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News Center培養(yǎng)箱工作場景
培養(yǎng)箱是一種常見的實驗室儀器,但是我們經(jīng)常遇到各種培養(yǎng)箱,比如:恒溫培養(yǎng)箱,恒溫恒濕培養(yǎng)箱,二氧化碳培養(yǎng)箱,厭氧培養(yǎng)箱,霉菌培養(yǎng)箱,光照培養(yǎng)箱等等。種類較多,讓我們來看看他們分別具有什么功能!
一.概述
培養(yǎng)箱,通過在培養(yǎng)箱箱體內(nèi)模擬形成一個類似細胞/組織/微生物在生物體內(nèi)或某一特定情況的生長環(huán)境,如一定的溫度、一定的濕度、一定的光照或一定的CO2水平、一定的酸堿度等,來對細胞/組織/生物體進行體外培養(yǎng)的一種裝置,是植物、生物、微生物、遺傳、病毒、醫(yī)學、環(huán)保等領(lǐng)域廣泛使用的設(shè)備,廣泛應用于低溫恒溫試驗、培養(yǎng)試驗、環(huán)境試驗等等。
二、恒溫培養(yǎng)箱
恒溫培養(yǎng)箱又稱隔水式電熱培養(yǎng)箱,通常分為兩種電熱式和隔水式,電熱式培養(yǎng)箱采用的是用電熱絲直接加熱,利用空氣對流,使箱內(nèi)溫度均勻,隔水式培養(yǎng)箱采用電熱管加熱水的方式加溫,以此使箱內(nèi)的溫度達到培養(yǎng)條件。廣泛應用于醫(yī)療衛(wèi)生、醫(yī)藥工業(yè)、生物化學、工業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)業(yè)科學等科研部門作細菌培養(yǎng)、育種、發(fā)酵及其他恒溫試驗用。
隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱:加熱管通過對夾層內(nèi)的水進行加熱,利用水的對流形成四面加熱,有效的保證加熱均勻性。水套遇斷電時仍能較好地恒溫,采用微電腦智能控溫儀和雙金屬片調(diào)節(jié)器兩種控溫方式。溫控范圍:室溫+5℃-60℃,只能把溫度穩(wěn)定在室溫以上,不帶制冷。
電熱恒溫培養(yǎng)箱:采用電加熱的方式,外殼采用冷扎板靜電噴塑,內(nèi)膽采用不銹鋼制作,保溫層采用石棉作為保溫材料,在底部設(shè)有加熱管,通過加熱管對箱體內(nèi)進行加熱,它的缺點就是溫度均勻性相對較差,溫沖比較高。主要由箱體、加熱器、鼓風機和溫控儀等幾部分組成。
恒溫培養(yǎng)箱的幾個重要參數(shù)是使用者在選擇產(chǎn)品是應該考慮的主要因素:
1、加熱方式:一般的恒溫培養(yǎng)箱分為隔水式和電熱式,隔水式恒溫培養(yǎng)箱采用加熱夾套中的水來達到箱子內(nèi)部升溫的目的,好處在于斷電后還能夠保持較長一段時間的溫度,溫度過沖比較小。而電熱式恒溫培養(yǎng)箱采用的是加熱電阻絲來達到加熱的目的,加熱速度比較快,也是常用的一種加熱方式。
2、容積:培養(yǎng)箱的容積有50L以下的小型培養(yǎng)箱,適合培養(yǎng)量不大的實驗室使用,大的400L以上的是一些大型實驗室用于培養(yǎng)所用,在這兩者之間的是實驗室常用的容量,用戶需要根據(jù)實際情況來選擇容量。
3、溫度范圍:一般培養(yǎng)箱的溫度都不高,一般是室溫到100℃之間,也有溫度下限比較低的到達零下10℃的,根據(jù)需要去選擇溫度范圍。
4、培養(yǎng)箱的材質(zhì):市面上現(xiàn)有的內(nèi)膽材質(zhì)一般有鐵質(zhì)的和不銹鋼的兩種,鐵質(zhì)的比較輕一點便于運輸,而不銹鋼材料的耐用一點。
其他還有一些例如比較關(guān)心的價格、產(chǎn)品質(zhì)量、使用范圍等也是參考的技術(shù)指標。
培養(yǎng)箱使用與維修保養(yǎng):
