二氧化碳培养箱原理

　　二氧化碳培养箱是细胞、组织、细菌培养的一种先进仪器。也是是开展免疫学、肿瘤学、遗传学及生物工程所必须的关键设备，它广泛应用于微生物、农业科学、YL实验的研究和生产。

　　水套式二氧化碳培养箱的温度是通过电热丝给水套内的水加热，再通过箱内温度传感器来检测温度变化，使箱内的温度恒定在设置温度。气套式二氧化碳培养箱的加热是通过遍布箱体气套层内的加热器直接对内箱体进行加热的，又叫六面直接加热。

　　气套式二氧化碳培养箱与水套式二氧化碳培养箱相比，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。箱内温度一般设定在37℃±0.2℃左右。

　　二氧化碳培养箱控制二氧化碳的浓度是通过二氧化碳浓度传感器来进行的。二氧化碳传感器用来检测箱体内二氧化碳浓度，将检测结果传递给控制电路及电磁阀等控制器件，如果检测到箱内二氧化碳浓度偏低，则电磁阀打开，二氧化碳进入箱体内，直到二氧化碳浓度达到所设置浓度，此时电磁阀关闭，箱内二氧化碳切断，达到稳定状态。二氧化碳采样器将箱内二氧化碳和空气混合后的气体取样到机器外部面板的采样口，以随时用二氧化碳浓度测定仪来检测二氧化碳的浓度是否达到要求。

　　目前大多数的二氧化碳培养箱是通过增湿盘的蒸发作用产生湿气的(其产生的相对湿度水平可达95%左右，但开门后湿度恢复速度很慢)。因为湿度蒸发面积越大，越容易达到Zda相对饱和湿度并且开关门后的湿度恢复的时间越短。所以湿度蒸发面积大的培养箱较湿度蒸发面积小的培养箱容易保持Zda相对饱和湿度。

　　1、占用空间小

　　二氧化碳培养箱采用大屏幕液晶显示，多组数据一屏显示，菜单式操作界面，简单易懂，便于操作。二氧化碳培养箱占用空间小，可堆叠放置(二层)，微电脑控制器，控制精确、可靠不锈钢内胆与隔板，四角半圆弧过渡，搁板支架可以自由装卸，便于工作室的

　　二氧化碳培养箱是进行组织、细胞、细菌培养的一种仪器。它是进行科学研究必不可少的重要设备。为了保证实验数据和实验结果的准确，就必须经常测量和校准CO2培养箱内的浓度，以确保实际浓度与设定浓度的一致性。

　　由于CO2培养箱无制冷功能，在我国南方当气温超过培养温度时，会使箱温升高。所以，安装CO2培养箱的房间Z好安装空调机。

　　对于电源的配置，因这类设备的电子控制系统中多属线性器件，抗干扰能力较强，加之各直流供电单元均设有稳压电路。故在电源配置时除满足电压和容量外，无特殊要求。在电网电压波动超过10%的情况下，不必配置稳压设备。

　　由于CO2培养箱受使用环境和条件的影响较大，许多厂家在产品设计上仍保留用户重新校准的部件，一般是在面板上设有校准和调零微调。无论哪种类型的产品，校准工作都应在箱内的温度和湿度稳定之后进行。

　　1、温度校准：

　　有的产品在出厂前已完成温度校准工作，校准部件均安装在箱内的控制板上，用户不宜再作调整。对于面板上有校准微调的产品，可在接近培养温度下(如37℃)，取一根精密温度计置于箱内，待温度稳定后观察温度计指示值，如与显示值不跗，调整微调使其相附即可。

　　温度的校准步骤：

　　①在培养箱内放置一个准确的玻璃管式水银温度计，以校准所设定温度。同时，再放置一个准确的体温计，以校准极限温度。

　　②把温度旋钮调到所需温度37℃。

　　③把极限温度旋钮调到Zda。等待24小时，让机器达到稳定。

　　④如果温度还没达到37℃，再调整温度旋钮到37℃，然后再等待24小时，让机器Z后达到稳定。

　　⑤当培养箱稳定在37℃后，按逆时针方向转动极限温度旋钮，直到该极限温度旋钮的指示灯明亮为止。

　　⑥再小心地把极限温度旋钮顺时针方向转动，直到指示灯刚好熄灭为止。

　　注意:机器正常运转期间，其极限温度指示灯应保持熄灭状态。当箱内温度高于极限温度时

　　二氧化碳培养箱是现代大中型医院进行科学研究必不可少的重要设备，分布于医院各个实验室。它通过在培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞组织在生物体内的生长环境，来对组织、细胞、细菌进行体外培养的一种装置。

