二氧化碳培養箱中氣體濃度控製

  　一、控製係統：
　　
　　自動控製的二氧化碳培養箱目前主要有三種形式的傳感器：熱導（TC）、紅外線（TR）、超聲波。
　　
　　熱導（TC）是通過電阻值的變化檢測CO2濃度。傳感器中固定有兩根表麵有防腐層的電阻絲，阻值相同，一根密封，一根外漏。兩根電阻絲作為電橋的兩個臂，加入CO2後，引起漏出的電阻絲阻值變化，電橋平衡被破壞。根據信號大小的變化，測量CO2濃度熱導傳感器簡單，成本低，線性較好，用的*多。缺點是反應慢（因此隻能慢慢加氣），會腐蝕，容易零位漂移，所以一般儀器使用說明書上都要求使用2-6個月要做零點校正。否則會產生極大的誤差。
　　
　　紅外線（TR）傳感器是用紅外線為介質即通過CO2氣體對紅外線的吸收來測定CO2濃度。其線性好，靈敏度高，可以測到0-20ppm，結構比較複雜，價格比較貴，廣泛用於對空氣、溫室CO2的測量。但在二氧化碳培養箱上使用不多，因為培養室內溫度高，濕度大，傳感器本身不能放入培養室，要用氣泵從培養室將氣抽出來，通過加溫或製冷，使水氣不凝結，檢測後再送回培養室。傳感器內還裝有同步電機，因此運動部件多，線路複雜，影響使用壽命。
　　
　　超聲波傳感器是以超聲波作為檢測手段來檢測CO2濃度。超聲波通過不同介質時傳播的速度是不同的，超聲波通過空氣時是334M/分鐘，通過CO2時是274.6M/分鐘，利用這種差彆檢測CO2濃度的變化。超聲波傳感器冇有運動部件，高濕度不受影響，使用壽命長，國內有少量生產。
　　
　　上述三種形式都能對CO2濃度檢測，各有其優缺點。要實現自動控製，必須能檢測CO2濃度，檢測的結果對比設定值再進行補充，使其維持在設定範圍，在控製形式上是一個閉環。這三種形式的二氧化碳培養箱精度高，穩定性好，省氣，現代實驗室應該選擇自動控製的CO2培養箱。
　　
　　還有一種配氣式的二氧化碳培養箱，是早期傳感器技術落後時的產物。配氣式的二氧化碳培養箱使用兩支玻璃管流量計，不停的對培養室充氣，一定的時間後培養室CO2濃度就接近流量計的配氣比例，箱內CO2濃度不能檢測、顯示、反饋，在控製形式上是一個開環。因溫度和CO2氣的壓力變化，流量計要隨時人工調節，又稱手動式。這種形式的二氧化碳培養箱精度低，穩定性差，耗氣大，恢複慢，但價格比較便宜，適合短時間培養。
　　
　　二、CO2測量係統自動校準功能：
　　
　　無論哪種CO2測量係統在使用一段時間後都會產生漂移，而產生漂移後直接會導致箱體內二氧化碳濃度不能穩定在我們的設定值，致使培養失敗，所以用戶在選購培養箱時必須要選擇帶有CO2測量係統自動校準功能的培養箱。
　　
　　三、相對濕度：
　　
　　箱內濕度對於培養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並且要有足夠快的濕度恢複速度（如在開關門後）才能保證不會由於過度乾燥而導致培養失敗。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，但開門後濕度恢複速度很慢）。用戶在選購二氧化碳培養箱的時候儘量選擇濕度蒸發麵積大的培養箱，因為我們知道濕度蒸發麵積越大，越容易達到*大相對飽和濕度並且開關門後的濕度恢複的時間越短。
　　
　　四、防汙染設計和消毒滅菌係統：
　　
　　汙染是導致細胞培養失敗的一個主要因素，因而，二氧化碳培養箱設計了多種不同的裝置去減少和防止汙染的發生，其主要途徑都是儘量減少微生物可以生長的區域和表麵，並結合自動排除汙染裝置來有效防止汙染的產生。主要有：紫外消毒、高效空氣過濾（HEPA過濾器可過濾除去99.97％的0.3微米以上的顆粒）及高溫濕熱消毒等方式。
　　
　　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，難以達到徹底滅菌的要求；HEPA過濾器由於受到過濾膜孔徑的影響，無法去除病毒和一些微小**，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。