一般細胞培養(yǎng)液的pH在7.0-7.4之間。由于碳酸鹽pH緩沖系統(tǒng)是一種生理pH緩沖系統(tǒng)(它是人體血液中最重要的pH緩沖系統(tǒng)),所以大多數(shù)培養(yǎng)液用它來保持穩(wěn)定的pH。用粉末配制培養(yǎng)液時,常常需要加入一定量的碳酸氫鈉。對大多數(shù)以碳酸鹽作為pH緩沖系統(tǒng)的培養(yǎng)液而言,以為了維持穩(wěn)定的pH,培養(yǎng)箱中的二氧化碳需要維持在2-10%之間,以保持培養(yǎng)液中溶解的二氧化碳的濃度。同時細胞培養(yǎng)的器皿需要一定程度的透氣,以便于氣體的交換。
是不是采用其他pH緩沖系統(tǒng)就不需要二氧化碳培養(yǎng)箱了呢?人們發(fā)現(xiàn)由于空氣中的二氧化碳濃度很低,如果細胞不在二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng),培養(yǎng)液中的HCO3-會被耗盡,這樣會影響細胞的正常生長。所以大部分動物細胞的培養(yǎng),還是需要二氧化碳培養(yǎng)箱。
在過去的數(shù)十年間,細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、藥理學(xué)等的研究領(lǐng)域都有了驚人的長足進步,同時,這些領(lǐng)域中的技術(shù)應(yīng)用也不得不跟上“腳步"。雖然典型的生命科學(xué)實驗室設(shè)備有了很大的改變,但二氧化碳培養(yǎng)箱依然是實驗室中的主要組成部分,其使用的最終目的都是維持和促使細胞和組織更好地生長。然而,隨著技術(shù)的進步,其功能和運作都變得越來越精確、可靠和方便。如今,二氧化碳培養(yǎng)箱已成為實驗室最普遍使用的常規(guī)儀器之一,已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)、微生物、農(nóng)業(yè)科學(xué)、藥物學(xué)的研究和生產(chǎn)。
CO2培養(yǎng)箱是通過對周圍環(huán)境條件的控制制造出一個能使細胞/組織更好地生長的環(huán)境,條件控制的結(jié)果就會形成一個穩(wěn)定的條件:如恒定的酸堿度(pH值:7.2-7.4)、穩(wěn)定的溫度(37°C)、較高的相對濕度(95%)、穩(wěn)定的CO2水平(5%),這就是為什么上述領(lǐng)域的研究員如此熱衷于使用方便穩(wěn)定可靠的二氧化碳培養(yǎng)箱。
此外,由于增加了二氧化碳濃度控制,并且使用微控制器對培養(yǎng)箱溫度進行精確控制,使生物細胞,組織等的培養(yǎng)成功率、效率都得到改善??傊?,二氧化碳培養(yǎng)箱是普通電熱恒溫培養(yǎng)箱不可替代的新型培養(yǎng)箱。
使用者對二氧化碳培養(yǎng)箱的選購最關(guān)心的當(dāng)然就是其可靠性、污染物的控制和使用方便。CO2培養(yǎng)箱主要控制模擬活體內(nèi)環(huán)境相關(guān)的3個基本變量:穩(wěn)定的CO2水平、溫度、相對濕度。要有穩(wěn)定的培養(yǎng)環(huán)境,就要考慮這三方面的影響因素,選購時,就應(yīng)該對這些“重中之重"有一定的了解才能選到適合自己的儀器。但是,其它的一些方面的“小"因素也不能忽略,因為這些都會影響儀器的使用價值和壽命。選購時,就應(yīng)該從各方面的因素加以考慮。
溫度控制:
保持培養(yǎng)箱內(nèi)恒定的溫度是維持細胞健康生長的重要因素。當(dāng)選購二氧化碳培養(yǎng)箱時,有兩種類型的加熱結(jié)構(gòu)可供選擇:氣套式加熱和水套式加熱。雖然這兩種加熱系統(tǒng)都是精確和可靠的,但是它們都有著各自的優(yōu)點和缺點。水套式培養(yǎng)箱是通過一個獨立的熱水間隔間包圍內(nèi)部的箱體來維持溫度恒定的。熱水通過自然對流在箱體內(nèi)循環(huán)流動,熱量通過輻射傳遞到箱體內(nèi)部從而保持了溫度的恒定。獨特的水套式設(shè)計有其優(yōu)點:水是一種很好的絕熱物質(zhì),當(dāng)遇到斷電的時候,水套式系統(tǒng)就能更可靠地長久保持培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度準確性和穩(wěn)定性(維持溫度恒定的時間是氣套式系統(tǒng)的4-5倍)。
