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      什么是CO2培養箱?



      二氧化碳培養箱是密封的,可控制氣候的盒子,用于生命科學實驗室以培養生物細胞培養物。他們**保持與人體內部相同的條件。

      • 7.4的pH中性
      • 98.6°F(37°攝氏度)
      • > 90%的相對濕度

      這三個數字為生物細胞的生長創造了**佳條件。

      為什么培養箱中需要額外的二氧化碳?

      人類**舒適的二氧化碳水平為400ppm的(0.04%)或略高于400ppm的(0.04%),這就提出了一個問題,為什么用于組織培養的二氧化碳培養箱需要的二氧化碳水平為5-10%? 

      為了在**佳條件下培養細胞,它們生長的培養基需要保持在中性pH值(約pH 7)中下。通過添加額外的CO2,可以將細胞中的H 2 O變成碳酸(H 2 CO 3)緩沖液。H2O和CO2的組合產生碳酸氫鹽(HCO 3 - )和H2CO3,使pH值保持中性,因此已發現對生物細胞的生長影響**小。

      換句話說,通過以適當的水平添加額外的CO2,可以防止細胞內的pH值變為堿性或酸性,而這兩者都會抑制細胞的生長。

      保持二氧化碳水平

      使用**的光學非分散紅外(NDIR)傳感器測量CO2培養箱內的CO2水平。使用NDIR CO2傳感器時有兩個問題:

      1. 在高海拔環境中,**根據大氣壓的變化調整傳感器讀數。
      2. 傳感器要防高濕度??諝庵械乃^多會導致CO2傳感器內部凝結,這會使傳感器無法工作。

      保持濕度水平

      雖然通常使用水盤來提高濕度,但是在打開和關閉門時,它會帶來污染和濕度不規則的潛在問題。因此,霧化器可與%RH傳感器一起用于提高濕度,以控制濕度。

      消毒

      二氧化碳培養箱內部污染的風險主要圍繞真菌,病毒和細菌的交叉污染。這可以通過樣品之間的滅菌來控制。但是,重要的是,用熱或過熱水進行的滅菌不要直接與二氧化碳傳感器接觸。因此,CO2傳感器應以不受滅菌周期影響的方式集成到培養箱中。這可以通過解決

      • 培養箱外部的氣體采樣CO2傳感器(固定式或手持式)
      • 帶耐熱防潮不銹鋼罩的CO2傳感器

      二氧化碳培養箱的局限性

      越來越多的研究**域是二氧化碳培養箱與氧氣水平相關的局限性。常識會告訴我們,由于像人類細胞培養這樣的活組織在20.9%的充滿氧氣的空氣中壯成長,因此這應該是細胞培養箱內所需的氧氣水平。由于環境空氣中的氧氣含量為20.9%,因此無需將CO2培養箱與外界空氣密封。 

      問題在于,不同的活細胞培養物會在不同的氧氣水平下生長。例如,當  肺泡細胞暴露于20.9%的氧氣時,動脈血中的氧氣水平降至10.5-13%。許多器官在氧氣含量范圍為2%至8%的范圍內正常運作。從邏輯上講,將每種細胞培養物暴露在相同的20.9%氧水平下會產生與暴露于體內不同的環境,因此會改變細胞生長的結果。

      為細胞培養物創造厭氧條件的需求包括廣泛的應用,包括器官組織的生長,癌癥診斷,基因組治療以及用于工業,制藥和農業科學的病毒和細菌研究。

      為了應對這一挑戰,科學家們不使用CO2培養箱,而是使用密封的手套箱和三氣CO2 / O 2 / N 2孵化。氧氣濃度由氮氣控制,并通過測量氧氣和二氧化碳間接測量。

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