二氧化碳培养箱：工作原理、校准与日常维护

一、工作原理

二氧化碳培养箱的基本任务是提供一个模拟人体内部环境的封闭空间，以保证哺乳动物细胞或组织在体外能够正常生长。其核心原理基于以下三个控制维度：

1. 温度控制原理

• 原理：多数细胞在37℃下生长最为活跃。培养箱通过加热系统（空气夹套或水套）与温度传感器配合，维持恒定温度。

• 控制方式：使用PID（比例-积分-微分）算法自动调整加热功率，实现温度的精确调节。

2. 湿度控制原理

• 原理：高湿度（90–95%）可以防止培养液蒸发，保持细胞外环境稳定。

• 方式：箱底设置水盘，水分自然蒸发或通过风扇循环加湿，不主动控制湿度值，但整体环境趋于饱和。

3. CO₂控制原理

• 原理：培养基中多含碳酸氢盐缓冲体系（NaHCO₃），需要与空气中的CO₂平衡以维持适当pH（7.2–7.4）。

• 控制机制：

• 设定目标浓度（如5%）

• 检测：使用红外（IR）传感器或热导传感器监测气体浓度

• 调节：通过电磁阀控制CO₂气体通入，维持稳定浓度

二、校准流程

为了确保培养环境准确、实验结果可信，需定期进行温度与CO₂传感器的校准。以下为常规校准步骤：

1. 温度校准

所需工具：

• 标准温度计（酒精或电子温度计，误差≤±0.1℃）

步骤：

1. 将温度计置于培养箱中部，关闭门；

2. 启动设备，设定温度至37.0℃；

3. 稳定30分钟后读取温度计读数；

4. 若读数偏差大于±0.5℃，可通过面板菜单中的校准选项进行微调（部分型号可手动输入校正值）；

5. 记录校准前后值，归档留存。

2. CO₂浓度校准

所需工具：

• 手持式CO₂浓度检测仪（或CO₂分析仪）

步骤：

1. 将CO₂探头插入培养箱专用采样口；

2. 设定目标浓度（如5%），待设备稳定；

3. 仪器读取当前CO₂值，与设定值对比；

4. 若偏差＞±0.2%，使用控制面板校正CO₂传感器或调整供气系统；

5. 对红外传感器的校准频率建议每6个月一次。

三、日常维护

1. 清洁与消毒