二氧化碳培養(yǎng)箱中氣體濃度控制

  　一、控制系統(tǒng)：
　　
　　自動控制的二氧化碳培養(yǎng)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面有防腐層的電阻絲，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后，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（因此只能慢慢加氣），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，結構比較復雜，價格比較貴，廣泛用于對空氣、溫室CO2的測量。但在二氧化碳培養(yǎng)箱上使用不多，因為培養(yǎng)室內溫度高，濕度大，傳感器本身不能放入培養(yǎng)室，要用氣泵從培養(yǎng)室將氣抽出來，通過加溫或制冷，使水氣不凝結，檢測后再送回培養(yǎng)室。傳感器內還裝有同步電機，因此運動部件多，線路復雜，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，利用這種差別檢測CO2濃度的變化。超聲波傳感器沒有運動部件，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(yōu)缺點。要實現自動控制，必須能檢測CO2濃度，檢測的結果對比設定值再進行補充，使其維持在設定范圍，在控制形式上是一個閉環(huán)。這三種形式的二氧化碳培養(yǎng)箱精度高，穩(wěn)定性好，省氣，現代實驗室應該選擇自動控制的CO2培養(yǎng)箱。
　　
　　還有一種配氣式的二氧化碳培養(yǎng)箱，是早期傳感器技術落后時的產物。配氣式的二氧化碳培養(yǎng)箱使用兩支玻璃管流量計，不停的對培養(yǎng)室充氣，一定的時間后培養(yǎng)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，在控制形式上是一個開環(huán)。因溫度和CO2氣的壓力變化，流量計要隨時人工調節(jié)，又稱手動式。這種形式的二氧化碳培養(yǎng)箱精度低，穩(wěn)定性差，耗氣大，恢復慢，但價格比較便宜，適合短時間培養(yǎng)。
　　
　　二、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生漂移，而產生漂移后直接會導致箱體內二氧化碳濃度不能穩(wěn)定在我們的設定值，致使培養(yǎng)失敗，所以用戶在選購培養(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。
　　
　　三、相對濕度：
　　
　　箱內濕度對于培養(yǎng)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并且要有足夠快的濕度恢復速度（如在開關門后）才能保證不會由于過度干燥而導致培養(yǎng)失敗。目前大多數的二氧化碳培養(yǎng)箱是通過增濕盤的蒸發(fā)作用產生濕氣的（其產生的相對濕度水平可達95％左右，但開門后濕度恢復速度很慢）。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*大相對飽和濕度并且開關門后的濕度恢復的時間越短。
　　
　　四、防污染設計和消毒滅菌系統(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)箱設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，并結合自動排除污染裝置來有效防止污染的產生。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過濾器由于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。