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二氧化碳培养箱

对细胞/组织进行体外培养的装置

二氧化碳培养箱是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，培养箱要求稳定的温度（37°C）、稳定的CO2水平（5%）、恒定的酸碱度（pH值：7.2-7.4）、较高的相对饱和湿度（95%），来对细胞/组织进行体外培养的一种装置，是细胞、组织、细菌培养的一种先进仪器，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。

工作原理
CO2传感器用来检测箱体内CO2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CO2浓度偏低，则电磁阀打开，CO2进入箱体，直到CO2浓度达到所设置浓度，此时电磁阀关闭，箱内CO2切断，达到稳定状态。CO2采样器将箱内CO2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CO2浓度测定仪来检测CO2的浓度是否达到要求。微处理控制系统以及其它各种功能附件如高低温自动调节和警报装置、CO2警报装置、密码保护设置等，可维持培养箱内温度、湿度和CO2浓度稳态。
应用范围
广泛应用于微生物、医学、制药、环保、食品、畜牧等科学领域的研究和生产。常见于细胞动力学研究、哺乳动物细胞分泌物的收集、各种物理、化学因素的致癌或毒理效应、抗原的研究和生产、培养杂交瘤细胞生产抗体、体外授精（IVF）、干细胞、组织工程、药物筛选等研究领域。
结构特点与要求
1. 内胆采用镜面不锈钢或拉丝板氩弧焊制作，四角半圆形易清洁。
2. 微电脑温度控制器，温度波动小。
3. 部分CO2培养箱提供灭菌功能，通过自动高温热空气杀菌或让空气循环通过紫外线腔体来灭菌。
4. 独立限温报警系统，超过限制温度即自动中断，保证实验安全运行不发生意外。
5. 采用门温控制可有效防止箱内玻璃门结露现象。
6. 水套式配有微生物过滤器，能过滤培养箱内的空气，除去99.97%的0.3μm以上的颗粒。
7. 配CO2减压阀。
8. 通过增湿盘的蒸发作用产生湿气，用以维持很高的湿度。
9. 二氧化碳浓度可以通过红外传感器（IR）或热导传感器（TC）进行测量。
10. CO2测量系统在使用一段时间后会产生漂移，培养箱需带有CO2测量系统自动校准功能。
分类
按CO2培养箱的加热系统来分，CO2培养箱可分为水套式二氧化碳培养箱和气套式二氧化碳培养箱。两种加热系统均精确可靠，但是它们有着各自的优点和缺点。水套式和气套式二氧化碳培养箱可根据箱体有无入水口和排水口来区别，例如，图1为水套式二氧化碳培养箱，图2为气套式二氧化碳培养箱。
图1 水套式二氧化碳培养箱
图2 气套式二氧化碳培养箱
水套式二氧化碳培养箱的温度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，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。由于水的比热容很高，水套式的优点是有助于均匀散热和避免形成冷区，以及在断电后能够比较好地减缓培养箱内温度的降低。水套式因四周环水，所以温度均匀性很好。
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，采用隔热系统和表面散热元件使培养箱内温度均衡。气套式与水套式相比，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℃左右。此外，气套式设计比水套式更简单化，无需加水、清空和清洗。
使用注意事项
1. 机器应安装在无强电磁场及辐射能量，周围温差变化较小的室内。为保证二氧化碳培养箱控温精度，建议在15-25℃的环境下使用。
2. 二氧化碳培养箱未注水前不能打开电源开关，否则会损坏加热元件。
3. 培养箱运行数月后，水箱内的水因挥发可能减少，需及时加水。
4. 二氧化碳培养箱可以做高精度恒温培养箱使用，这时须关闭CO2控制系统。
5. 箱内湿热环境易滋生细菌，可在1000ml水中加2ml新洁尔灭液，定期用酒精和紫外线消毒箱内空气，培养物酒精擦拭入箱内，减少箱内微生物滋生速度。
6. 显示温度超过置定温度1℃时，超温报警指示灯亮，并发出尖锐报警声，这时应关闭电源30分钟，若再打开电源（温控）开关仍然超温，则应关闭电源并报维修人员，并用空调降低周围环境温度。
7. 钢瓶开启前，一定要拧松减压阀，防止输气胶管爆破。钢瓶压力低于0.2MPa时应更换钢瓶。
8. 尽量减少打开玻璃门的时间。在打开二氧化碳培养箱内门时，应先关闭二氧化碳控制开关。
9. 如果二氧化碳培养箱长时间不用，关闭前必须清除工作室内水分，打开玻璃门通风24小时后再关闭。首次使用或长期不用重新使用机器时，在正式培养前应做污染检查。
10. 搬运培养箱前必须排出箱体内的水。搬运前应拿出工作室内的搁板和加湿盘，防止碰撞损坏玻璃门。搬运培养箱时不能倒置，同时一定不要抬箱门，以免门受损。
11. 二氧化碳零点是否飘移，可通过二氧化碳气体测试仪，从控制盘上的采样口采到培养箱内的气体，然后用气体色谱仪测得二氧化碳浓度。
12. 二氧化碳培养箱应有良好的接地装置，以保证安全。
扩展阅读
[1] 李开良, 刘坚. 二氧化碳培养箱的故障分析与维修[J]. 中国医疗设备, 2016, 31(2): 165-166.
[2] 邓伊, 王志强. 细胞室二氧化碳培养箱的消毒使用和维护[J]. 中外健康文摘, 2014, 11(23).
[3] 曹枫, 骆玮, 姜北生等. 二氧化碳培养箱工作原理、校准及日常保养[J]. 医疗设备信息, 2003, (12): 24-25.
[4] 胡菊, 张欣, 刘素格等. 检验科微生物室CO2培养箱真菌污染的预防与控制[J]. 中华医院感染学杂志, 2013, (20): 4882.
参考文献
[1] 王传政, 李英, 郑为雷. 二氧化碳培养箱使用要点及注意事项[J]. 医疗装备, 2009, (4): 28-29.
[2] 顾子华, 李敬华. 二氧化碳培养箱的原理及选择[J]. 生命科学仪器, 2007, (6): 49-51.
[3] 张丽芸, 卢晓, 程宝鸾. 二氧化碳培养箱的使用和保护[J]. 国外医学(临床生物化学与检验学分册), 2005, 26(1): 61.
[4] 赵巍, 李小宁. CO2培养箱的使用,保养及故障排除[J]. 医疗设备信息, 2006, (6): 97-98.
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