选择实验室培养箱时考虑二氧化碳

传统上,孵化器一直是大多数生物和生命科学实验室的支柱,以生长或维持生物文化,繁殖菌落或繁殖/生长昆虫。最基本的孵化器使研究人员能够重新创建严格的温度条件,以**地生长,发育和/或维持细小细胞。温度均匀性也很关键,因为生活环境的波动可能是致命的。

随着生物技术和生物制药领域的扩大,对高精度培养箱的需求也在增加。另外,关于良好实验室和生产规范(GLP和GMP)的法规要求已经完善和强化。除其他外,这导致了用于细胞培养控制和监测的复杂性的增加。附加的仪器功能意味着额外的成本,使许多实验室管理人员想知道,对于应用而言,是否确实需要所有的花哨功能。

实际上,实验室预算的缩减使许多实验室寻求负担得起的选择,而这些选择不会损害其实验结果。对于带有二氧化碳传感器和控制器的培养箱,样品类型将确定是否必要,因为某些细胞类型依赖于理想的培养。这里有几点要考虑:

我需要控制CO 2吗?

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孵化器通常控制用户指定的内部温度和湿度条件。另一个共同特征是能够将二氧化碳(CO 2)控制在5%左右。这很重要,原因有两个:5%的CO 2紧密模拟细胞在人体系统中会经历的生理条件,并起着至关重要的pH缓冲剂的作用。实际上,培养细胞内的pH值非常重要,以至于大多数细胞培养基都含有指示剂,因此操作员可以从视觉上识别出危险的pH值变化。培养中的动物细胞已从其较大的生物“宿主”(即器官)中移出,但研究人员希望获得与活生物体最相关的结果。

因此,控制尽可能多的参数以模仿这些条件至关重要。一些与细菌(例如大肠杆菌)或单细胞真核细胞(例如  啤酒酵母)一起工作的生物实验室不需要二氧化碳控制即可实现**培养。因此,这些实验室通常会选择仅控制温度和湿度的更经济的培养箱。但是,如果您的实验室正在培养动物的细胞或组织,那么“我是否需要控制CO 2?” 这个问题的答案肯定是“是的”。

控制CO 2级别:导热率还是红外?

CO 2孵化器通常可以指定二氧化碳水平的设定点(通常为5%)。该培养箱包含一个CO 2传感器和一个控制模块,当液位下降时,该模块会提示CO 2的流动。打开培养箱门时,由于浓度与外部环境的差异,CO 2迅速从培养箱中喷出。传感器检测到该下降,继电器发送信号以提高二氧化碳水平。有两种常见形式的检测器可用于监测培养箱中的二氧化碳水平:导热率和红外线。

导热率传感器可测量温度电阻的变化。在培养箱中,一个传感器暴露于培养箱(环境)中,而另一个则被隔离(对照)。由于二氧化碳的减少也会导致温度降低,因此两个传感器之间的电阻会发生变化。这将触发从CO 2储罐进行“吹扫” ,一直持续到腔室达到预编程的设定点为止。不幸的是,培养箱的温度设置和湿度水平也会影响热导率传感器,因此存在一定程度的误差。经常打开培养箱门时尤其如此。打开门,不仅CO 2丢失,但相对湿度下降。因此,热导率监测培养箱更适合长期保存细胞培养物。

红外线(波长比可见光长的不可见能量)是更准确(但也更昂贵)的CO 2液位监测系统。一个光学传感器,测量红外光谱中的光吸收,寻找培养箱中的二氧化碳含量;吸收程度与CO 2量成正比。吸收不受温度或湿度的影响,因此它是比热导传感器更可靠的CO 2浓度指示器。大多数仪器都有一个独立的传感模块,该模块会按设置的时间间隔自动校准。尽管存在成本较高的缺点,但是当需要频繁访问培养箱中的内容物时,红外传感单元是理想的解决方案。