CO₂二氧化碳培養箱CO₂ Incubator

CO₂培養箱的工作原理是模擬細胞或組織在體內的生長環境，為細胞培養提供穩定的條件，如恆定的溫度、濕度、二氧化碳（CO₂）濃度和氧氣（O₂）濃度。具體運作方式如下：

1. CO₂濃度控制

CO₂培養箱利用CO₂傳感器（通常是紅外線傳感器）來精確監測和調節箱內的CO₂濃度。常見的設置為5%的CO₂濃度，這模擬了細胞在體內的環境，並幫助維持培養基的pH值穩定。當CO₂濃度低於設定值時，培養箱會自動注入CO₂氣體，直到達到預定的濃度​​。

2. 溫度控制

培養箱內部通常使用多區域加熱系統來維持恆定的溫度，通常設置為37°C，這是大多數哺乳動物細胞的最佳培養溫度。ESCO CO₂培養箱使用直熱與氣套加熱系統，確保溫度能迅速恢復並保持均勻性，避免因開門操作導致的溫度波動​。

3. 濕度控制

細胞培養需要高濕度環境來防止培養基蒸發，通常培養箱內的濕度維持在90%-95%。這是通過加熱水盤中的水來實現的，ESCO培養箱內的加熱底部能快速恢復濕度，確保培養過程中的穩定性​。

4. 氣體交換與過濾

培養箱內配備了ULPA或HEPA過濾系統，持續過濾培養箱內的空氣，去除空氣中的微粒和污染物。ESCO CO₂培養箱的ULPA過濾系統具有99.999%的過濾效率，可以有效防止外部污染物進入培養箱，同時保持內部的空氣潔淨​。

5. 氧氣控制（選配功能）

某些應用（如低氧環境培養）需要控制O₂濃度，ESCO CO₂培養箱提供可選的氧氣控制功能，通過傳感器監控和調節O₂濃度，以模擬低氧或特定環境條件，適合腫瘤研究等特定需求​。

6. 污染控制

為了防止培養過程中的污染，CO₂培養箱通常配備高效的滅菌系統，如高溫滅菌（90°C）或UV滅菌。這些功能可以有效去除內部的細菌、真菌和其他污染物​​。

7. 智慧控制與監控

CO₂培養箱配備了智能控制系統，可以實時監控箱內的環境參數，如溫度、CO₂濃度和濕度。當發生異常情況時，系統會自動發出報警，提醒使用者進行調整，保證實驗的安全和準確性​。

要確保CO₂培養箱的長期性能，正確的維護至關重要。以下是ESCO CO₂培養箱的維護指南：

日常維護：

1. 檢查氣瓶壓力：每日檢查CO₂氣瓶的壓力表，確保壓力不低於15 psig。如果壓力過低，應及時更換氣瓶​。
2. 檢查CO₂濃度：通過面板或數據記錄系統確保CO₂濃度維持在設置範圍內，避免過度波動。

每週維護：

1. 檢查濕度盤水位：每週檢查濕度盤中的水位，並補充無菌蒸餾水，以確保濕度保持在理想範圍（通常為90%-95%）​。
2. 清潔培養箱內部：使用實驗室清潔劑清潔內部表面，確保培養箱內部無灰塵、細菌和其他污染物​。

每月維護：

1. 檢查門封條：檢查玻璃門和外門的密封條，確保它們沒有破損或老化。如果發現密封不良，應及時更換​。
2. 檢查感應器：校準溫度、CO₂和濕度傳感器，確保其測量準確，以維持穩定的培養環境​。

每年維護：

1. 更換ULPA過濾器：對於配有ULPA過濾器的培養箱，應每年檢查並更換過濾器，以確保過濾效率​。
2. 更換進氣過濾器：定期檢查並更換CO₂和O₂進氣過濾器，以防止污染物進入培養箱​。
3. 檢查UV燈（如有）：如果培養箱配有UV滅菌燈，建議每1000小時（約4年）更換一次UV燈​。

