二氧化碳培養箱專題匯總(分類、特點、原理、使用、故障等多個問題解答)
目錄：
二氧化碳培養箱是實驗室常用的設備之一，那么您對于二氧化碳培養箱了解多少呢？下面是由上海巴玖針對二氧化碳培養箱各類問題做的全面匯總，希望能對您有幫助。
二氧化碳培養箱是在普通培養的基礎上加以改進的，主要是能加入 CO2以滿足培養微生物所需的環境。可廣泛應用于細胞、組織培養和某些特殊微生物的培養，常見于細胞動力學研究、哺乳動物細胞分泌物的收集、各種物理、化學因素的致癌或毒理效應、抗原的研究和生產、培養雜交瘤細胞生產抗體、體外授精(IVF)、干細胞、組織工程、藥物篩選等研究領域。
1.水套式二氧化碳培養箱升溫較慢，但斷電后可保持較長時間的工作室內的溫度，水套式二氧化碳培養箱又稱為隔水式二氧化碳培養箱；
2.氣套式二氧化碳培養箱升溫較快，斷電后保溫時間較短。
3.根據二氧化碳培養箱檢測二氧化碳濃度的不同，可分為紅外式二氧化碳培養箱和配氣式二氧化碳培養箱。紅外式傳感器采用進口原件，檢測[accurate，根據檢測信號控制電磁閥的通斷來控制進入二氧化碳培養箱工作室內的二氧化碳氣體，節省二氧化碳氣體的用量；配氣式是根據二氧化碳氣體和空氣的一定比例，配好后源源不斷的送入二氧化碳培養箱的工作室內。
1、日本三洋(SANYO)二氧化碳培養箱：三洋引領著技術發展的潮流，推出的各種新型二氧化碳培養箱均利用高超的智能控制技術，使培養箱的溫度和CO2濃度得到[accurate控制，更加適合各種細胞培養的需要。
三洋二氧化碳及多氣體培養箱提供杰出的溫度控制及溫度快速恢復，[accurate的 CO2/O2 濃度提供理想中培養環境及可重復培養結果。此外，三洋培養箱的主動抗菌設計協助保護珍貴樣本。
2、德國賓得二氧化碳培養箱：位于德國西南部的Binder公司，專致于實驗室溫控產品的研究和生產，其科技智慧的APT.Line內腔預熱技術，使箱體內的溫度達到非常均勻的分布，改變了傳統型預熱系統一直難以克服的上下溫差瓶頸。
3、美國熱電（Thermo）二氧化碳培養箱：美國熱電二氧化碳培養箱具有[accurate的CO2控制，可選擇TC 或 IR 傳感器，非常卓越的溫度穩定性，和優良的參數恢復特性，新穎的連續污染控制技術。毫無疑問，它們是全世界學術、醫院、生物技術和 R&D 實驗室研究人員的值得擁有。
（一）氣路的控制
1.氣路由高濃度的二氧化碳鋼瓶、氣泵、穩壓閥、針型閥，電磁閥、流量計及儲氣瓶等組成。
2.當輸入一定壓力的高濃度二氧化碳氣體，通過調節閥、針閥及電磁閥的流量、時間控制，保證一定量的二氧化碳氣體進入工作室，達到自動控制工作室內的二氧化碳濃度值。
3.在二氧化碳培養箱工作過程中，由儲氣瓶對工作室內進行補氣，以保持穩定的二氧化碳濃度值。
（二）溫度的控制
1.二氧化碳培養箱溫度控制器由Pt100鉑電阻作為傳感器與數字控制電路、LED數字顯示電路等組成，當傳感器輸出與溫度成正比的電阻信號轉換成電壓信號經電路放大后，一路送至顯示電路顯示實測溫度。另一路送至比較器與設定值比較。
2.當二者產生偏差時，觸發可控硅功率管輸出功率使加熱管產生熱量。當偏差減小直至為零時，其加熱管發出的熱量亦隨之減小，直至停止加熱。
3.當二者產生偏差時，觸發可控硅功率管輸出功率使加熱管產生熱量。當偏差減小直至為零時，其加熱管發出的熱量亦隨之減小，直至停止加熱。
4.控制線路中有超溫及水位報警功能。當顯示溫度超過設定值2.0℃時，溫度控制器發出聲光報警信號，同時切斷輸出，停止加熱，防止溫度繼續上升；當水箱內水位過高或過低時，水位控制器發出聲光報警信號，同時切斷加熱輸出。
（三）濕度的控制
1.因培養物需工作室內保持一定的濕度時，二氧化碳培養箱配有水盤。用戶可在培養時將水盤放入工作室內，水盤加上適量的蒸餾水讓其在工作室內自然蒸發，一般相對濕度可達95%。
（一）二氧化碳的作用
