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在購(gòu)買(mǎi)CO2培養(yǎng)箱時(shí)，您需要考慮什么？
閱讀次數(shù)：561 發(fā)布時(shí)間：2019/11/4 16:24:19

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隨著哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞分析和細(xì)胞治療的熱潮不斷涌來(lái)，CO2培養(yǎng)箱的需求也在不斷增長(zhǎng)。據(jù)知名市場(chǎng)研究公司Research ａnd Markets預(yù)測(cè)，在未來(lái)四年內(nèi)，CO2培養(yǎng)箱的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到8%。順應(yīng)這一趨勢(shì)，新的產(chǎn)品也在不斷上市。

CO2培養(yǎng)箱是在箱體內(nèi)模擬一個(gè)生物體內(nèi)的環(huán)境讓細(xì)胞或組織生長(zhǎng)。培養(yǎng)箱要求穩(wěn)定的溫度（37°C）、穩(wěn)定的CO2水平（5%）、較高的相對(duì)濕度（95%），從而對(duì)細(xì)胞或組織進(jìn)行高效的體外培養(yǎng)。

不過(guò)，在選擇一臺(tái)CO2培養(yǎng)箱時(shí)，只知道這三個(gè)參數(shù)就夠了嗎？當(dāng)然不夠啊�？紤]到細(xì)胞培養(yǎng)的重要性，培養(yǎng)箱的價(jià)格以及平均十年的使用壽命，我們還是有必要來(lái)精心挑選一臺(tái)設(shè)備。盡管現(xiàn)在費(fèi)時(shí)費(fèi)力，但未來(lái)能省時(shí)省力，也避免了因?qū)嶒?yàn)結(jié)果不理想而整天苦兮兮。

那么，在購(gòu)買(mǎi)CO2培養(yǎng)箱時(shí)，我們究竟要考慮哪些因素？

❖ 大小——您的實(shí)驗(yàn)室有多少空間？您需要同時(shí)運(yùn)行多少個(gè)實(shí)驗(yàn)？
❖ 氣體控制——您能夠控制哪些氣體？
❖ 加熱方式——直熱式還是水套式？
❖ 濕度——是否能夠快速恢復(fù)到足夠的濕度？
❖ 污染風(fēng)險(xiǎn)——如何減少污染和消除污染？
❖ 參數(shù)恢復(fù)——一旦開(kāi)門(mén)，參數(shù)何時(shí)恢復(fù)？
❖ 數(shù)據(jù)記錄——這對(duì)于監(jiān)管過(guò)程特別重要。

培養(yǎng)空間

實(shí)驗(yàn)室的空間有多大，通常培養(yǎng)的細(xì)胞有多少，這首先決定了您要購(gòu)買(mǎi)多大的培養(yǎng)箱。如果只是個(gè)人使用，可以考慮緊湊型的培養(yǎng)箱。市場(chǎng)上*暢銷(xiāo)的培養(yǎng)箱規(guī)格是標(biāo)準(zhǔn)型，大約在150-184 L。這些培養(yǎng)箱可疊放，方便實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展。對(duì)于大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用，可以考慮200 L以上的大容量培養(yǎng)箱。

一般來(lái)說(shuō)，大型實(shí)驗(yàn)室都需要培養(yǎng)多種類(lèi)型的細(xì)胞，為了避免交叉污染，他們被迫要使用多個(gè)培養(yǎng)箱，這既占用了空間，又浪費(fèi)了經(jīng)費(fèi)。同時(shí)，越來(lái)越多的研究人員開(kāi)始使用那些嬌氣的細(xì)胞，比如原代細(xì)胞和干細(xì)胞，它們對(duì)周?chē)h(huán)境的變化比較敏感。

針對(duì)大家的這種煩惱，遠(yuǎn)慕*近推出了一種新型的Cell Locker細(xì)胞培養(yǎng)室，它可以將培養(yǎng)箱分成六個(gè)獨(dú)立的可高溫滅菌的培養(yǎng)室，從而提高細(xì)胞培養(yǎng)的效率和安全性。如今，您能夠在一個(gè)培養(yǎng)箱中隔離細(xì)胞類(lèi)型或不同項(xiàng)目，使之不受周?chē)h(huán)境的干擾，在節(jié)省空間和氣體的同時(shí)，防止支原體在內(nèi)的循環(huán)交叉污染。

CO₂培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度、濕度和二氧化碳濃度都是統(tǒng)一控制的，雖然是六個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)室，但遠(yuǎn)慕還是確保整個(gè)箱體內(nèi)的空間溫度、濕度、二氧化碳濃度都具有均一性。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，是因?yàn)樗捎肨HRIVE主動(dòng)氣流技術(shù)，可快速均勻地恢復(fù)箱內(nèi)條件，并持續(xù)不斷換氣。