消毒與清潔：

• 高溫滅菌：建議定期運行90°C的高溫滅菌循環，以去除細菌、孢子和真菌等污染物。這種滅菌方法不會損壞培養箱的電子元件​。
• UV滅菌：對於配備UV滅菌系統的培養箱，可以定期啟動UV燈來消毒濕度盤和內部空間​。

避免常見問題：

• 減少門的開關次數：頻繁打開箱門會導致溫度和CO₂濃度波動，應盡量減少不必要的操作。
• 保持良好的通風環境：確保培養箱周圍有足夠的空氣流通，避免放置在熱源附近，如散熱器或空調通風口​。

二氧化碳（CO₂）培養箱對外部環境條件有一定要求，確保其能夠穩定運行並提供精確的培養環境。以下是CO₂培養箱的主要環境要求：

1. 溫度條件

• 要求：培養箱通常要求放置在一個穩定的室內環境中，建議環境溫度維持在18°C至25°C之間，並避免極端的溫度波動。
• 原因：過高或過低的環境溫度會影響培養箱內的溫度控制系統，導致箱內溫度恢復時間變長，甚至可能無法達到設定的培養溫度​。

2. 通風條件

• 要求：培養箱應放置在通風良好的環境中，並確保四周有足夠的空氣流通，避免將培養箱靠近牆壁、家具或其他可能阻礙空氣流通的物體。
• 原因：良好的空氣流通有助於散熱，避免箱內溫度和氣流受到外界因素影響。另外，將培養箱放置在空氣流動過強的區域，如空調通風口或風扇旁邊，也可能會導致箱內溫度和濕度波動​。

3. 氣流穩定性

• 要求：應避免將培養箱放置在有強風或快速氣流的環境中，特別是避免靠近空調出風口或門窗。
• 原因：強氣流會干擾培養箱內的氣體交換和溫度控制，影響培養箱內部的穩定性，導致CO₂濃度和溫度不穩定​。

4. 電源要求

• 要求：CO₂培養箱必須連接到穩定的電源，並且需要配備接地保護。推薦使用單獨的電源插座，以避免與其他高功率設備共用，防止電壓波動。
• 原因：電源電壓波動會影響培養箱的電子元件運作，特別是對傳感器和加熱系統的穩定性產生影響。確保接地保護則是為了避免靜電或電氣故障​。

5. 避免熱源和震動源

• 要求：應避免將培養箱放置在靠近強熱源的地方，如散熱器、烤箱、燈具或其他發熱設備，同時避免靠近震動源，如離心機或重型機械。
• 原因：熱源會干擾培養箱的溫度控制系統，導致內部溫度不穩定；而震動源則會影響培養箱內氣流的穩定性，甚至損壞培養中的樣品​。

6. 濕度條件

• 要求：培養箱所在環境的相對濕度應保持在**30%至70%**之間，過高或過低的濕度都可能影響箱內濕度的穩定性。
• 原因：環境濕度過低可能導致箱內濕度下降，影響培養基的水分保持；環境濕度過高則可能導致培養箱內過度凝結水分，影響操作及樣品質量​。

7. 培養箱的放置穩定性

• 要求：培養箱應放置在穩固、水平的表面上，建議使用專用的支架或平台來放置培養箱，避免將其直接放在地面上。
• 原因：穩定的表面能防止培養箱傾斜或移動，保持設備和培養環境的穩定性。直接放置在地面上，會增加震動和污染的風險​。

