二氧化碳培养箱使用前和期间遇到的困难

[2019/10/24]

一、二氧化碳培养箱的选购问题

二氧化碳培养箱主要控制模拟活体内环境相关的3个基本变量:稳定的二氧化碳水平、温度、相对湿度。要有稳定的培养环境,就要考虑这三方面的影响因素,选购时,就应该对这些“重中之重”有一定的了解才能选到适合自己的仪器。但是,其它的一些方面的“小”因素也不能忽略,因为这些都会影响仪器的使用价值和寿命。选购时,就应该从各方面的因素加以考虑。

1、二氧化碳因素:

二氧化碳浓度探测可通过两种控制系统——红外传感器(IR)或热传导传感器(TC)进行测量。当二氧化碳培养箱的门被打开时,CO2从箱体内漏出,此时传感器就会探测到CO2浓度的降低,并做出及时的反应,重新注入CO2使其恢复到原先预设的水平。热传导传感器(TC)监控CO2浓度的工作原理是通过测量两个电热调节器(一个调节器暴露于箱体环境内,另一个则是封闭的)之间的电阻变化来实现的。箱内CO2浓度的变化会改变两个电热调节器间的电阻,从而促使传感器产生反应以达到调节CO2水平的作用。TC控制系统的一个缺点就是箱内温度和相对湿度的改变会影响传感器的精确度。当箱门被频繁打开时,不仅CO2浓度,温度和相对湿度也会发生很大的波动,因而影响了TC传感器的精度。

2、相对湿度因素: 

培养箱内相对湿度的控制是非常重要的,维持足够的湿度水平才能保证不会由于过度干燥而导致培养失败。大型的二氧化碳培养箱是用蒸汽发生器或喷雾器来控制相对湿度水平的,而大多数中、小型培养箱则是通过湿度控制面板(humiditypans)的蒸发作用产生湿气的(其产生的相对湿度水平可达95-98%)。一些培养箱有一个能在加热的控制面板上保持水份的湿度蓄水池(humidityreservoir),这样可以增强蒸发作用,此蓄水池能增加相对湿度水平达97-98%。但是,这个系统也更复杂,由于复杂结构的增加一些难以预料的问题也会在使用过程中出现。 

3、温度因素: 

保持培养箱内恒定的温度是维持细胞健康生长的重要因素。当选购二氧化碳培养箱时,有两种类型的加热结构可供选择:气套式加热和水套式加热。虽然这两种加热系统都是精确和可靠的,但是它们都有着各自的优点和缺点。水套式培养箱是通过一个独立的热水间隔间包围内部的箱体来维持温度恒定的。热水通过自然对流在箱体内循环流动,热量通过辐射传递到箱体内部从而保持了温度的恒定。独特的水套式设计有其优点:水是一种很好的绝热物质,当遇到断电的时候,水套式系统就能更可靠地长久保持培养箱内的温度准确性和稳定性(维持温度恒定的时间是气套式系统的4-5倍)。如果您的实验环境不太稳定(如有用电限制,或者经常停电)并需要保持长时间稳定的培养条件,此时,水套式设计的二氧化碳培养箱就是您最好的选择。而气套式加热系统是通过箱体内的加热器直接对箱内气体进行加热的。

气套式设计在箱门频繁开关引起的温度经常性改变的情况下能够迅速恢复箱体内的温度稳定。因此,气套式与水套式相比,具有加热快,温度的恢复比水套式培养箱迅速的特点,特别有利于短期培养以及需要箱门频繁开关的培养。此外,对于使用者来说气套式设计比水套式更简单化(水套式需要对水箱进行加水、清空和清洗,并要经常监控水箱运作的情况)。在购买气套式培养箱时,要注意的是:为了不影响培养,培养箱还应该有一个风扇以保证箱内空气的流通和循环,此装置还有助于箱内温度、CO2和相对湿度的迅速恢复。 