　　1、二氧化碳培养箱应由专人负责使用，操作盘上的任何开关和调节旋扭一旦固定后，不要随意扭动，以免影响箱内温度、二氧化碳浓度、湿度的波动，同时降低机器的灵敏度。

　　2、箱子的放置要水平，避免阳光直射和灰尘等，要保证仪器周围的气流循环，后部及侧面应留出5cm的空隙。

　　3、加装稳压电源保证电源电压波动不超过220V±10%。

　　4、所加入的水必须是蒸馏水或无离子水，防止矿物质储积在水箱内产生腐蚀作用，经常检查箱内水是否足够，水位应加至“水位指示灯”灭灯时为止。

　　5、使用前箱内应用消毒酒精或碘溶液彻底擦洗，防止其他微生物污染，导致实验失败。

　　6、在房间安装空调，使环境温度保持在25℃左右。

　　7、所使用的二氧化碳必须是纯净的，否则降低二氧化碳传感器的灵敏度和污染二氧化碳过滤装置。

　　二氧化碳培养箱箱内气压由二氧化碳气体传感器控制。二氧化碳传感器正常反馈要求进气压为0.06MPa。当箱内气压降低时，二氧化碳传感器在低压刺激下有节奏地开闭，向箱内慢慢充气，当进气压达0.1MPa时，自动停止调节。

　　如充气方法不当，使进气压力增大，当超过0.1MPa甚至0.2MPa压力，会损伤二氧化碳传感器。开始这种损伤效应不明显，不易察觉，反复错误操作，二氧化碳传感器损伤累积Z终致命损坏，使气压调节失灵。

　　因此，二氧化碳传感器寿命与二氧化碳进气压大小有关，只要做好进气压调节，就能保护二氧化碳传感器性能。二氧化碳传感器价格昂贵，更换不易，所以一定要做好进气压调节，延长二氧化碳传感器使用寿命。

　　箱内湿度对于培养工作来说是一项非常重要

　　二氧化碳培养箱用途广泛，主要用来培养细胞、组织和某些特殊微生物，为它们提供一个良好的体外环境，广泛应用于细胞学实验、微生物学实验、组织学实验以及分子生物学实验。因此，二氧化碳培养箱的消毒和维护尤为重要。

　　混入二氧化碳培养箱(细胞培养环境)中，对细胞生存有害的成分和造成细胞不纯的异物都应视为污染。不同的污染物对细胞的影响也有差别，有的影响是长期、缓慢和潜在的，而有的则能在很短的时间内YZ细胞生长或产生有毒物质杀害细胞。根据污染源不同主要可以分为：生物性污染、化学性污染、物理性污染和气溶胶污染。

　　1、生物性污染：

　　这是Z常见也是危害Zda的污染。如细菌、病毒、真菌，支原体等。这些污染源有可能是人为带入，或是细胞在放入二氧化碳培养箱前已经受污染，再或者是箱体本身没有消毒干净。体外培养的细胞自身没有抵抗污染的能力，而培养基中所加抗生素的抗微生物污染的能力也是有限的，因而细胞微生物污染一旦发生往往是无法挽救的。

　　2、化学性污染：

　　二氧化碳培养箱中许多化学物质都可以引起细胞污染。如细胞培养容器清洗过程中残留的洗涤剂、加湿器中未纯化的水、人为带入的液体或气体都可能成为化学性污染的来源。不同化学物质对细胞污染是不一样的，有的可能促进或YZ细胞生长，有的甚至杀死细胞。

　　3、物理性污染：

　　培养环境中的物理因素，如温度、放射线、振动、辐射(紫外线或荧光)会对细胞产生影响。物理性污染常常被人们所忽视或被笼统地归为化学性污染，其主要是在代谢水平或分子水平上，影响细胞正常的生理过程。

　　4、气溶胶污染：

　　气溶胶是液体或固体微粒均匀地悬浮在气体介质中的分散体系，当微粒是微生物时，就是微生物气溶胶，如果这种微生物是病原性的，就是病原微生物气溶胶。细菌、病毒等病原体通过气溶胶可在人与人、人与环境之间传播。

　　1、二氧化碳培养箱的选择：

　　二氧化碳培养箱是一种能使细胞在人工环境中正常生长的科学实验装置。细菌培养，尤其是苛氧菌的培养，需要37℃、5%的浓度和饱和湿度的二氧化碳培养箱，为细菌提供生长环境。

　　二氧化碳培养箱价格昂贵，而且温度和气体浓度传感器灵敏，如果在使用过程中操作不当，容易导致仪器损坏，影响正常工作和仪器使用寿命。二氧化碳培养箱种类繁多，但核心部分主要是CO2调节器、温度调节器和湿度调节装置。一般温度调节范围在5℃-50℃，湿度在95%以上，CO2控制范围0%-20%。当空气冲进箱内后，通过能产生潮湿的含水托盘，再用CO2调节装置调节CO2的张力，或者将空气和CO2按比例混和来调节CO2张力。

　　二氧化碳培养箱从原理上主要分为三类：气套式二氧化碳培养箱、水套式二氧化碳培养箱和N2-O2-CO2培养箱。

　　气套式二氧化碳培养箱采用直接加温空气方式，其温度感受器用不受外界温度、湿度影响的红外线装置，主要用于高精度的培;