1、箱內(nèi)的培養(yǎng)物不宜放置過擠,以便于熱空氣對流,無論放入或取出物品應隨手關(guān)門,以免溫度波動。
2、電熱式培養(yǎng)箱應在箱內(nèi)放一個盛水的容器,以保持一定的濕度。
3、隔水式培養(yǎng)箱應注意先加水再通電,同時應經(jīng)常檢查水位,及時添加水。
4、電熱式培養(yǎng)箱在使用時應將風頂適當旋開,以利于調(diào)節(jié)箱內(nèi)的溫度。
三、恒溫恒濕箱
恒溫恒溫箱:可以準確地模擬恒溫、恒濕等復雜的自然環(huán)境,具有溫度和濕度控制系統(tǒng)的一種箱體。
(一)分類
按應用的行業(yè)分
實驗室一般用在用于植物培養(yǎng)、育種試驗;細菌、微生物培養(yǎng),用作育種、發(fā)酵、微生物培養(yǎng)、各種恒溫試驗、環(huán)境試驗、物質(zhì)變性試驗和培養(yǎng)基、血清、藥物等物品的儲存等??蓮V泛適用于藥物、紡織、食品加工等無菌試驗、廣泛應用于醫(yī)療衛(wèi)生、生物制藥、農(nóng)業(yè)科研、環(huán)境保護等研究應用領(lǐng)域。
工業(yè)一般用在適用于電子電工、家用電器、汽車、儀器儀表、電子化工、零部件、 原材料及涂層、 鍍層進行高低溫,高低濕的實驗、在航天、航空、船舶、兵器、電子、石化、郵電、通訊、汽車等領(lǐng)域倍受青睞。
其他分類
1、按用途:
試驗型:濕度在20-98%間,溫度高溫通常至150度,低溫部分分為0度,-20度,-40度,-60度等不等規(guī)格;培養(yǎng)生化型:溫度范圍通常在0-50度之間,濕度在50-95之間.這種適合于食品細菌培養(yǎng)等行業(yè)。
2、按尺寸:
一般恒溫恒濕箱的尺寸根據(jù)試驗產(chǎn)品的尺寸來決定,根據(jù)國標GB2423的要求,試驗工作室的尺寸要大于或等于試驗產(chǎn)品的3倍,這樣的做試驗的效果是理想的。
3、按電源:
恒溫恒濕箱不管是220V還是380V都是三相以上電源接口。
4、按風冷與水冷選擇:
恒溫恒濕箱一般采用風冷就足夠了,采用水冷的一般是大型的恒溫恒濕室或大箱體的快速升降溫試驗機,一般冷熱沖擊試驗箱采用水冷的比較多(工業(yè)用的)。
5、按表頭分:
編程儀表可做程式循環(huán)試驗,而普通儀表只能做定值試驗,溫濕度的變化只能手動操作。
6、按壓縮機:
主要是否進口控制器、壓縮機
7、按是否環(huán)保:
含氟與不含氟、無氟的壓縮機采用了與普通不同結(jié)構(gòu)的壓縮機﹐其工作狀態(tài)也存在較大的差異。無氟運轉(zhuǎn)時壓縮機的低壓吸氣管呈負壓狀態(tài)﹐而高壓排氣管的壓力較普通壓縮機要大﹐這樣會造成壓縮機溫度相對較高的問題﹐但是使用時只要注意加強壓縮機的散熱,將不影響其的制冷效果和使用壽命。
8、按可否多段編程:
不可編程和多段編程,多段編程能夠提供高的溫度,濕度環(huán)境。實現(xiàn)溫度的反復、步移和階梯式的恒溫培養(yǎng)。
9、按控制元件:非計算機控制和計算機控制。
11、按顯示方式:數(shù)值顯示和液晶顯示。
12、按內(nèi)膽:不銹鋼和鋁合金與工程塑料。
13、按保溫層:
聚脂發(fā)泡形成和硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料發(fā)泡與聚亞胺酯發(fā)泡式。
14、按透光窗:
采用雙層中空玻璃以確保箱內(nèi)的保溫性能,箱體內(nèi)部有冷、熱氣風道箱內(nèi)氣體循環(huán)流暢、溫度更加均勻,采用雙層玻璃以確保箱內(nèi)的保溫性能。
(二)恒溫恒濕箱的加濕、除濕方式
試驗箱的加濕方式一般采用蒸汽加濕法,即將低壓蒸汽直接注入試驗空間加濕。這種加濕方法加濕能力,速度快,加濕控制靈敏,尤其在降溫時容易實現(xiàn)強制加濕。
