的重要部分。為了使培養箱更加穩定的工作，我們推薦用戶(hù)選用具備相互獨立三重溫度控制功能的二氧化碳培養箱，即箱內溫度控制、超溫報警控制和環(huán)境溫度監控。目前市面上擁有此功能的二氧化碳培養箱極少，而HealForce（力康）牌HF90氣套式二氧化碳培養箱能夠做到。HF90的獨立箱內溫度控制系統保證培養箱內溫度能夠的穩定在用戶(hù)的設定值上，并且主加熱系統具有正常/緩慢兩種加熱模式，更加耐受室溫較高的環(huán)境使用，我們知道培養箱的zui低工作溫度一般是高于室溫5°C，如果沒(méi)有緩慢加熱模式就非常容易在夏天高溫天氣（如室溫30°C左右時(shí)）產(chǎn)生箱內溫度過(guò)高;HF90的獨立超溫報警功能能夠快速準確的在培養箱內溫度高于培養溫度1°C時(shí)，切斷培養箱的主加熱系統，同時(shí)聲光報警;HF90的環(huán)境溫度監控可以根據環(huán)境溫度的變化自動(dòng)調節培養箱外門(mén)輔助加熱系統的功率，達到控制箱體內溫度的目的。HF90氣套式高溫濕熱滅菌CO2培養箱正面圖
      2.加熱方式：氣套式加熱和水套式加熱，兩種加熱系統都是和可靠的，同時(shí)它們都有著(zhù)各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。水套式加熱是通過(guò)一個(gè)獨立的水套層包圍內部的箱體來(lái)維持溫度恒定的，其優(yōu)點(diǎn)：水是一種很好的絕熱物質(zhì)，當遇到斷電的時(shí)候，水套式系統就可以比較長(cháng)時(shí)間的保持培養箱內的溫度準確性和穩定性（維持溫度恒定的時(shí)間是氣套式系統的3-4倍），有利于實(shí)驗環(huán)境不太穩定（如有用電限制，或者經(jīng)常停電）并需要保持長(cháng)時(shí)間穩定的培養條件的用戶(hù)選用。氣套式加熱是通過(guò)遍布箱體氣套層內的加熱器直接對內箱體進(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，溫度的恢復比水套式培養箱迅速的特點(diǎn)，特別有利于短期培養以及需要箱門(mén)頻繁開(kāi)關(guān)的培養。此外，對于使用者來(lái)說(shuō)氣套式設計比水套式更簡(jiǎn)單化（水套式需要對水箱進(jìn)行加水、清空和清洗，并要經(jīng)常監控水箱運作的情況）。
　　3.溫度均一性：二氧化碳培養箱箱體內的溫度均一性也是用戶(hù)需要考慮的主要因素，一般在箱體內配備了風(fēng)扇以及風(fēng)道的培養箱的均一度要好很多，同時(shí)此裝置還有助于箱內溫度、CO2濃度和相對濕度的迅速恢復。當然，風(fēng)扇/風(fēng)道的優(yōu)化也是同等重要的，HF90二氧化碳培養箱*設計的大直徑風(fēng)扇和循環(huán)風(fēng)道能夠保證箱體內溫度和二氧化碳濃度的均一性。大直徑風(fēng)扇相比其他品牌培養箱的風(fēng)扇，能夠在低轉速（低風(fēng)速）時(shí)產(chǎn)生大的空氣循環(huán)流量，在達到均一性目的的同時(shí)，降低風(fēng)速、減少箱內震動(dòng)。降低風(fēng)速、減少震動(dòng)同時(shí)也就大大提高了箱內細胞培養的成功率。

