技術文章
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 )進行測量。兩種傳感器都是準確的,但都各有優(yōu)缺點。熱導傳感器監(jiān)控 CO2 濃度的工作原理是基于對內腔空氣熱導率的連續(xù)測量 , 輸入 CO2 氣體的低熱導率會使腔內空氣的熱導率發(fā)生變化 , 這樣就會產生一個與 CO2 濃度直接成正比的電信號。紅外傳感器( IR )它是通過一個光學傳感器來檢測 CO2 水平的。 IR 系統包括一個紅外發(fā)射器和一個傳感器,當箱體內的 CO2 吸收了發(fā)射器發(fā)射的部分紅外線之后,傳感器就可以檢測出紅外線的減少量,而被吸收紅外線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 系統是通過紅外線減少來確定箱內 CO2 濃度,而箱體內顆粒物能夠反射或部分吸收紅外線,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 空氣過濾器的培養(yǎng)箱內比較合適,如 Heal Force (力康) HF160W 水套式培養(yǎng)箱就是采用的 HEPA 過濾器配合高精度 IR 傳感器的配置;而 HF90 氣套式培養(yǎng)箱采用的是高精度 TCD 傳感器。
2. CO2 測量系統自動校準功能:
無論哪種 CO2 測量系統在使用一段時間后都會產生漂移,而產生漂移后直接會導致箱體內二氧化碳濃度不能穩(wěn)定在我們的設定值,致使培養(yǎng)失敗,所以我們在這里強烈建議用戶在選購培養(yǎng)箱時必須要選擇帶有 CO2測量系統自動校準功能的培養(yǎng)箱。
目前市面上擁有此功能的二氧化碳培養(yǎng)箱極少,而 Heal Force (力康)牌 HF90 氣套式二氧化碳培養(yǎng)箱能夠做到。 HF90 先進的 “AUTO-START” 自動啟動功能可以將培養(yǎng)箱自動調節(jié)到您所設定的各項工作參數,并使 CO2 濃度處于和穩(wěn)定狀態(tài),保證 CO2 濃度不產生正負漂移。
3. CO2 濃度均一性:此點與溫度均一性的要求類似,在此就不做贅述。
三、相對濕度
箱內濕度對于培養(yǎng)工作來說是一項非常重要然而又經常被忽略的因素。維持足夠的濕度水平并且要有足夠快的濕度恢復速度(如在開關門后)才能保證不會由于過度干燥而導致培養(yǎng)失敗。目前大多數的二氧化碳培養(yǎng)箱是通過增濕盤的蒸發(fā)作用產生濕氣的(其產生的相對濕度水平可達 95% 左右,但開門后濕度恢復速度很慢)。我們在此建議用戶在選購二氧化碳培養(yǎng)箱的時候盡量選擇濕度蒸發(fā)面積大的培養(yǎng)箱,因為我們知道濕度蒸發(fā)面積越大,越容易達到大相對飽和濕度并且開關門后的濕度恢復的時間越短。
Heal Force (力康)牌 HF90 二氧化碳培養(yǎng)箱的整個內部箱底被設計成為一個水庫式底盤,這樣可以做到蒸發(fā)面積大化,增強蒸發(fā)作用,水庫式底盤設計使培養(yǎng)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增濕的二氧化碳培養(yǎng)箱。四、防污染設計和消毒滅菌系統
污染是導致細胞培養(yǎng)失敗的一個主要因素,因而,二氧化碳培養(yǎng)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的區(qū)域和表面,并結合自動排除污染裝置來有效防止污染的產生。例如,鑒于 CO2 培養(yǎng)箱在使用過程中有時會伴有霉菌生長,為確保培養(yǎng)箱免受污染并且保證儀器箱體內的生物清潔性,相繼問世了多種消毒滅菌方式,如帶有紫外消毒功能的 CO2 培養(yǎng)箱(如 Heal Force 品牌的 HF151UV 和 HF212UV 二氧化碳培養(yǎng)箱);還有的設計生產了 HEPA 過濾器能過濾培養(yǎng)箱內空氣,可過濾除去 99.97% 的 0.3 微米以上的顆粒(如 Heal Force 品牌的 HF160W 二氧化碳培養(yǎng)箱);此外,還開發(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(yǎng)箱(如 Heal Force 品牌的 HF90 和 HF240 二氧化碳培養(yǎng)箱)。這些裝置對于細胞培養(yǎng)來說是*,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 過濾器由于受到過濾膜孔徑的影響,無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,一是傳統的高溫干熱消毒,另一種是先進的高溫濕熱滅菌。
接下來我們重點說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 蛋白質凝固所需的溫度與其含水量有關,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單的看消毒溫度,主要是看是否濕熱消毒。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,整個消毒過程中培養(yǎng)箱內的所有附件都不用取出,可以全部進行消毒;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(yǎng)箱內的傳感器、 HEPA 過濾器等都要在消毒過程中取出,等消毒結束再裝上,這樣即麻煩,附件又不能同時消毒,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(yǎng)箱的加熱系統的電熱絲必然要加粗,這會導致培養(yǎng)箱的溫度控制難度增加,均一性變差。所以我們建議用戶在選購二氧化碳培養(yǎng)箱時選擇含高溫濕熱滅菌方式的培養(yǎng)箱。
目前市面上有高溫濕熱滅菌功能的二氧化碳培養(yǎng)箱極少,而 Heal Force (力康)牌 HF90 氣套式二氧化碳培養(yǎng)箱能夠做到。 HF90 培養(yǎng)箱包含 90°C 高溫濕熱滅菌系統,同時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 進氣口 HEPA 過濾、外門開關檢測系統、三扇內玻璃小門等防污染設計,真真正正是一款理想的二氧化碳培養(yǎng)箱。
五、其它因素
二氧化碳培養(yǎng)箱的容積也是一個不可忽略的因素,買小了不夠用,大了又浪費又占地方。二氧化碳培養(yǎng)箱的可選容積非常廣,而且每種類型又有不同的容積可選。此時,就需要您在選購前對所需培養(yǎng)箱容積的范圍有一個比較準確的了解,并在此基礎上多預留一點空間,以保證不時之需。
此外,每一個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(如高溫自動調節(jié)和警報裝置、 CO2 警報裝置、密碼保護設置、自動校準系統、 LCD 顯示系統等等)的運用,就使得二氧化碳培養(yǎng)箱的操作和控制都非常的簡便。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甚區(qū)別,選購時不必太在意它們名字上的區(qū)別,關鍵是要自己覺得使用起來方便,容易操作。