試驗箱的除濕方式有兩種:機械制冷除濕和干燥除濕。機械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點溫度以下,使大于飽和含濕量的水汽凝結(jié)析出,這樣就降低了濕度。干燥器除濕是利用氣泵將試驗箱內(nèi)的空氣抽出,并將干燥的空氣注入,同時將濕空氣送入可循環(huán)利用的干燥進行干燥,干燥完后又送入試驗箱內(nèi),如此反復循環(huán)進行除濕?,F(xiàn)在大部分綜合試驗箱采用前一種除濕方式法,后一種的除濕方法,可以使露點溫度達到0℃一下。適用于有特殊要求的場合,但費用較貴。
(三)濕度傳感器使用注意事項
銷售特別注意,濕度控制精度不要隨便承諾客戶,要根據(jù)儀器的具體性狀來判斷
1、選擇測量精度
測量精度是濕度傳感器最重要的指標,每提高—個百分點,對濕度傳感器來說就是上了一個臺階一個檔次。因為要達到不同的精度,其制造成本相差很大,售價也相差甚遠。所以購買者一定要量體裁衣,不宜盲目追求“高、精、尖"。
如在不同溫度下使用濕度傳感器,其示值還要考慮溫度漂移的影響。相對濕度是溫度的函數(shù),溫度嚴重地影響著空間內(nèi)的相對濕度。溫度每變化0.1℃,將產(chǎn)生0.5%RH的濕度變化誤差。使用場合如果難以做到恒溫,則提出過高的測濕精度是不合適的。多數(shù)情況下,如果沒有精確的控溫手段,或者被測空間是非密封的,±5%RH的精度就足夠了。對于要求精確控制恒溫、恒濕的局部空間,或者需要隨時跟蹤記錄濕度變化的場合,再選用±3%RH以上精度的濕度傳感器。而精度高于±2%RH的要求,恐怕連校準傳感器的標準濕度發(fā)生器也難以做到,更何況傳感器自身了。相對濕度測量儀表,即使在20—25℃下,要達到2%RH的準確度仍是很困難的。通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫(20℃±10℃)和潔凈的氣體中測量的。
2、考慮時漂和溫漂
在實際使用中,由于塵土、油污及有害氣體的影響,使用時間久了,電子式濕度傳器會產(chǎn)生老化,精度下降,電子式濕度傳器年漂移量一般都在±2%左右,甚至更高。
3、選擇測量范圍
選擇濕度傳感器和重量、溫度一樣,首先要確定測量范圍。除了氣象、科研部門外,高溫、濕度測控的一般不需要全濕程0-100%RH測量。
4、其它注意事項
濕度傳感器是非密封性的,為保護測量的準確度和穩(wěn)定性,應盡量避免在酸性、堿性及含有機溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映預測空間的濕度,還應避免將傳感器安放在離墻壁太近,或空氣不流通的死角處。如果被測的房間太大,就應放置多個傳感器。
濕度傳感器是非密封性的,為保護測量的準確度和穩(wěn)定性,應盡量避免在酸性、堿性及含有機溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映預測空間的濕度,還應避免將傳感器安放在離墻壁太近,或空氣不流通的死角處。如果被測的房間太大,就應放置多個傳感器。
有的濕度傳感器對供電電源要求比較高,否則將影響測量精度。或者傳感器之間相互干擾,甚至無法工作。使用時應按照技術(shù)要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。
四、生化培養(yǎng)箱
生化培養(yǎng)箱具有制冷和加熱雙向調(diào)溫系統(tǒng),溫度可控的功能,是植物、生物、微生物、遺傳、醫(yī)學、環(huán)保等科研,教研教育部門常用的實驗室設(shè)備,廣泛應用于低溫恒溫試驗、培養(yǎng)試驗、環(huán)境試驗等等。生化培養(yǎng)箱和恒溫培養(yǎng)箱是最常使用的兩種,同是培養(yǎng)箱,有什么不同之處?