ESCO CO₂培養箱在設計上具有多層次的防污染機制，旨在有效防止內部污染，確保細胞培養環境的潔淨。以下是ESCO CO₂培養箱的主要防污染技術：

1. ULPA過濾系統

• 工作原理：ESCO培養箱內部配備了ULPA（超低穿透空氣）過濾系統，這種過濾器的效率達到99.999%，能有效去除空氣中的微粒、細菌和其他污染物。即使在打開箱門後，空氣也能迅速過濾並恢復到ISO Class 5級別的潔淨度​。
• 優勢：相比傳統HEPA過濾器，ULPA過濾器能更高效地過濾極小顆粒，進一步提升內部空氣的潔淨度，減少污染風險。

2. 90°C高溫滅菌系統（SwiftCon™）

• 功能描述：ESCO CO₂培養箱內建有高效的90°C高溫滅菌功能，稱為SwiftCon™週期。該系統能夠在15小時內完成滅菌週期，並且已被證明能有效消除細菌孢子、真菌和其他常見的污染物​。
• 適用情境：每次更換培養批次或進行定期維護時，都可以運行此高溫滅菌循環，確保內部環境無菌。

3. UV滅菌系統（可選功能）

• 功能描述：某些ESCO CO₂培養箱型號配備了UV滅菌燈，通常安裝在濕度盤附近。UV燈的紫外線能有效殺死濕度盤中的微生物，防止水源成為細菌滋生的溫床​。
• 適用情境：UV滅菌系統特別適合防止因濕度盤水分長期存在而導致的微生物污染。

4. 氣體過濾器

• 功能描述：所有輸入到培養箱內的氣體（如CO₂和O₂）都會通過0.2微米的過濾器，這些過濾器能有效去除氣體中的顆粒物和污染物，確保輸入氣體的潔淨​。
• 優勢：此設計可以防止氣體源頭引入外部污染物，從而保護內部的細胞培養環境。

5. 內部氣流控制

• 工作原理：ESCO培養箱內部的氣流系統經過精密設計，可以在保持溫濕度穩定的同時，避免過多的氣流擾動，防止污染物進入培養區域。當打開箱門時，風扇會自動停止運行，減少外部空氣進入箱內​。
• 優勢：這種設計能在操作過程中最大限度地減少污染風險，特別是在需要頻繁開關門的應用中。

6. 無縫設計與易清潔內部表面

• 功能描述：ESCO CO₂培養箱的內部採用無縫不銹鋼結構，避免了縫隙中滋生污染物的可能性。同時，圓角設計使清潔過程更加徹底，減少細菌在難以到達的地方聚集的風險​。
• 優勢：這樣的設計讓培養箱內部更容易進行日常維護和深度清潔，有效降低污染風險。

7. 門封條檢查與維護

• 功能描述：培養箱的玻璃內門和外門都裝有氣密封條，確保箱門關閉時與外界環境隔離，防止污染物進入。定期檢查和更換老化的門封條可以保持培養箱的密封性​。

當CO₂培養箱的CO₂濃度不穩定時，可能影響細胞培養的環境和結果。處理CO₂濃度不穩定的情況時，應按照以下步驟進行排查和解決：

1. 檢查氣瓶壓力

• 問題原因：CO₂氣瓶的壓力不足會導致培養箱內CO₂供應不穩定。
• 解決方法：每日檢查氣瓶的壓力表，確保壓力不低於15 psig。如果壓力過低，需及時更換氣瓶​。

2. 檢查CO₂管路

• 問題原因：氣體管路可能因為連接不良或有漏氣現象，導致CO₂濃度無法穩定。
• 解決方法：檢查CO₂氣體輸送管路是否有任何鬆動或洩漏現象，特別是在接頭處。可以使用肥皂水檢查管道接合處是否有氣泡產生，從而確認是否有漏氣情況。如果發現洩漏，應立即修復或更換受損部件。

3. 校準CO₂傳感器

• 問題原因：傳感器校準不準確或傳感器故障，可能導致CO₂濃度讀數不準確或控制失常。
• 解決方法：定期校準CO₂傳感器，檢查其是否正確運行。如果發現傳感器讀數與實際濃度有較大偏差，應進行校準或更換傳感器​。

