二氧化碳培養(yǎng)箱
作為細(xì)胞培養(yǎng)的重要儀器,在進(jìn)行體外實驗的過程中,二氧化碳培養(yǎng)箱可以維持穩(wěn)定的溫度(37°C)、CO2濃度(5%)和較高的相對飽和濕度(90%),來模擬細(xì)胞或組織在生物體內(nèi)的生長環(huán)境,提高生物細(xì)胞或組織培養(yǎng)的成功率和效率。這是普通電熱恒溫培養(yǎng)箱不可替代的。那面對市面上眾多的二氧化碳培養(yǎng)箱,該如何選擇?這個時候,需要留意一個重要部件——傳感器!
傳感器
CO2是細(xì)胞代謝產(chǎn)物,也是細(xì)胞所需成分。在細(xì)胞培養(yǎng)過程中,隨著CO2釋放量增多,培養(yǎng)基pH值會降低,因此常加入NaHCO3來調(diào)節(jié)pH(NaHCO3具有釋放CO2的傾向,加入CO2可以抑制這個反應(yīng)的進(jìn)行)。而靈敏度和準(zhǔn)確度高的傳感器,能精準(zhǔn)檢測通入的CO2濃度。
目前市面上的CO2培養(yǎng)箱主要使用三種傳感器:超聲波傳感器、熱傳導(dǎo)(TC)傳感器和紅外(IR)傳感器。
超聲波傳感器
基于超聲波在不同空氣介質(zhì)內(nèi)的傳播速度不同進(jìn)行測定。
熱傳導(dǎo)(TC)傳感器
通過電阻值的變化檢測CO2濃度。但是當(dāng)箱門頻繁開關(guān),濕度和溫度變化時,會影響傳感器的判定。并且反應(yīng)較慢,漂移率高,每次高溫滅菌后至少需要校正一次來減小誤差。
紅外(IR)傳感器
基于CO2對紅外線的吸收,檢測紅外線的減少量,來測定其濃度。由一個紅外發(fā)射器和一個探測器構(gòu)成。
檢測時會將氣體吸入氣室,氣室的一端裝有紅外光源而另一端裝有濾光片和探測器。紅外光會通過同一個氣室,并經(jīng)過濾光片后到達(dá)探測器。探測器所接收的光通量取決于被測環(huán)境有效體積內(nèi)的氣體濃度。雖然IR傳感器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,但是其線性好且靈敏度高,不受溫度和濕度影響,可減小溫度或器件老化對傳感器精確度的影響,比熱傳導(dǎo)(TC)傳感器更加精準(zhǔn),漂移率小。
不同的氣體會吸收不同波長的光,在CO2氣室中基于非發(fā)散性紅外線氣體檢測原理的測量分為單光束單波長測量、雙光束雙波長測量和單光束雙波長(NDIR)測量。其中NDIR測量是保證傳感器精準(zhǔn)的方式,避免單光束的不穩(wěn)定性及雙光束到達(dá)探測器不同步引起的誤差。
大多數(shù)IR傳感器的熱力堆探測器最大承受溫度約為80℃,在進(jìn)行普通高溫滅菌時需要將探頭整個拆除。為避免交叉污染,可選擇耐180℃高溫的IR傳感器,在高熱循環(huán)滅菌時即使不拆除也無需擔(dān)心不耐高溫而被損壞,保證培養(yǎng)箱腔體潔凈。
IR傳感器檢測的是對紅外線的吸收量,而箱體內(nèi)顆粒物也能夠反射或吸收紅外線。因此為了減小因懸浮顆粒物引起的誤差,可選擇有HEPA高效過濾器的IR傳感器。