1.培養箱中的二氧化碳可以起保溫作用，使溫度控制在合適的范圍內，原理和溫室效應類似。
2.培養液里有Na2CO3，作為緩沖液，維持pH在適宜的范圍內 ，原理是在有Na2CO3的情況下，氫離子、氫氧根離子都會與其反應，從而控制PH。
（二）二氧化碳培養箱的隔熱類型
二氧化碳培養箱的隔熱有水套式和氣套式兩種。氣套式采用隔熱系統和表面散熱元件使培養箱內溫度均衡，但是因為外部電熱系統分布不均衡可導致培養箱內上下溫度不一至，溫差相對較大。
水套式需要用戶在安裝培養箱時培養箱壁的空間內灌入大量蒸餾水。由于水的比熱容很高，水套式的優點是有助于均勻散熱和避免形成冷區，以及在斷電后能夠比較好的減緩培養箱內溫度的降低。水套式因4周環水，所以溫度均勻性很好。新型的CO2培養箱大多采用水套式。
（一）二氧化碳培養箱結構
培養箱主要由箱體、風道、加熱和二氧化碳氣體輸入通道、控制器組成。培養箱的基本形式為電加熱、電磁閥控制氣體輸入、風機強制對流、雙重門結構。培養箱外部采用靜電粉末噴塑工藝，箱體流線型圓弧設計，造型美觀大方，工作室采用優質不銹鋼制成，工作室裝有照明裝置，雙門保溫，保證純凈的培養環境，便于觀察和保溫。工作室擱板高度和數量可任意調節，使用方便。
控制部分采用新型智能數顯調節儀，微電腦控制，精度高，性能優越；數碼顯示，示值[accuracy]直觀；輕觸式參數設定調節，操作方便。
（二）二氧化碳培養箱特點
1、采用水套式和優質保溫材料保溫，內膽設有風道，提高了箱內溫度均勻性。
2、采用原裝進口紅外式傳感器檢測二氧化碳濃度效果明顯、性能可靠。
3、工作室內二氧化碳濃度可在0～20%范圍內任意設定，并能自動控制。
4、采用低噪音、振動小的電磁閥，經過一定的穩壓措施，使氣流量更加穩定。
5、打開培養箱門時能自動關閉二氧化碳氣體進氣閥，節約用氣。
6、箱內二氧化碳濃度、溫度采用微電腦技術控制，[accurate可靠，直觀清晰。
7、自然蒸發加濕，箱內保持較好濕度。
8、采用[Cutting-edge的門溫控制，防止玻璃門結露。
9、輕觸式調節開關，輕便靈活。
10、性能安全可靠
a)超溫報警：箱內溫度超過設定值1℃，控制部分會自動發出聲光報警，并自動關斷加熱輸出。
b)水位報警：當水箱低水位或斷水時，控制部分會自動發出聲光報警，并自動關斷加熱輸出。
c)門控：當培養箱外門打開時，自動關斷培養箱內風機、加熱及CO2充氣輸出,并有蜂鳴器報警。
1.氣套式加熱和水套式加熱，兩種加熱系統都是[accurate和可靠的，同時它們都有著各自的優點和缺點。水套式加熱是通過一個獨立的水套層包圍內部的箱體來維持溫度恒定的，其優點：水是一種很好的絕熱物質，當遇到斷電的時候，水套式系統就可以比較長時間的保持培養箱內的溫度[accuracy]性和穩定性，有利于實驗環境不太穩定的用戶選用。
2.氣套式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，特別有利于短期培養以及需要箱門頻繁開關取放樣的培養。此外，對于使用者來說氣套式設計比水套式更簡單化。
二氧化碳培養箱氣路由高濃度的CO2 鋼瓶、氣泵、穩壓閥、針型閥，電磁閥、流量計及儲氣瓶等組成。（高濃度的CO2 鋼瓶由用戶自備）。當輸入一定壓力的高濃度CO2 氣體，通過調節閥、針閥及電磁閥的流量、時間控制，保證一定量的CO2 氣體進入工作室，達到自動控制工作室內的CO2 濃度值。該值同時通過顯示電路顯示，便于觀察了解。為方便用戶在使用中進行濃度的監視和采樣，在CO2 箱的后背面裝有采樣、監視口。因采用了快慢速雙重充氣法，使CO2 箱在開、關門后，工作室內的CO2 濃度能快速恢復且無過沖現象。在CO2 箱工作過程中，由儲氣瓶對工作室內進行補氣，以保持穩定的CO2 濃度值。
（一）污染物介紹