1、生化培養(yǎng)箱主要用于生化反應的孵化,所以它們的門主要由玻璃組成,用于在特定溫度孵化反應,操作者可在不破壞反應條件的前提下在外觀察反應的變化;亦可用于細菌霉菌的培養(yǎng)。
2、工作室采用不銹鋼板或優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板加工成型,并經(jīng)防銹防腐處理。
3、壓縮機制冷,可適應范圍很大,一年四季均可保持在恒定溫度。
五、霉菌培養(yǎng)箱
霉菌培養(yǎng)箱具有加熱、制冷、加濕、消毒功能的高精度實驗室設(shè)備,廣泛應用于各種霉菌、組織細胞、微生物的培養(yǎng),也可用于昆蟲、小動物的飼養(yǎng)及其它用途的恒溫試驗。
霉菌培養(yǎng)箱是適合培養(yǎng)霉菌等真核微生物的實驗設(shè)備,因為大部分霉菌適合在室溫(25攝氏度)下生長,且在固體基質(zhì)上培養(yǎng)時需要保持一定的濕度。所以一般會在霉菌培養(yǎng)箱中增濕(要求不高的話,可以放一盤或一杯水,也可以外置增濕器,通過管道輸入,要求更嚴格需要增加濕度控制功能)。細菌因培養(yǎng)時間短,恒溫培養(yǎng)箱就足夠了,不需要另外加濕防止培養(yǎng)基干掉或濕度不夠。
霉菌培養(yǎng)箱比生化培養(yǎng)箱多一個消毒功能,一般都是帶紫外殺菌燈,可以作為生化培養(yǎng)箱使用。也有部分霉菌培養(yǎng)箱在恒溫,殺菌基礎(chǔ)上增加了濕度控制,帶濕度控制的霉菌培養(yǎng)箱也可以當做恒溫恒濕培養(yǎng)箱使用。
六、厭氧培養(yǎng)箱
厭氧手套箱(Anaerobie glove box)即厭氧培養(yǎng)箱,是迄今為止培養(yǎng)厭氧菌佳儀器之一。它是一個密閉的大型金屬箱,箱的前面有一個有機玻璃做的透明面板,板上裝有兩個手套,可通過手套在箱內(nèi)進行操作,故名。箱側(cè)有一交換室,具有內(nèi)外二門,內(nèi)門通箱內(nèi)先關(guān)著。欲放物入箱,先打開外門,放入交換室,關(guān)上外門進行抽氣和換氣(H2,CO2,N2)達到厭氧狀態(tài),然后手伸入手套把交換室內(nèi)門打開,將物品移入箱內(nèi),關(guān)上內(nèi)門。箱內(nèi)保持厭氧狀態(tài),也是利用充氣中的氫在鈀的催化下和箱中錢殘余氧化合成水的原理。該箱可調(diào)節(jié)溫度,本身是孵箱或孵箱即附在其內(nèi),還可放入解剖顯微鏡便于觀察厭氧菌菌落,這種厭氧箱適于作厭氧細菌的大量培養(yǎng)研究,大量培養(yǎng)基可放入作預還原和厭氧性無菌試驗。金屬硬壁型厭氧箱的抽氣、充氣、厭氧環(huán)境和溫度等均系自動調(diào)節(jié)。
(一)結(jié)構(gòu)
共分為:厭氧室、傳輸艙、裸手袖套操作孔、氣路及電路控制系統(tǒng)四大部分。
1、厭氧室
內(nèi)腔機械強制對流與內(nèi)腔正壓,實現(xiàn)恒溫、控濕、除氧、生物脫毒四方面狀態(tài)穩(wěn)定均一,并且快速恢復,操作培養(yǎng)同室進行。
2、傳輸艙:
采用緊湊式筒狀設(shè)計,實現(xiàn)單人單手輕松轉(zhuǎn)移樣品。
3、裸手袖套操作孔:
無需進行抽真空/充氮置換過程,雙手可直進直出內(nèi)腔厭氧。
4、控制系統(tǒng):
實時狀態(tài)自檢報警功能,確保設(shè)備正常運行。
(二)操作室厭氧環(huán)境形成
1)按使用要求放置好必要的配件和器具、并向操作室內(nèi)放入兩個無毒塑料袋。
2)混合氣瓶、氮氣瓶輸入壓力調(diào)整,調(diào)節(jié)減壓閥,使輸入壓力為0.1Mpa
3) 打開設(shè)備后配,電源開關(guān)后,按控制牌上的總電源鍵,使設(shè)備通電。
4)操作室放入1000g鈀粒(密封),由冷凝系統(tǒng)除濕,并放入?yún)捬踔甘緞?/span>
5)關(guān)緊取樣室內(nèi)外門,并抽真空校驗。(按控制面牌上真空泵鍵,按一下開,再按一下關(guān))
6)操作室內(nèi)第一次置換(氮氣置換):
(1)先用橡皮管插入操作室內(nèi)進氣口,另一個插入塑料袋。
(2)接通氮氣進氣路,打開操作室氮氣控制閥,使兩只塑料袋充足氮氣后,關(guān)閉電磁閥,然后扎緊袋口。
(3)把乳膠手套套在觀察板法蘭圈上并扎緊。
(4)把塑料袋內(nèi)氮氣漸漸的放于操作室內(nèi),至全部防除。
7)操作室第二次置換(氮氣置換)重復一次沖氮過程,取樣室先抽真空,并注意隨時按排氣閥關(guān)閉排氣。
8)操作室第三次置換(混合氣體置換) (混合氣體配比為H2 1/85% H2 1/10% H2 1/10% CO2/15%)
(1)調(diào)換氣路打開操作室混合氣閥進氣,沖氣時取樣室先抽真空,并注意隨時按排氣閥關(guān)閉排氣。
