GalaxyB二氧化碳培養箱
摘 要〕二氧化碳培養箱是醫院實驗室最普遍使用的常規儀器之壹。二氧化碳培養箱能在箱體內模擬形
成壹個細胞、組織在生物體內的生長環境。箱內具有恒定的酸堿度(pH值: 7·2~7·4)、穩定的溫度(37℃)、
較高的相對濕度(95%)、穩定的CO2水平(5%)。本文介紹了二氧化碳培養箱的原理,以及正確使用方法和
註意要點。
〔關鍵詞〕二氧化碳培養箱;二氧化碳濃度;正確使用
二氧化碳培養箱是現代大中型醫院進行科學研
究必不可少的重要設備,分布於醫院各個實驗室。
它通過在培養箱箱體內模擬形成壹個類似細胞組織
在生物體內的生長環境如恒定的酸堿度(pH值:
7·2~7·4),穩定的溫度(37℃),較高的相對濕度
(95%),穩定的二氧化碳水平(5%),來對組織、
細胞、細菌進行體外培養的壹種裝置。常用的二氧
化碳培養箱有兩種類型:氣套式和水套式。
二氧化碳培養箱有兩條基本的要求:壹是要求
二氧化碳培養箱能夠對溫度、二氧化碳濃度和濕度
提供最精確穩定的控制,以便於其研究工作的進
展;二是要求二氧化碳培養箱能夠對培養箱內的微
生物汙染進行有效的防範,並能夠定期消除汙染,
以保護研究成果,防止樣品損失。
1 二氧化碳培養箱基本工作原理
水套式二氧化碳培養箱的溫度是通過電熱絲給
水套內的水加熱,再通過箱內溫度傳感器來檢測溫
度變化,使箱內的溫度恒定在設置溫度。氣套式二
氧化碳培養箱的加熱是通過遍布箱體氣套層內的加
熱器直接對內箱體進行加熱的,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,特別有利於短期培
養以及需要箱門頻繁開關的培養。箱內溫度壹般設
定在37℃±0·2℃左右。
二氧化碳培養箱控制二氧化碳的濃度是通過二
氧化碳濃度傳感器來進行的。二氧化碳傳感器用來
檢測箱體內二氧化碳濃度,將檢測結果傳遞給控制
電路及電磁閥等控制器件,如果檢測到箱內二氧化
碳濃度偏低,則電磁閥打開,二氧化碳進入箱體
內,直到二氧化碳濃度達到所設置濃度,此時電磁
閥關閉,箱內二氧化碳切斷,達到穩定狀態。二氧
化碳采樣器將箱內二氧化碳和空氣混合後的氣體取
樣到機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到要求。
目前大多數的二氧化碳培養箱是通過增濕盤的
蒸發作用產生濕氣的(其產生的相對濕度水平可達
95%左右,但開門後濕度恢復速度很慢)。因為濕
度蒸發面積越大,越容易達到最大相對飽和濕度並
且開關門後的濕度恢復的時間越短。所以濕度蒸發
面積大的培養箱較濕度蒸發面積小的培養箱容易保
持最大相對飽和濕度。
2 壹定要做好使用前的準備工作
二氧化碳培養箱應由專人負責使用,操作盤上
的任何開關和調節旋扭壹旦固定後,不要隨意扭
動,以免影響箱內溫度,二氧化碳濃度,濕度的波
動,同時降低機器的靈敏度。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,後部及側面應留出5 cm的空隙。加裝穩壓電
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,防止礦物質儲積在
水箱內產生腐蝕作用,經常檢查箱內水是否足夠,
水位應加至“水位指示燈”滅燈時為止。使用前箱
內應用消毒酒精或碘溶液徹底擦洗,防止其他微生
物汙染,導致實驗失敗。在房間安裝空調,使環境
溫度保持在25℃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汙染
