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二氧化碳培養(yǎng)箱工作原理
發(fā)布時間:2017-08-16   點擊次數(shù):465次

二氧化碳培養(yǎng)箱是現(xiàn)代大中型醫(yī)院進(jìn)行科學(xué)研究必不可少的重要設(shè)備,分布于醫(yī)院各個實驗室。它通過在培養(yǎng)箱箱體內(nèi)模擬形成一個類似細(xì)胞組織在生物體內(nèi)的生長環(huán)境如恒定的酸堿度(pH值:7.2—7.4),穩(wěn)定的溫度(37℃),較高的相對濕度(95%),穩(wěn)定的二氧化碳水平(5%),來對組織、細(xì)胞、細(xì)菌進(jìn)行體外培養(yǎng)的一種裝置。常用的二氧化碳培養(yǎng)箱有兩種類型:氣套式和水套式。二氧化碳培養(yǎng)箱有兩條基本的要求:一是要求

  二氧化碳培養(yǎng)箱能夠?qū)囟取⒍趸紳舛群蜐穸忍峁┓€(wěn)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(yǎng)箱能夠?qū)ε囵B(yǎng)箱內(nèi)的微生物污染進(jìn)行有效的防范,并能夠定期消除污染,以保護(hù)研究成果,防止樣品損失。

  1 二氧化碳培養(yǎng)箱基本工作原理

  水套式二氧化碳培養(yǎng)箱的溫度是通過電熱絲給水套內(nèi)的水加熱,再通過箱內(nèi)溫度傳感器來檢測溫度變化,使箱內(nèi)的溫度恒定在設(shè)置溫度。氣套式二氧化碳培養(yǎng)箱的加熱是通過遍布箱體氣套層內(nèi)的加熱器直接對內(nèi)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(fù)比水套式培養(yǎng)箱迅速的特點,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)。箱內(nèi)溫度一般設(shè)定在37℃左右。二氧化碳培養(yǎng)箱控制二氧化碳的濃度是通過二氧化碳濃度傳感器來進(jìn)行的。二氧化碳傳感器用來檢測箱體內(nèi)二氧化碳濃度,將檢測結(jié)果傳遞給控制電路及電磁閥等控制器件,如果檢測到箱內(nèi)二氧化碳濃度偏低,則電磁閥打開,二氧化碳進(jìn)入箱體

  內(nèi),直到二氧化碳濃度達(dá)到所設(shè)置濃度,此時電磁閥關(guān)閉,箱內(nèi)二氧化碳切斷,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。二氧化碳采樣器將箱內(nèi)二氧化碳和空氣混合后的氣體取樣到機(jī)器外部面板的采樣口,以隨時用二氧化碳濃度測定儀來檢測二氧化碳的濃度是否達(dá)到要求。目前大多數(shù)的二氧化碳培養(yǎng)箱是通過增濕盤的蒸發(fā)作用產(chǎn)生濕氣的(其產(chǎn)生的相對濕度水平可達(dá)95%左右,但開門后濕度恢復(fù)速度很慢)。因為濕度蒸發(fā)面積越大,越容易達(dá)到相對飽和濕度并且開關(guān)門后的濕度恢復(fù)的時間越短。所以濕度蒸發(fā)面積大的培養(yǎng)箱較濕度蒸發(fā)面積小的培養(yǎng)箱容易保

  持相對飽和濕度。

  2 一定要做好使用前的準(zhǔn)備工作

  二氧化碳培養(yǎng)箱應(yīng)由專人負(fù)責(zé)使用,操作盤上的任何開關(guān)和調(diào)節(jié)旋扭一旦固定后,不要隨意扭動,以免影響箱內(nèi)溫度,二氧化碳濃度,濕度的波動,同時降低機(jī)器的靈敏度。箱子的放置要水平,避免陽光直射和灰塵等,要保證儀器周圍的氣流循環(huán),后部及側(cè)面應(yīng)留出5 cm的空隙。加裝穩(wěn)壓電源保證電源電壓波動不超過220 V±10%。所加入的水必須是蒸餾水或無離子水,防止礦物質(zhì)儲積在水箱內(nèi)產(chǎn)生腐蝕作用,經(jīng)常檢查箱內(nèi)水是否足夠,水位應(yīng)加至“水位指示燈”滅燈時為止。使用前箱內(nèi)應(yīng)用消毒酒精或碘溶液徹底擦洗,防止其他微生