(2)混合氣充滿塑料袋后,關(guān)閉電磁閥,并打開混合氣限流閥,使混合氣經(jīng)過穩(wěn)流器、流量計、調(diào)整流量計,流量為每分鐘10毫升左右。
(3)把塑料袋內(nèi)混合氣漸漸排于操作室內(nèi)。
(4)通過三次換氣后,操作室內(nèi)氣體含氧量已處于極為量狀態(tài)。
9)操作室內(nèi)打開鈀粒除氧劑,接通除氧催化器電源進行催化除氧,并在厭氧指示條反應區(qū)上滴一點潔凈水,1-2小時后,觀察其變色情況,反應部分深藍色變?yōu)闇\藍為操作室內(nèi)達到厭氧環(huán)境。
10)紫外線滅菌燈,室內(nèi)進行滅菌處理,滅菌時間自定。
(三)菌種的置入和培養(yǎng)
1)檢查取樣室內(nèi)門并關(guān)緊之。
2)打開取樣室外門,將菌種放入取樣室后即關(guān)上外們。
3)取樣室充氮置換三次過程,先抽真空度500毫米汞柱(66Kpa)以上停,然后打開取樣室氧氣閥進氣,使指針回復零位,關(guān)掉閥。取樣室充氮置換三次過程結(jié)束。
4)如選定真空度較低就需要增加置換的次數(shù)。
5)取樣室外門開啟、關(guān)緊后,再抽低真空度100毫米汞柱(13Kpa)檢驗。
6)厭氧培養(yǎng)箱需要長期連續(xù)使用的條件
(1)每天在操作室內(nèi)放入美蘭指示條觀察,如不能正常就必須重新?lián)Q氣。
(2)要長期連續(xù)輸入微量的混合氣體。使補進的氮氣能和微量的氮結(jié)合通過催化吸收,保證了室內(nèi)厭氧狀態(tài),補入混合氣流量選定為每分鐘10毫升左右。
(3).連續(xù)培養(yǎng)運行一天,更換一次除氧劑和干燥劑。(換下的除氧劑和干燥劑可放在200℃干燥箱內(nèi),干燥2-3小時可使其復原)
7)接種棒滅菌器的應用:
(1)隨時用鎳烙電熱絲使電極短路而變赤熱以進行殺菌(接種棒)。
(2)熔蠟處可直接放上試管封蠟口旋轉(zhuǎn)熔蠟。
8)操作室理的培養(yǎng)箱理的培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度可任意選擇和控制。
(四)注意事項
1.儀表盡可能地安裝于空氣清靜,溫度變化較小的地方。
2.開機前應全面熟悉和了解各組成配套儀器、儀表的說明書、掌握正確的使用方法。
3.培養(yǎng)物放入必須是在操作室內(nèi)達到絕對厭氧環(huán)境后放入。
4.如發(fā)生故障(停氣等原因)操作室內(nèi)仍可保持12小時厭氧狀態(tài)。(超過12小時則根據(jù)需要把培養(yǎng)物取出另作處理)。
5.經(jīng)常注意氣路有無漏氣現(xiàn)象。
6.調(diào)換氣瓶時,注意要扎緊氣管,避免流入含氧氣體
7.真空泵按要求使用,定期檢查加油。
8.停止使用,關(guān)閉總電源鍵,及設(shè)備后部的電源開關(guān)
(五)臨床常見厭氧菌
梭狀芽胞桿菌屬(Clostridium)
簡稱梭菌屬,常見致病菌有破傷風梭菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、肉毒梭菌和艱難梭菌,均為嚴格厭氧菌。其中產(chǎn)氣莢膜梭菌常引起氣性壞疽,且病程短、癥狀兇險;艱難梭菌常引起抗生素相關(guān)性腹瀉,極易因誤診而產(chǎn)生嚴重癥狀。
卟啉單胞菌屬(Porphyromonas Shah and Collins)
常見致病菌有牙齦卟啉單胞菌、牙髓卟啉單胞菌等,嚴格厭氧菌。其中牙齦卟啉單胞菌是牙周疾病的主要病原菌;牙髓卟啉單胞菌主要引起牙髓及根尖組織疾病。
念珠菌屬(candidiasis)
常見致病菌有白色念珠菌,厭氧菌。白色念珠菌口腔粘膜感染常引起口腔潰瘍,而其在陰道內(nèi)感染則是婦科疾病的主要起因。
乳酸桿菌屬(Lacticacid bacteria)
常見條件致病菌有嗜酸乳桿菌,厭氧菌。該菌為齲齒形成的主要原因,也是牙科主要防治菌之一。
螺桿菌屬(Helicobacter)
常見致病菌有幽門螺桿菌,微需氧菌。該菌為慢性胃炎和胃腸潰瘍的主要病原菌,也與原發(fā)性胃癌有密切關(guān)系。
彎曲菌屬(Campylobacter)
常見致病菌有空腸彎曲菌,微需氧菌。該菌為腸炎的重要病原菌之一,常因抗生素治療無效而延誤病情,產(chǎn)生嚴重后果。
七、二氧化碳培養(yǎng)箱
二氧化碳培養(yǎng)箱原理是其通過在培養(yǎng)箱箱體內(nèi)模擬形成一個類似細胞/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CO2水平(5%),來對細胞/組織進行體外培養(yǎng)的一種裝置。二氧化碳培養(yǎng)箱廣泛應用于醫(yī)學、免疫學、遺傳學、微生物、農(nóng)業(yè)科學、藥物學的研究和生產(chǎn),已經(jīng)成為上述領(lǐng)域?qū)嶒炇页?/span>用的常規(guī)儀器之一。