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
二氧化碳培養箱箱內氣壓由二氧化碳氣體傳感
器控制。二氧化碳傳感器正常反饋要求進氣壓為
0·06MPa。當箱內氣壓降低時,二氧化碳傳感器在
低壓刺激下有節奏地開閉,向箱內慢慢充氣,當進
氣壓達0·1MPa時,自動停止調節。如充氣方法不
當,使進氣壓力增大,當超過0·1MPa甚至0·2MPa
壓力,會損傷二氧化碳傳感器。開始這種損傷效應
不明顯,不易察覺,反復錯誤操作,二氧化碳傳感
器損傷累積最終致命損壞,使氣壓調節失靈。因
此,二氧化碳傳感器壽命與二氧化碳進氣壓大小有
關,只要做好進氣壓調節,就能保護二氧化碳傳感
器性能。二氧化碳傳感器價格昂貴,更換不易,所
以壹定要做好進氣壓調節,延長二氧化碳傳感器使
用壽命。
4 做培養時註意培養箱濕度
箱內濕度對於培養工作來說是壹項非常重要然
而又經常被忽略的因素。因為飽和濕度環境可以避
免培養液中二氧化碳逃逸,培養液中pH值穩定,
有利於細胞生長,足夠的濕度水平並且要有足夠快
的濕度恢復速度(如在開關門後)才能保證不會由
於過度幹燥而導致培養失敗。所以二氧化碳培養箱
使用過程中,在箱內托盤中放壹定量的滅菌水(3/2
至全盤),使箱內成為飽和濕度環境。如使用者忘
記補加水,使培養細胞處於低濕度甚至幹熱環境
中,培養液二氧化碳氣體易揮發,液體pH值升
高,影響細胞生長,在工作中要力求避免此問題發
生。樣本多時,箱內分區存放,培養物用筐或瓷盤
存放,這樣存取快速,縮短開門時間,減少箱內氣
體和濕度變化,節省氣體,穩定了細胞生長環境。
5 防止二氧化碳培養箱汙染做好箱內消毒
二氧化碳培養箱汙染是導致細胞培養失敗的壹
個主要因素,所以要減少和防止汙染的發生,主要
途徑是盡量減少微生物可以生長的區域和表面,采
取消毒措施。例如,針對箱內濕熱環境易滋生細菌
等問題,我們采用在1000mL水中加2mL新潔爾滅
液,定期用酒精和紫外線消毒箱內空氣,培養物酒
精擦拭入箱內,盤裏的水至少要壹周換壹次,控制
汙染,可以維持適應的蒸發作用,減少箱內微生物
滋生速度。為了培養箱免受汙染並且保證儀器箱體
內的生物清潔性,有些二氧化碳培養箱設計了自動
排除汙染裝置來有效防止汙染的產生。目前有多種
消毒滅菌方式,如帶有紫外消毒功能的CO2培養
箱。還有的設計生產了HEPA過濾器能過濾培養箱
內空氣,可過濾除去99·97%的0·3μm以上的顆
粒,此外,還有設計了能使箱內達到高溫濕熱的環
境從而殺死汙染微生物,達到消毒滅菌目的的培養
箱。
6 二氧化碳培養箱零點飄移的監控和零點的調整
培養箱使用過程中,二氧化碳零點會發生自然
飄移現象,這種現象不能在箱面氣體顯示框中表現
出來,使用者也不易覺察到飄移結果。二氧化碳零
點是否飄移,可通過二氧化碳氣體測試儀,從控制
盤上的采樣口可以采到培養箱內的氣體,然後用氣
體色譜儀就可以測到二氧化碳濃度了。
二氧化碳培養箱零點的調整的步驟(壹般以空
氣為標準來校零,每半年進行壹次,以Thermo
3111型為例):
(1)把二氧化碳濃度設定值設為零,目的是不
讓鋼瓶中二氧化碳進入箱內。
(2)打開所有的門5 min,往水盆內加上水,
關上所有的門,穩定12 h以上。
(3)等溫濕度充分穩定後,觀察二氧化碳濃度
顯示值是否為零,若不為零,校正至零(按Mode
鍵至Cal檔,按左鍵或右鍵選擇至顯示“CO2 CAL
XX·X”,用上鍵或下鍵把數值調為零,然後按En-
ter鍵確認)。
(4)重新把二氧化碳濃度設定值設回(如
5·0 %)。
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