  物污染,導(dǎo)致實驗失敗。在房間安裝空調(diào),使環(huán)境溫度保持在25~C左右。所使用的二氧化碳必須是純凈的,否則降低二氧化碳傳感器的靈敏度和污染二氧化碳過濾裝置。

  3 正確充氣延長二氧化碳傳感器使用壽命

  二氧化碳培養(yǎng)箱箱內(nèi)氣壓由二氧化碳?xì)怏w傳感器控制。二氧化碳傳感器正常反饋要求進(jìn)氣壓為Medical Equipment Vo1.22,No.4 0.06 MPa。當(dāng)箱內(nèi)氣壓降低時,二氧化碳傳感器在低壓刺激下有節(jié)奏地開閉,向箱內(nèi)慢慢充氣,當(dāng)進(jìn)氣壓達(dá)0.1 MPa時,自動停止調(diào)節(jié)。如充氣方法不當(dāng),使進(jìn)氣壓力增大,當(dāng)超過0.1 MPa甚至0.2 MPa壓力,會損傷二氧化碳傳感器。開始這種損傷效應(yīng)不明顯,不易察覺,反復(fù)錯誤操作,二氧化碳傳感器損傷累積終致命損壞,使氣壓調(diào)節(jié)失靈。因此,二氧化碳傳感器壽命與二氧化碳進(jìn)氣壓大小有關(guān),只要做好進(jìn)氣壓調(diào)節(jié),就能保護(hù)二氧化碳傳感器性能。二氧化碳傳感器價格昂貴,更換不易,所

  以一定要做好進(jìn)氣壓調(diào)節(jié),延長二氧化碳傳感器使用壽命。

  4 做培養(yǎng)時注意培養(yǎng)箱濕度

  箱內(nèi)濕度對于培養(yǎng)工作來說是一項非常重要然而又經(jīng)常被忽略的因素。因為飽和濕度環(huán)境可以避免培養(yǎng)液中二氧化碳逃逸,培養(yǎng)液中pH值穩(wěn)定,有利于細(xì)胞生長,足夠的濕度水平并且要有足夠快的濕度恢復(fù)速度(如在開關(guān)門后)才能保證不會由于過度干燥而導(dǎo)致培養(yǎng)失敗。所以二氧化碳培養(yǎng)箱使用過程中,在箱內(nèi)托盤中放一定量的滅菌水(3/2至全盤),使箱內(nèi)成為飽和濕度環(huán)境。如使用者忘記補(bǔ)加水,使培養(yǎng)細(xì)胞處于低濕度甚至干熱環(huán)境中,培養(yǎng)液二氧化碳?xì)怏w易揮發(fā),液體pH值升高,影響細(xì)胞生長,在工作中要力求避免此問題發(fā)生。樣本多時,箱內(nèi)分區(qū)存放,培養(yǎng)物用筐或瓷盤存放,這樣存取快速,縮短開門時間,減少箱內(nèi)氣體和濕度變化,節(jié)省氣體,穩(wěn)定了細(xì)胞生長環(huán)境。

  5 防止二氧化碳培養(yǎng)箱污染做好箱內(nèi)消毒二氧化碳培養(yǎng)箱污染是導(dǎo)致細(xì)胞培養(yǎng)失敗的一個主要因素,所以要減少和防止污染的發(fā)生,主要途徑是盡量減少微生物可以生長的區(qū)域和表面,采取消毒措施。例如,針對箱內(nèi)濕熱環(huán)境易滋生細(xì)菌等問題,我們采用在1000 mL水中加2 mL新潔爾滅液,定期用酒精和紫外線消毒箱內(nèi)空氣,培養(yǎng)物酒精擦拭人箱內(nèi),盤里的水至少要一周換一次,控制污染,可以維持適應(yīng)的蒸發(fā)作用,減少箱內(nèi)微生物滋生速度。為了培養(yǎng)箱免受污染并且保證儀器箱體內(nèi)的生物清潔性,有些二氧化碳培養(yǎng)箱設(shè)計了自動排除污染裝置來有效防止污染的產(chǎn)生。目前有多種消毒滅菌方式, 如帶有紫外消毒功能的CO2培養(yǎng)箱。還有的設(shè)計生產(chǎn)了HEPA過濾器能過濾培養(yǎng)箱內(nèi)空氣,可過濾除去99.97%的0.3/an以上的顆粒,此外,還有設(shè)計了能使箱內(nèi)達(dá)到高溫濕熱的環(huán)境從而殺死污染微生物,達(dá)到消毒滅菌目的的培養(yǎng)箱。