一般細胞培養(yǎng)液的pH在7.0-7.4之間。由于碳酸鹽pH緩沖系統(tǒng)是一種生理pH緩沖系統(tǒng)(它是人體血液中最重要的pH緩沖系統(tǒng)),所以大多數(shù)培養(yǎng)液用它來保持穩(wěn)定的pH。用粉末配制培養(yǎng)液時,常常需要加入一定量的碳酸氫鈉。對大多數(shù)以碳酸鹽作為pH緩沖系統(tǒng)的培養(yǎng)液而言,以為了維持穩(wěn)定的pH,培養(yǎng)箱中的二氧化碳需要維持在2-10%之間,以保持培養(yǎng)液中溶解的二氧化碳的濃度。同時細胞培養(yǎng)的器皿需要一定程度的透氣,以便于氣體的交換。
是不是采用其他pH緩沖系統(tǒng)就不需要二氧化碳培養(yǎng)箱了呢?人們發(fā)現(xiàn)由于空氣中的二氧化碳濃度很低,如果細胞不在二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng),培養(yǎng)液中的HCO3-會被耗盡,這樣會影響細胞的正常生長。所以大部分動物細胞的培養(yǎng),還是需要二氧化碳培養(yǎng)箱。
用戶對二氧化碳培養(yǎng)箱都有兩條最基本的要求,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┚_穩(wěn)定的控制,以便于其研究工作的進展;二是要求二氧化碳培養(yǎng)箱能夠?qū)ε囵B(yǎng)箱內(nèi)的微生物污染進行有效的防范,并且能夠定期消除污染,以保護研究成果,防止樣品損失。所以,選購二氧化碳培養(yǎng)箱的老師最關(guān)心的當然就是其高可靠性、對污染的防范和控制及使用方便。
(一)溫度的控制
1. 加熱方式:
氣套式加熱和水套式加熱,兩種加熱系統(tǒng)都是精確和可靠的,同時它們都有著各自的優(yōu)點和缺點。
水套式加熱是通過一個獨立的水套層包圍內(nèi)部的箱體來維持溫度恒定的,其優(yōu)點:水是一種很好的絕熱物質(zhì),當遇到斷電的時候,水套式系統(tǒng)就可以比較長時間的保持培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度準確性和穩(wěn)定性(維持溫度恒定的時間是氣套式系統(tǒng)的3~4倍),有利于實驗環(huán)境不太穩(wěn)定(如有用電限制,或者經(jīng)常停電)并需要保持長時間穩(wěn)定的培養(yǎng)條件的用戶選用。
氣套式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(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)。此外,對于使用者來說氣套式設(shè)計比水套式更簡單化(水套式需要對水箱進行加水、清空和清洗,并要經(jīng)常監(jiān)控水箱運作的情況)。
2. 溫控系統(tǒng):
保持培養(yǎng)箱內(nèi)恒定的溫度是維持細胞健康生長的重要因素,因此精確可靠的溫控系統(tǒng)是培養(yǎng)箱非常的重要部分。為了使培養(yǎng)箱更加穩(wěn)定的工作,我們推薦用戶選用具備相互獨立三重溫度控制功能的二氧化碳培養(yǎng)箱,即箱內(nèi)溫度控制、超溫報警控制和環(huán)境溫度監(jiān)控。
我們知道培養(yǎng)箱的工作溫度一般是高于室溫5℃,如果沒有緩慢加熱模式就非常容易在夏天高溫天氣(如室溫30℃左右時)產(chǎn)生箱內(nèi)溫度過高;如果有獨立超溫報警功能能夠快速準確的在培養(yǎng)箱內(nèi)溫度高于培養(yǎng)溫度1℃時,切斷培養(yǎng)箱的主加熱系統(tǒng),同時聲光報警;環(huán)境溫度監(jiān)控可以根據(jù)環(huán)境溫度的變化自 動調(diào)節(jié)培養(yǎng)箱外門輔助加熱系統(tǒng)的功率,達到精確控制箱體內(nèi)溫度的目的。
3. 溫度均一性:
二氧化碳培養(yǎng)箱箱體內(nèi)的溫度均一性也是用戶需要考慮的主要因素,一般在箱體內(nèi)配備了風扇以及風道的培養(yǎng)箱的均一度要好很多,同時此裝置還有助于箱內(nèi)溫度、CO2濃度和相對濕度的迅速恢復。
當然,風扇/風道的優(yōu)化也是同等重要的,二氧化碳培養(yǎng)箱設(shè)計的大直徑風扇和循環(huán)風道能夠保證箱體內(nèi)溫度和二氧化碳濃度的均一性。大直徑風扇相比其他品牌培養(yǎng)箱的風扇,能夠在低轉(zhuǎn)速(低風速)時產(chǎn)生大的空氣循環(huán)流量,在達到均一性目的的同時,降低風速、減少箱內(nèi)震動。降低風速、減少震動同時也就大大提高了箱內(nèi)細胞培養(yǎng)的成功率。
(二)二氧化碳濃度控制
1. 兩種控制系統(tǒng):