1.病毒：由于病毒寄生生存，爆發后建議盡快和正常細胞隔離，丟棄處理，相對來說容易處理，盡管病毒污染的細胞不影響原代培養，但生產疫苗是不安全的。因此，潛在病毒是細胞大量生產和疫苗、干擾素等生物制品制作中的難題。
2.真菌（霉菌和酵母菌）：真菌生長的較慢，而細菌卻很容易被發現，但一旦發現有它的存在說明細胞已被污染了；目前沒有好的抑制方法，包括現在常用的兩性霉素，一旦污染容易反復爆發，尤其孢子很難殺滅。
3.細菌：細菌污染后，培養基1-2天就會變色，對細胞生長影響明顯，應迅速將污染細胞與其它細胞系隔離，滅菌后丟棄，還要用實驗室消毒劑消毒培養器皿和超凈臺。
4.支原體：支原體污染后，因它們不會使細胞死亡可以與細胞長期共存，培養基一般不發生渾濁，細胞無明顯變化，外觀上給人以正常感覺，實則細胞已經受到多方面潛在影響，如引起細胞變形，影響DNA合成，抑制細胞生長等，往往被大多數實驗者忽視。
5.非同種細胞：即細胞交叉污染，由于細胞培養操作時各細胞株所需的器材和溶液沒有嚴格分開，往往會使一種細胞被另一種細胞污染。
（二）二氧化碳培養箱滅菌技術介紹
二氧化碳培養箱的滅菌技術目前主要有紫外燈照射、濕熱、消毒劑擦拭、干熱等。
1.紫外燈照射法的有效性受很多因素影響，如遮擋、時間、強度、照射距離，濕度等。
2.濕熱：通常用于高壓蒸汽滅菌中，比較少用在CO2培養箱上，濕熱滅菌在常壓下又叫煮沸法，煮沸的水溫一般至少需為100℃，細菌繁殖體煮沸5分鐘被殺死，但芽胞常需煮沸2小時以上才可被殺死；
3.消毒劑擦拭法：主要適合于平整的表面如實驗臺面，而箱體內部設計的死角、各種器件因無法擦拭等因素導致滅菌效果也很有限，而且含氯、碘的消毒劑對于不銹鋼有腐蝕作用，不能對不銹鋼箱體進行擦拭滅菌。
4.高溫干熱空氣滅菌是如今世界公認的[much]有效的滅菌技術，能徹底消滅所有微生物污染源（包括耐高溫的芽孢桿菌）。
（三）二氧化碳培養箱自身抑菌設計介紹
1.外體采用優質不銹鋼材質，外加抗菌涂層。
2.全圓弧,完全光滑的內膽結構,極大程度上減少了污染面積;易于清潔與保養。
3.內壁采用拋光不銹鋼材質，研究顯示拋光不銹鋼能夠明顯降低污染物的生長。
4.HEPA高空氣過濾器設計，能夠有效的過濾掉進氣潛在的污染源和顆粒雜質。
防污染設計和消毒滅菌系統污染是導致細胞培養失敗的一個主要因素，因而，二氧化碳培養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生，其主要途徑都是在盡量減少微生物可生長的區域和表面，并結合自動排除污染裝置來有效防止污染的產生。
（一）二氧化碳培養箱基本應用要求
1.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[much][accurate穩定的控制，以便于其研究工作的進展；
2.要求二氧化碳培養箱能夠對培養箱內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。
（二）二氧化碳培養箱運行環境
1.環境溫度：5℃～40℃
2.環境相對濕度：≤80%
3.大氣壓力：860hpa～1060hpa
4.無強烈震動及腐蝕性氣體存在
（一）二氧化碳培養箱的安裝和調試
二氧化碳培養箱的正面有操作盤，盤上設有電源開關，溫度調節器(手動式和液晶顯示盤)，CO2注入開關，CO2調節旋扭，濕度調節旋扭，溫度顯示盤，CO2顯示盤和濕度顯示盤，二氧化碳樣品孔和報警裝置。
（二）二氧化碳培養箱門溫調節方法
二氧化碳培養箱在出廠時，以37℃為基準調好，如冬天箱內玻璃門上水霧大，無法看清箱內培養物品，可在CO2 箱內后背調節門溫旋鈕，向右旋動（即向溫度升高的方向），直至能看清箱內物品；如夏天，箱內實際溫度高于設置溫度時，則將調節旋鈕向左旋動（即向溫度降低的方向）直至箱內溫度達到37℃。
（三）二氧化碳培養箱風機調節方法