　　水套式二氧化碳培养箱使用热容量大的水加温的水套箱，当箱体温度变化和停电时也可保持稳定的温度环境;

　　N2-O2-CO2培养箱可控制箱内O2的浓度，实现了与生物体内更加相近的培养环境，多用于高精度的细胞培养。

　　培养箱内气压由CO2气体传感器控制。要求进气压为0.06兆帕。开门后，箱内气体丢失，压力下降。关门后气体传感器在低压刺激下有节奏地开闭，向箱内充气，当进气压达到0.06兆帕时，自动停止调节。

　　在日常使用过程中，尽量避免不必要的打开培养箱，从而减少传感器的工作负荷，延长其使用寿命。另外，在换气瓶时，避免采用加大进气压的快速充气法，使用0.06兆帕的压力，无形中会损伤CO2传感器。开始这种损伤效应不能显示，但反复操作，时间一长，CO2传感器就会损伤，致气压调节失灵。一旦传感器失灵，就会导致箱内浓度无法控制，影响培养环境。

　　当出现报普信号

　　二氧化碳培养箱可以使细胞等在人工环境中生长。现已广泛应用于各种组织和细胞的培养、肿瘤、心脏疾病研究、细菌培养、遗传工程及试管婴儿等。就以下8例故障现象及维修方法对二氧化碳培养箱故障分析与维修进行介绍。

　　故障现象1：不升温，但能显示常温

　　故障分析与排除：能够显示常温，说明温度检测部分完好，是属于温度加热控制部分的问题。

　　不升温可以从以下几个方面检查：

　　1、面板"add water”灯是否亮;

　　2、过温保护继电器(TS1 TS2)是否闭合;

　　3、固体继电器TU1输入端是否有DC6V的驱动电压，TU1的(1)脚是否有AC100V的电压;

　　4、加热器H1是否断路。

　　经检查发现TU1输出端断路，由于此类型号固体继电器不易购得，可以选用其它型号的固体继电器代替，参数为驱动端电压DC6V-9V，输出端电流输出>15-20A，2耐压>220V为宜。如果实在购买不到，也可采用加中间继电器的方法，只是控温精度略差一些，但作为应急措施还是可行的。

　　故障现象2：温度不显示不升温

　　故障分析与排除;ALSCO 二氧化碳培养箱的温度控制器和温度显示器是采用美国sellden公司的温度控制成品，控制器采用双面焊接法，元件密度大，散热空间小，因此极易造成产热元件非正常损坏。

　　此类故障先后发生两次，一次是稳压5V所用的7805稳压块损坏，更换后为了防止再次损坏用一块小铝片固定在散热部位，改善了散热条件;另一次现象与上述情况相同，经检查是电源变压器初级断路，由于此类变压器(初级100V次级6V)不易买到，可以根据变压比的原理，选用国产初级220V，次级12V或双6V功率5W～10W以下的成品变压器代换，如果选用双6V变压器需将抽头悬空，用导线引出找一适当位置固定即可。

　　故障现象3：CO2浓度显示偏高，约高出设定值2%～5%，且不稳定

　　故障分析与排除：引起CO2浓度偏高且不稳定的因素

　　二氧化碳培养箱广泛应用于医学、免疫学、遗传学、微生物、农业科学、药物学的研究和生产，已经成为上述领域实验室Z普遍使用的常规仪器之一。

　　全世界的用户对二氧化碳培养箱都有两条Z基本的要求：一是要求二氧化碳培养箱能够对温度、二氧化碳浓度和湿度提供Z精确稳定的控制，以便于其研究工作的进展;二是要求二氧化碳培养箱能够对二氧化碳培养箱内的微生物污染进行有效的防范，并且能够定期消除污染，以保护研究成果，防止样品损失。所以，选购二氧化碳培养箱的老师Z关心的当然就是其高可靠性、对污染的防范和控制及使用方便。

　　1、二氧化碳培养箱加热方式选择

　　气套式加热和水套式加热，两种加热系统都是精确和可靠的，同时他们都有着各自的优点和缺点。

　　水套式加热是通过一个独立的水套层包围内部的箱体来维持温度恒定的，其优点：水是一种很好的绝热物质，当遇到断电的时候，水套式系统就可以比较长时间的保持二氧化碳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3-4倍)，有利于实验环境不太稳定(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的用户选用。

　　气套式加热是通过遍布箱体气套层内的加热器直接对内箱体进行加热的，又叫六面直接加热。气套式与水套式相比，具有加热快，温度的恢复比水套式二氧化碳培养箱迅速的特点，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)。

　　2、二氧化碳培养箱温控系统

　　保持二氧化碳培养箱内恒定的温度是维持细胞健康生长的重要因素，因此精确可靠的温控系统是二氧化碳培养箱不可或缺的重要部分。为了使二氧化碳培养箱更加稳定的工作，推荐用户选用具备相互独立三重温度控制功能的二氧化碳培养箱，即箱内温度控制、超温报警控制和环境温度监控。