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(nèi)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(nèi)空氣的熱導率發(fā)生變化,這樣就會產(chǎn)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(tǒng)包括一個紅外發(fā)射器和一個傳感器,當箱體內(nèi)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(nèi)CO2的水平,從而可以得出箱體內(nèi)CO2的濃度。由于IR系統(tǒng)是通過紅外線減少來確定箱內(nèi)CO2濃度,而箱體內(nèi)顆粒物能夠反射或部分吸收紅外線,使得IR系統(tǒng)對箱體內(nèi)顆粒物的多少比較敏感,因此IR傳感器應用在含HEPA高效空氣過濾器的培養(yǎng)箱內(nèi)比較合適。
2. CO2測量系統(tǒng)自動校準功能:
無論哪種CO2測量系統(tǒng)在使用一段時間后都會產(chǎn)生漂移,而產(chǎn)生漂移后直接會導致箱體內(nèi)二氧化碳濃度不能穩(wěn)定在我們的設(shè)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(tǒng)自動校準功能的培養(yǎng)箱。
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)相對濕讀
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。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(guān)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(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≥85%RH,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,越容易達到最大相對飽和濕度并且開關(guān)門后的濕度恢復的時間越短。
(四)防污染設(shè)計和消毒滅菌系統(tǒng)
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(shè)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(jié)合自動排除污染裝置來有效防止污染的產(chǎn)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(nèi)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;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微米以上的顆粒;此外,還開發(fā)設(shè)計了能使箱內(nèi)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。這些裝置對于細胞培養(yǎng)來說是必要的,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,難以達高效滅菌的要求;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(tǒng)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(zhì)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(zhì)凝固所需的溫度與其含水量有關(guān),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(zhì)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℃就能達到很好的消毒效果,整個消毒過程中培養(yǎng) 箱內(nèi)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℃以上,在這種溫度下消毒培養(yǎng)箱內(nèi)的傳感器、HEPA過 濾器等都要在消毒過程中取出,等消毒結(jié)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℃以上的高溫,培養(yǎng)箱的加熱 系統(tǒng)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。