培養箱在使用中，風量的大小不但會影響箱內溫度的均勻度，直至影響控制溫度。若在使用中，風量的過大影響到培養物品，則可在CO2 箱后背調節風機轉速旋鈕，直至滿足需求。
（四）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，然后用氣體色譜儀就可以測到二氧化碳濃度了。
（五）二氧化碳傳感器應做好正確充氣工作，延長其使用壽命
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MedicalEquipmentVo1．22，No．40．06MPa。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。
（一）二氧化碳培養箱用前須知
1.二氧化碳培養箱在使用前應水平放置，避免陽光直射和灰塵等，并要保證儀器周圍的氣流循環。
2.后部及側面應留出5厘米的空隙。
3.加裝穩壓電源保證電源電壓波動不超過220V±10％。
4.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。
5.使用前箱內應用消毒酒精或碘溶液徹底擦洗，防止其他微生物污染，導致實驗失敗。
（二）二氧化碳培養箱使用步驟
1.首先打開二氧化碳培養箱箱門，工作室內處理干凈，再放好擱板。
2.需濕度時將濕度盤中加入2/3水，放置在工作室底部，關上箱門。
3.打開控制箱背后的電源開關，此時培養箱應有溫度顯示，及高水位指示燈亮。
4.按下“殺菌”鍵，對工作室進行滅菌消毒。（注意：箱內有培養物時，請勿按此鍵！）滅菌結束后再按一下“殺菌”鍵,關閉殺菌燈。
5.首先設定好所需的溫度，對培養箱進行加溫。
6.待溫度恒定后，可打開箱門放入培養物。
7.按面板上“氣泵1”或“氣泵2”鍵，啟動氣泵1（或2），慢慢調節空氣流量計針型閥（逆時針開)一般按5%CO2濃度配比，空氣流量可調至760ml∕min。
8.打開CO2氣體鋼瓶總閥門、調節CO2減壓閥，使輸出壓力為0.06Mpa（約0.6kgf∕cm2）左右，開啟穩壓閥(順時針開)一般出廠時已打開，再慢慢調CO2流量計至40ml。∕min（逆時針開）。(CO2濃度﹦40/(760﹢40)﹦5%V∕V）
9.完成上述調節后，待內室溫度穩定后，該設備即可進入自動控制培養狀態。
10.如要觀察洗滌瓶及PH溶液時，可按面板上“照明”鍵，打開照明燈。
11.當二氧化碳培養箱停止工作時應做好以下操作：1)關閉CO2鋼瓶開關，及減壓閥。2)關閉氣泵電源，氣泵停止工作。3)打開箱門，取出濕度盤。并用手頂住門開關使培養箱在開門情況下工作幾分鐘，以散去箱內水汽。4)關門繼續加溫工作十分鐘左右，關閉電源，清潔內部。
1.首先培養箱應由專人掌管，操作盤上的無論論什么開關和調節旋扭一招固定后，切勿隨心扭動，以免影響箱內溫度，CO2培養箱、濕潤程度的撩動，同時減低機器的銳敏度。
2.二氧化碳培養箱未注水前不能打開電源開關，否則會損壞加熱元件。盡量減少打開玻璃門的時間。鋼瓶壓力低于0.2MPa時應更換鋼瓶。
3.二氧化碳培養箱可以做高精度恒溫培養箱使用，這時須關閉CO2控制系統。因為CO2傳感器是在飽和濕度下校正的，因此加濕盤必須時刻裝有滅菌水。
4.搬運培養箱前必須排除箱體內的水。排水時，將橡膠管緊套在出水孔上，使管口低于儀器，輕輕吸一口，放下水管，水即虹吸流出。搬運二氧化碳培養箱前應拿出工作室內的擱板和加濕盤，防止碰撞損壞玻璃門。搬運培養箱時不能倒置，同時一定不要抬箱門，以免門變形。拆裝工作室內支架護罩，必須使用隨機專用扳手，不得過度用力。
5.培養箱運行數月后，水箱內的水因揮發可能減少，當低水位指示燈(WLow12)亮時應補充加水。先打開溢水管，用漏斗接橡膠管從注水孔補充加水使低水位指示燈熄滅，再計量補充加水(CP-ST200A加水1800ml，CP-ST100A加水1200ml)，然后堵塞溢水孔。