　　二、二氧化碳濃度控制

　　1.兩種控制系統：紅外傳感器（IR）或熱導傳感器（TCD）進(jìn)行測量。兩種傳感器都是準確的，但都各有優(yōu)缺點(diǎn)。熱導傳感器監控CO2濃度的工作原理是基于對內腔空氣熱導率的連續測量,輸入CO2氣體的低熱導率會(huì )使腔內空氣的熱導率發(fā)生變化,這樣就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)與CO2濃度直接成正比的電信號。紅外傳感器（IR）它是通過(guò)一個(gè)光學(xué)傳感器來(lái)檢測CO2水平的。IR系統包括一個(gè)紅外發(fā)射器和一個(gè)傳感器，當箱體內的CO2吸收了發(fā)射器發(fā)射的部分紅外線(xiàn)之后，傳感器就可以檢測出紅外線(xiàn)的減少量，而被吸收紅外線(xiàn)的量正好對應于箱體內CO2的水平，從而可以得出箱體內CO2的濃度。由于IR系統是通過(guò)紅外線(xiàn)減少來(lái)確定箱內CO2濃度，而箱體內顆粒物能夠反射或部分吸收紅外線(xiàn)，使得IR系統對箱體內顆粒物的多少比較敏感，因此IR傳感器應用在含HEPA空氣過(guò)濾器的培養箱內比較合適，如HealForce（力康）HF160W水套式培養箱就是采用的HEPA過(guò)濾器配合高精度IR傳感器的配置;而HF90氣套式培養箱采用的是高精度TCD傳感器。

　　2. CO2測量系統自動(dòng)校準功能：無(wú)論哪種CO2測量系統在使用一段時(shí)間后都會(huì )產(chǎn)生漂移，而產(chǎn)生漂移后直接會(huì )導致箱體內二氧化碳濃度不能穩定在我們的設定值，致使培養失敗，所以我們在這里強烈建議用戶(hù)在選購培養箱時(shí)必須要選擇帶有CO2測量系統自動(dòng)校準功能的培養箱。目前市面上擁有此功能的二氧化碳培養箱極少，而HealForce（力康）牌HF90氣套式二氧化碳培養箱能夠做到。HF90先進(jìn)的“AUTO-START”自動(dòng)啟動(dòng)功能可以將培養箱自動(dòng)調節到您所設定的各項工作參數，并使CO2濃度處于zui和穩定狀態(tài)，保證CO2濃度不產(chǎn)生正負漂移。

　　3. CO2濃度均一性：此點(diǎn)與溫度均一性的要求類(lèi)似，在此就不做贅述。

　　三、相對濕度箱內濕度對于培養工作來(lái)說(shuō)是一項非常重要然而又經(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速度（如在開(kāi)關(guān)門(mén)后）才能保證不會(huì )由于過(guò)度干燥而導致培養失敗。目前大多數的二氧化碳培養箱是通過(guò)增濕盤(pán)的蒸發(fā)作用產(chǎn)生濕氣的（其產(chǎn)生的相對濕度水平可達95%左右，但開(kāi)門(mén)后濕度恢復速度很慢）。我們在此建議用戶(hù)在選購二氧化碳培養箱的時(shí)候盡量選擇濕度蒸發(fā)面積大的培養箱，因為我們知道濕度蒸發(fā)面積越大，越容易達到zui大相對飽和濕度并且開(kāi)關(guān)門(mén)后的濕度恢復的時(shí)間越短。Heal Force（力康）牌HF90二氧化碳培養箱的整個(gè)內部箱底被設計成為一個(gè)水庫式底盤(pán)，這樣可以做到蒸發(fā)面積zui大化，增強蒸發(fā)作用，水庫式底盤(pán)設計使培養箱內能快速達到飽和濕度狀態(tài)，且濕度恢復速度要遠遠高于采用水盤(pán)增濕的二氧化碳培養箱。

　　四、防污染設計和消毒滅菌系統污染是導致細胞培養失敗的一個(gè)主要因素，因而，二氧化碳培養箱的制造商們設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(cháng)的區域和表面，并結合自動(dòng)排除污染裝置來(lái)有效防止污染的產(chǎn)生。例如，鑒于CO2培養箱在使用過(guò)程中有時(shí)會(huì )伴有霉菌生長(cháng)，為確保培養箱免受污染并且保證儀器箱體內的生物清潔性，相繼問(wèn)世了多種消毒滅菌方式，如帶有紫外消毒功能的CO2培養箱（如HealForce品牌的HF151UV和HF212UV二氧化碳培養箱）;還有的設計生產(chǎn)了HEPA過(guò)濾器能過(guò)濾培養箱內空氣，可過(guò)濾除去99.97%的0.3微米以上的顆粒（如HealForce品牌的HF160W二氧化碳培養箱）;此外，還開(kāi)發(fā)設計了能使箱內達到高溫濕熱的環(huán)境從而殺死污染微生物，達到消毒滅菌目的的培養箱（如HealForce品牌的HF90和HF240二氧化碳培養箱）。這些裝置對于細胞培養來(lái)說(shuō)是*，但選擇何種清潔裝置呢?首先，我們考慮的當然是各種方式的滅菌能力，紫外消毒能力是與紫外燈距離目標的距離的二次方成反比，距離越遠，消毒能力越差，所以紫外消毒方式有其局限性，難以達到*滅菌的要求;HEPA過(guò)濾器由于受到過(guò)濾膜孔徑的影響，無(wú)法去除病毒和一些微小細菌，也有其局限性;相比較而言，高溫消毒是目前比較有效消毒滅菌的方法，高溫消毒又分為兩類(lèi)，一是傳統的高溫干熱消毒，另一種是先進(jìn)的高溫濕熱滅菌。接下來(lái)我們重點(diǎn)說(shuō)一下高溫干熱和高溫濕熱兩種方法的優(yōu)劣。