此外,有些类型的二氧化碳培养箱还具备外门及辅助加热系统,这个系统能加热内门,提供给细胞良好的湿度环境,保证细胞渗透压维持平衡,且可有效防止形成冷凝水以保持培养箱内的湿度和温度。如果您的培养环境需要精确的控制,那么这个辅助系统则是必不可少的。 

4、微处理控制因素: 

每一个使用者都希望所用的仪器能够方便好用,微处理控制系统和其它各种功能附件(如高温自动调节和警报装置、CO2警报装置、密码保护设置、自动校准系统等等)的运用,就使得二氧化碳培养箱的操作和控制都非常的简便。微处理控制系统是维持培养箱内温度、湿度和CO2浓度稳态的操作系统。例如PIC微处理器控制系统,它能严格控制气体的浓度并将其损耗降至极低水平,以保证培养环境恒定不变,且能保证长期培养过程中箱内温度精确,并有LED显示,可设置、校正温度和CO2浓度。不同的微处理系统虽然名字不相同,但是其原理与控制效果则无甚区别,选购时不必太在意它们名字上的区别,关键是要自己觉得使用起来方便,容易操作,而且要能够达到所需的控制精度。 

5、污染物因素: 

污染是导致细胞培养失败的一个主要因素,因而,二氧化碳培养箱的制造商们设计了多种不同的装置去减少和防止污染的发生,其主要途径都是尽量减少微生物可以生长的区域和表面,并结合自动排除污染装置来有效防止污染的产生。例如,鉴于CO2培养箱在使用过程中有时会伴有霉菌生长,为确保培养箱免受污染且保证仪器箱体内的生物清洁性,有些公司开发设计了带有紫外清洁功能的增强型CO2培养箱;还有公司设计的特有铜外壳HEPA滤器能过滤培养箱内空气,可过滤除去99.97%的0.3um以上的颗粒,并能有效杀死过滤时被挡在滤器内的微生物颗粒;

此外,自动杀菌装置能使箱内温度达到90℃从而杀死污染微生物,当它与HEPA系统结合使用就能够极大的减少污染。这些装置对于细胞培养来说是必不可少,但选择何种清洁装置呢?当然功能越多越好的最适用,但是价格也会随之上升。如果经费有限,只能选择一个价格较便宜的,这时就应该配合使用一些消毒剂和除菌剂,经常进行消毒灭菌,也能达到贵仪器的效果,只是比较麻烦一点而已。总之,无论选择何种装置,都要时刻注意保持培养箱的清洁,经常清理箱体,这样才能增加仪器的使用寿命,并使实验顺利进行,保证结果的可靠性。

 

二、在使用时应该注意的事项

1仪器应放置在平整的地面上,环境应清洁整齐,干燥通风;

2仪器使用前,各控制开关均应处于非工作状态,调速旋钮应置于最小位置;

3不可将流入气体压力调至过大,以免冲破管道及损伤探测器;

4关好培养箱的门,以免气体外泄,影响试验效果;

5每次停机前,各控制开关均应处于非工作状态才切断电源;

6保持培养箱内空气干净,并定期消毒;9.经常注意箱内蒸馏水槽中蒸馏水的量,以保持箱内相对湿度,同时避免培养液蒸发;

7不适用于含有易挥发性化学溶剂,低浓度爆炸气体和低着火点气体的物品以及有毒物品的培养。

8正确地使用和注意仪器的保养,使其处于良好的工作状态,可延长仪器的使用寿命;

9制冷系统停止工作后,用软布擦净工作腔和玻璃观察窗;

10仪器在连续工作期间,每三个月应做一次定期检查;检查是否有水滴,污物等落入电机和外露的制冷元件上;清理压缩机,冷凝器上的灰尘和污物;检查保险丝,控制元件及紧固螺钉;

11仪器经长期使用,自然磨损属正常现象,应联系厂家进行维修。


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