6.當顯示溫度超過置定溫度1℃時，超溫報警指示燈(OverTemp7)亮，并發出尖銳報警聲，這時應關閉電源30分鐘；若再打開電源(溫控)開關(Power20)仍然超溫，則應關閉電源并報維修人員。
7.箱內部策應定期用消毒液洗擦消毒，擱板可抽取清洗消毒，避免其他微有生命的物質污染，造成實驗敗績。
8.每年務必換一次水。記得經常查看箱內水是否足夠。
9.定期檢查超溫安全裝置，以防超溫。
10.所運用的CO2必須是純凈的，否則減低CO2傳感器的銳敏度和污染CO2過淋裝置。
11.在無濕潤程度扼制的培育箱內，為維持箱內CO2的牢穩，要在箱內底層放入一個盛水的器皿，所參加的水務必是蒸餾水或無離子水，避免礦事物儲存積攢在盛水的箱子內萌生腐蝕效用。
12.按進監視檢測報警按扭，轉動固定螺釘，一直到超溫報警裝置響，而后關閉超溫保險燈。
13.如果二氧化碳培養箱長時間不用，關閉前必須清除工作室內水分，打開玻璃門通風24小時后再關閉。清潔二氧化碳培養箱工作室時，不要碰撞傳感器和攪拌電機風輪等部件。
溫馨提示：如長時間不運用碳酸氣時，應將CO2開關關閉，避免CO2調節器不起作用
1.定期（至少每兩周一次），更換水盤內的無菌蒸餾水或無菌去離子水。
2.在水盤內添加適量硫酸銅，配制方法：20g無水硫酸銅＋5ml濃硫酸＋1L滅菌純水。
3.夏季氣溫高時，水盤里加0.02％的疊氮鈉可以有效的預防真菌污染。
4.水盤內添加適量抗生素。
5.定期為培養箱（含水盤）進行一次高溫滅菌。
6.使用專用的水盤污染控制試劑，如市面上有些CO2培養箱廠家提供水盤污染控制專用的銀離子消毒盒，說明書上描述能有效殺滅600中微生物，能持續使用6個月，但此類專用污染控制試劑較常規方法，存在價格較昂貴缺點
1.當出現報警信號時，首先需要觀察二氧化碳探頭便面是否有水珠，如有水珠是純棉布擦干即可。其次觀察二氧化碳探頭是否有松動，如有擦緊便可。如問題仍未解決，則應是探頭損壞。
2.開門后，出現箱內氣體丟失，壓力下降。是由于關門后氣體傳感器在低壓刺激下有節奏的開閉，向箱內充氣，當進氣壓達到0.06兆帕時，自動停止調節。建議在日常使用中，應盡量避免不必要的打開，減少傳感器的工作負荷，延長其使用壽命。另外，在換氣瓶時，避免采用加大進氣壓的快速充氣法，使用0.06兆帕的壓力，在無形中會損傷二氧化碳傳感器。
另外由于二氧化碳培養箱需經常與水和氣體接觸，氣體內的雜質會進入氣路管道，造成機器無法正常運行。用戶需注意以下幾點：①.經常檢查水套的水位，如水位低需即時加水；②.定期檢查二氧化碳氣瓶，千萬不可讓二氧化碳氣瓶用空；③.檢查二氧化碳的供氣管道和接口有無漏氣現象；④.定期清理二氧化碳培養箱，防止灰塵阻塞氣道及電磁閥。
普通培養箱是一般進行微生物培養，溫度可調節的培養箱。而二氧化碳培養箱是在普通培養箱的基礎上加以改進的，通過對周圍環境條件的控制，制造出一個是細胞組織更好地生長的環境，條件控制的結果就會形成一個穩定的條件。能夠對溫度、二氧化碳濃度和濕度提供[much][accurate穩定的控制。
1.水套式二氧化碳培養箱是通過一個獨立的熱水間隔間，包圍內部的箱體來維持溫度恒定的。水是一種很好的絕熱物質，當遇到斷電的時候，水套式系統就能更可靠地長久保持培養內溫度[accuracy]性和穩定性。（維持溫度恒定的時間是氣套式系統的4-5倍）
2.氣套式二氧化碳培養箱加熱系統是通過箱體內的加熱器直接對箱內氣體進行加熱的。氣套式設計在箱門頻繁開關引起的溫度經常性改變的情況下能夠迅速恢復箱體內的溫度穩定。氣套式具有加熱快，溫度的恢復迅速，特別有利于短期培養以及需要箱門頻繁開關的培養。對于使用者來說氣套式設計更簡單化。
《二氧化碳培養箱專題匯總(分類、特點、原理、使用、故障等多個問題解答)》由上海巴玖整理，轉截請說明。