　　高溫濕熱由于蒸汽潛熱大，穿透力強，容易使蛋白質(zhì)變性或凝固，因此該法的滅菌效率比干熱滅菌法高。其原因有三：①蛋白質(zhì)凝固所需的溫度與其含水量有關(guān)，含水量愈大，發(fā)生凝固所需的溫度愈低。濕熱滅菌的菌體蛋白質(zhì)吸收水分，所以較同一溫度的干熱空氣中易于凝固。②濕熱滅菌過(guò)程中蒸汽放出大量潛熱，加速提高濕度。因而濕熱滅菌比干熱所需溫度低，如在同一溫度下，則濕熱滅菌所需時(shí)間比干熱短。③濕熱的穿透力比干熱大，使其深部也能達到滅菌溫度，故濕熱比干熱收效好一些。所以高溫消毒并不是簡(jiǎn)單的看消毒溫度，主要是看是否濕熱消毒。

　　目前市面上有高溫濕熱滅菌功能的二氧化碳培養箱極少，而HealForce（力康）牌HF90氣套式二氧化碳培養箱能夠做到。HF90培養箱包含90°C高溫濕熱滅菌系統，同時(shí)配合其電解拋光不銹鋼圓邊圓角內腔體設計、箱內冷凝水控制系統、CO2進(jìn)氣口HEPA過(guò)濾、外門(mén)開(kāi)關(guān)檢測系統、三扇內玻璃小門(mén)等防污染設計，真真正正是一款理想的二氧化碳培養箱。五、其它因素二氧化碳培養箱的容積也是一個(gè)不可忽略的因素，買(mǎi)小了不夠用，大了又浪費又占地方。二氧化碳培養箱的可選容積非常廣，而且每種類(lèi)型又有不同的容積可選。此時(shí)，就需要您在選購前對所需培養箱容積的范圍有一個(gè)比較準確的了解，并在此基礎上多預留一點(diǎn)空間，以保證不時(shí)之需。

　　此外，每一個(gè)使用者都希望所用的儀器能夠方便好用，微處理控制系統和其它各種功能附件（如高溫自動(dòng)調節和警報裝置、CO2警報裝置、密碼保護設置、自動(dòng)校準系統、LCD顯示系統等等）的運用，就使得二氧化碳培養箱的操作和控制都非常的簡(jiǎn)便。不同的微處理系統雖然名字不相同，但是其原理與控制效果則無(wú)甚區別，選購時(shí)不必太在意它們名字上的區別，關(guān)鍵是要自己覺(jué)得使用起來(lái)方便，容易操作。
 
     另外，從使用角度看，濕熱消毒一般控制在90°C就能達到很*的消毒效果，整個(gè)消毒過(guò)程中培養箱內的所有附件都不用取出，可以全部進(jìn)行消毒;而干熱消毒為了達到較好的效果，溫度一般都在100°C以上，在這種溫度下消毒培養箱內的傳感器、HEPA過(guò)濾器等都要在消毒過(guò)程中取出，等消毒結束再裝上，這樣即麻煩，附件又不能同時(shí)消毒，而且增加二次污染的幾率，再者要達到100°C以上的高溫，培養箱的加熱系統的電熱絲必然要加粗，這會(huì )導致培養箱的溫度控制難度增加，均一性變差。所以我們建議用戶(hù)在選購二氧化碳培養箱時(shí)選擇含高溫濕熱滅菌方式的培養箱。