如果您的實驗環(huán)境不太穩(wěn)定(如有用電限制,或者經(jīng)常停電)并需要保持長時間穩(wěn)定的培養(yǎng)條件,此時,水套式設(shè)計的二氧化碳培養(yǎng)箱就是您最好的選擇。而氣套式加熱系統(tǒng)是通過箱體內(nèi)的加熱器直接對箱內(nèi)氣體進行加熱的。氣套式設(shè)計在箱門頻繁開關(guān)引起的溫度經(jīng)常性改變的情況下能夠迅速恢復(fù)箱體內(nèi)的溫度穩(wěn)定。因此,氣套式與水套式相比,具有加熱快,溫度的恢復(fù)比水套式培養(yǎng)箱迅速的特點,特別有利于短期培養(yǎng)以及需要箱門頻繁開關(guān)的培養(yǎng)。此外,對于使用者來說氣套式設(shè)計比水套式更簡單化(水套式需要對水箱進行加水、清空和清洗,并要經(jīng)常監(jiān)控水箱運作的情況)。在購買氣套式培養(yǎng)箱時,要注意的是:為了不影響培養(yǎng),培養(yǎng)箱還應(yīng)該有一個風(fēng)扇以保證箱內(nèi)空氣的流通和循環(huán),此裝置還有助于箱內(nèi)溫度、CO2和相對濕度的迅速恢復(fù)。
此外,有些類型的二氧化碳培養(yǎng)箱還具備外門及輔助加熱系統(tǒng),這個系統(tǒng)能加熱內(nèi)門,提供給細胞良好的濕度環(huán)境,保證細胞滲透壓維持平衡,且可有效防止形成冷凝水以保持培養(yǎng)箱內(nèi)的濕度和溫度。如果您的培養(yǎng)環(huán)境需要精確的控制,那么這個輔助系統(tǒng)則是必不可少的。
CO2控制:
CO2 濃度探測可通過兩種控制系統(tǒng)——紅外傳感器(IR)或熱傳導(dǎo)傳感器(TC)進行測量。當(dāng)二氧化碳培養(yǎng)箱的門被打開時,CO2從箱體內(nèi)漏出,此時傳感器就會探測到CO2濃度的降低,并做出及時的反應(yīng),重新注入CO2使其恢復(fù)到原先預(yù)設(shè)的水平。熱傳導(dǎo)傳感器(TC)監(jiān)控CO2濃度的工作原理是通過測量兩個電熱調(diào)節(jié)器(一個調(diào)節(jié)器暴露于箱體環(huán)境內(nèi),另一個則是封閉的)之間的電阻變化來實現(xiàn)的。箱內(nèi)CO2濃度的變化會改變兩個電熱調(diào)節(jié)器間的電阻,從而促使傳感器產(chǎn)生反應(yīng)以達到調(diào)節(jié)CO2水平的作用。
TC控制系統(tǒng)的一個缺點就是箱內(nèi)溫度和相對濕度的改變會影響傳感器的精確度。當(dāng)箱門被頻繁打開時,不僅CO2濃度,溫度和相對濕度也會發(fā)生很大的波動,因而影響了TC傳感器的精度。當(dāng)需要精確的培養(yǎng)條件和頻繁開啟培養(yǎng)箱門時,此控制系統(tǒng)就顯得不太適用了。紅外傳感器(IR)作為另一個可選擇的控制系統(tǒng)比TC系統(tǒng)具備更精確的CO2控制能力,它是通過一個光學(xué)傳感器來檢測CO2水平的。IR系統(tǒng)包括一個紅外發(fā)射器和一個傳感器,當(dāng)箱體內(nèi)的CO2吸收了發(fā)射器發(fā)射的部分紅外線之后,傳感器就可以檢測出紅外線的減少量,而被吸收紅外線的量正好對應(yīng)于箱體內(nèi)CO2的水平,從而可以得出箱體內(nèi)CO2的濃度。因為IR系統(tǒng)不會因溫度和相對濕度的改變而受到影響,所以它比TC系統(tǒng)更精確,特別適用于需要頻繁開啟培養(yǎng)箱門的細胞培養(yǎng)。然而,此系統(tǒng)比TC系統(tǒng)更貴,這時就要結(jié)合經(jīng)費預(yù)算進行考慮了。
武漢集思儀器設(shè)備有限公司致力于打造世界先進水平又適合國內(nèi)的實驗室設(shè)備,致力于為您度身定制系統(tǒng)的實驗室整體解決方案,是華中地區(qū)規(guī)模型實驗室服務(wù)一站式供應(yīng)商,已為超過5000個國內(nèi)知名企事業(yè)單位提供專業(yè)實驗室儀器設(shè)備,咨詢熱線:027-85518521,400-0027-510,17720504339。