4. 檢查培養箱的密封性

• 問題原因：如果培養箱的門封條損壞或門未完全關閉，外部空氣可能滲入培養箱內，導致CO₂濃度無法穩定維持。
• 解決方法：檢查玻璃門和外門的密封條是否完整無損，並確認門在操作時已完全關閉。如果門封條出現老化或損壞，應及時更換​。

5. 減少頻繁的開關門操作

• 問題原因：頻繁打開培養箱門會導致CO₂濃度瞬間下降，並且需要較長時間恢復到設定值。
• 解決方法：盡量減少開關培養箱門的頻率，以保持箱內穩定的CO₂濃度和溫度。如果需要頻繁操作，可以選擇具有快速恢復功能的培養箱型號，例如ESCO的*CelCulture®*系列，該系列設計有快速恢復機制​。

6. 檢查氣體過濾器

• 問題原因：CO₂進氣過濾器堵塞或過濾效率降低，可能導致氣體供應不足，從而影響CO₂濃度的穩定性。
• 解決方法：定期檢查並更換CO₂進氣過濾器，確保氣體流通順暢，無堵塞現象​。

7. 檢查培養箱的氣流系統

• 問題原因：氣流系統故障或氣流分布不均可能導致CO₂濃度分布不均。
• 解決方法：檢查風扇和氣流感測器，確保其正常運作。如果發現氣流異常或不均勻，應檢查培養箱內部的氣流控制系統是否有故障，並進行維修​。

ESCO CO₂培養箱的UV滅菌系統是一種高效的內部消毒功能，主要設計用於減少培養過程中的污染風險，尤其是針對濕度盤中可能滋生的細菌和真菌等微生物。其工作原理如下：

1. UV滅菌系統的基本原理

• 紫外線類型：ESCO CO₂培養箱內的UV滅菌系統通常使用的是UVC波段的紫外線，波長為254納米。這種波長的紫外線能夠破壞微生物的DNA和RNA，從而殺死細菌、真菌孢子和其他污染物，防止它們在培養箱內部生長和繁殖​。
• 作用區域：UV燈通常安裝在培養箱內的濕度盤附近，因為水分容易成為污染物滋生的溫床。UV燈通過持續照射水面，抑制微生物在濕度盤中的生長。

2. UV滅菌的工作模式

• 自動化設置：ESCO培養箱的UV滅菌系統可以設定為自動運行，通常每次開啟持續約30分鐘，這段時間足以有效殺滅大多數細菌和酵母的生長型細胞​。
• 安全操作：當培養箱門打開時，為了保護使用者免受紫外線照射，UV滅菌燈會自動關閉，以避免對人員的損害。

3. UV滅菌的效果

• 消毒能力：實驗數據顯示，UV滅菌系統在30分鐘內即可有效殺死多種細菌和真菌，包括大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、念珠菌等。對於耐受性較強的芽孢，則需要更長時間的照射，如60分鐘的UV燈運行可達到顯著的減菌效果​。
• 作用範圍：雖然UV燈主要針對濕度盤的消毒，但其照射範圍還能覆蓋到培養箱內部的一部分區域，有助於進一步減少污染風險。

4. UV滅菌系統的維護

• UV燈更換：隨著使用時間的增加，UV燈的效率會逐漸降低。建議每1000小時（約4年）更換一次UV燈，以確保其滅菌效果維持在最佳狀態​。
• 清潔保養：為了確保UV燈的正常運作，定期清潔培養箱內部，避免塵土和水垢積聚在UV燈表面，影響其滅菌效率。

5. UV滅菌的優勢

• 減少手動清潔次數：UV滅菌系統可以有效減少箱內污染，降低使用者手動清潔的頻率，特別是在對濕度盤的維護上。
• 安全可靠：相較於傳統的化學清潔方法，UV滅菌系統不會殘留化學品，對樣品和使用者更加安全。