(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(chǔ)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(tǒng)和其它各種功能附件(如高溫自動調(diào)節(jié)和警報裝置、CO2警報裝置、密碼保護設(shè)置、自動校準系統(tǒng)、LCD顯示系統(tǒng)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(tǒng)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(guān)鍵是要自己覺得使用起來方便,容易操作。
八、光照培養(yǎng)箱
光照培養(yǎng)箱是具有光照功能的高精度恒溫設(shè)備,主要是用來做植物的培養(yǎng)。光照培養(yǎng)箱外殼一般是冷軋鋼板、表面采用靜電噴涂工藝、內(nèi)膽為工程塑料或不銹鋼、保溫層由聚脂發(fā)泡形成,透光窗采用雙層中空玻璃以確保箱內(nèi)的保溫性能,箱體內(nèi)部有冷、熱氣風道、箱內(nèi)氣體循環(huán)流暢、溫度更加均勻。
(一)什么是光照培養(yǎng)箱
光照培養(yǎng)箱是具有溫度、光照控制功能,為用戶提供一個理想的實驗環(huán)境的箱體類設(shè)備。
(二)光照培養(yǎng)箱的用途
光照培養(yǎng)箱可通過編程,設(shè)置溫度、光照強度、時間來模擬白天、黑夜的環(huán)境。它可用作植物的發(fā)芽、育苗、組織、微生物的培養(yǎng);昆蟲及小動物的飼養(yǎng);水體分析的BOD的測定試驗。是生物遺傳工程、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)境科學、畜牧、水產(chǎn)等生產(chǎn)和科研部門理想的試驗設(shè)備。
(三)光照培養(yǎng)箱的特點
1、人性化設(shè)計
2、順應世界環(huán)保潮流,全新無氟設(shè)計,使你始終走在健康生活的前沿。
3、人性化觸摸按鍵,菜單式操作,直觀明了,多個參數(shù)可同屏顯示。
4、 采用鏡面不銹鋼內(nèi)膽,四角半圓弧過渡,無需工具可拆卸箱體內(nèi)隔板或隔條,便于工作室消毒與清洗。
5、智能化控制技術(shù)
6、可模擬大自然白天及黑夜的溫度變化,也可模擬大自然多方向性光源。
7、用戶設(shè)定的參數(shù)可以在停電的情況下自動儲存,并在通電后運行原設(shè)定程序。
8、 循環(huán)風速大小自動控制,可避免試驗過程中由于循環(huán)風速過快而吹倒植物幼苗。
9、智能化多段可編程控制
10、程序控制溫度、光照度、時間和升溫速率,并可進行多段梯度程序控制,使復雜的試驗過程簡化,真正實現(xiàn)自動控制和運行。
11、連續(xù)運行技術(shù)
12、兩套進口壓縮機自動輪流切換,確保植物培育長時間運行不發(fā)生故障,突破現(xiàn)有光照培養(yǎng)箱/人工氣候箱無法長時間運行的缺陷。
13、自我診斷功能
14、當光照箱發(fā)生故障時,液晶顯示屏出現(xiàn)故障信息,運行故障一目了然。
15、安全功能
獨立限溫報警系統(tǒng),并聲光報警提示操作者,保證安全運行不發(fā)生意外。 溫度偏高或偏低報警。
(四)光照培養(yǎng)箱的主要參數(shù)
1、控溫范圍:有光照10~60℃,無光照5~60℃
2、溫度分辨率:0.1℃
3、溫度波動度:高溫±0.5℃,低溫±1℃
4、光照強度:≥6000LX、0-32000LX
5、程控功能:溫度、光照度單獨設(shè)定,可設(shè)定多段程序每段設(shè)置時間范圍0~9999min
(五)光照培養(yǎng)箱的選擇
1、按可調(diào)級數(shù)分:
≥6000LX分六級可調(diào);
0-32000LX無級調(diào)光
2、按容積分:150L、200L 、250L 、300L、400L,400L以上
其中150L和250L常用
3、按能達到大光照強度分:
≥ 6000LX
0LX-32000 LX
4、按是否環(huán)保分:含氟與不含氟
5、是否制冷分:低溫光照培養(yǎng)箱和常溫光照培養(yǎng)箱
6、按可否多段編程分:不可編程和多段編程
7、按控制元件分:非計算機控制和計算機控制
8、按光照面數(shù)分:一面光照、兩面光照、三面光照、四面光照
9、按顯示方式分:數(shù)值顯示和液晶顯示
10、按壓縮機的數(shù)量分:無壓縮機、單壓縮機、和雙壓縮機
11、按內(nèi)膽分:不銹鋼和鋁合金與工程塑料
12、按保溫層分:聚脂發(fā)泡形成和硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料發(fā)泡與聚亞胺酯發(fā)泡式
13、按透光窗分:采用雙層中空玻璃以確保箱內(nèi)的保溫性能,箱體內(nèi)部有冷、熱氣風道箱內(nèi)氣體循環(huán)流暢、溫度更加均勻。