同時(shí)，每個(gè)Cell Locker細(xì)胞培養(yǎng)室有雙層的0.2mm過(guò)濾膜保護(hù)，允許空氣循環(huán)，但避免微生物污染。當(dāng)打開(kāi)一個(gè)Cell Locker細(xì)胞培養(yǎng)室時(shí)，確保其余的Cell Locker細(xì)胞培養(yǎng)室內(nèi)的細(xì)胞仍處于理想的生長(zhǎng)環(huán)境。

這種新型的Cell Locker系統(tǒng)目前適用于Heracell VIOS 160i和Forma Steri-Cycle i160 CO₂培養(yǎng)箱。每個(gè)Cell Locker室可容納9個(gè)T-75細(xì)胞培養(yǎng)瓶、20塊6孔板或24塊96孔板，滿(mǎn)足廣泛的應(yīng)用需求。

溫度控制

讓CO₂培養(yǎng)箱維持在指定的溫度、濕度和二氧化碳濃度，這是用戶(hù)的基本需求。細(xì)胞對(duì)溫度變化非常敏感，在過(guò)高的溫度下無(wú)法存活。一般來(lái)說(shuō)，CO₂培養(yǎng)箱的加熱方式包括水套式和直熱式（氣套式）。這兩種方式有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

水套式加熱是通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的水套層包圍內(nèi)部的箱體來(lái)維持溫度恒定的。當(dāng)遇到斷電的時(shí)候，水套式系統(tǒng)就可以較長(zhǎng)時(shí)間地保持培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，有利于實(shí)驗(yàn)環(huán)境不太穩(wěn)定的用戶(hù)選用，比如有用電限制或經(jīng)常停電。不過(guò)，水套式系統(tǒng)需要對(duì)水箱進(jìn)行加水、清空和清洗，經(jīng)常監(jiān)控水箱運(yùn)作的情況，還有潛在的污染隱患。

直熱式系統(tǒng)是通過(guò)遍布箱體氣套層內(nèi)的加熱器直接對(duì)箱體進(jìn)行加熱的。與水套式相比，直熱式具有加熱快、溫度恢復(fù)迅速的特點(diǎn)，特別適合短期培養(yǎng)以及需要頻繁開(kāi)關(guān)取樣的培養(yǎng)。因后期維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，目前越來(lái)越多的客戶(hù)選擇直熱式系統(tǒng)。

Eppendorf的Galaxy 170S CO₂培養(yǎng)箱就采用六面直熱式加熱，溫和地將細(xì)胞浸浴在溫度均一的環(huán)境里。這種培養(yǎng)箱擁有 170 L大容積，提供出色的質(zhì)量、杰出的性能和和直觀(guān)的操作。無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)提供更多使用空間，消除風(fēng)扇帶來(lái)的污染源。此外，它還可選配附加功能，比如高溫消毒和內(nèi)分門(mén)。

濕度控制

除了準(zhǔn)確的溫度，穩(wěn)定而精確的濕度對(duì)于細(xì)胞培養(yǎng)工作來(lái)說(shuō)也是一個(gè)非常重要的因素，但又容易被人忽略。維持足夠的濕度水平，并且在開(kāi)關(guān)門(mén)后以足夠快的速度恢復(fù)濕度，才能保證不會(huì)因?yàn)檫^(guò)度干燥而導(dǎo)致培養(yǎng)失敗。

目前大多數(shù)的CO₂培養(yǎng)箱是通過(guò)增濕盤(pán)的蒸發(fā)作用產(chǎn)生濕氣，其產(chǎn)生的相對(duì)濕度水平可達(dá)95%左右。盡量選擇濕度蒸發(fā)面積大的培養(yǎng)箱，因?yàn)闈穸日舭l(fā)面積越大，越容易達(dá)到相對(duì)飽和濕度，并且開(kāi)關(guān)門(mén)后的濕度恢復(fù)時(shí)間越短。

Memmert（美墨爾特）的CO₂培養(yǎng)箱有兩種配置。一種是標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)配置水盤(pán)加濕，可控制88-97%的相對(duì)濕度。如果選擇額外的動(dòng)態(tài)濕度控制系統(tǒng)，則可以控制40-97%的相對(duì)濕度，使得開(kāi)關(guān)門(mén)后濕度恢復(fù)時(shí)間更短。德國(guó)美墨爾特作為全球的溫控箱體品牌，近九十年來(lái)一直致力于精確溫控箱體的研發(fā)和生產(chǎn)，并引領(lǐng)箱體的發(fā)展方向與潮流。

污染防控

污染是細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中*不愿意看到的現(xiàn)象。CO₂培養(yǎng)箱的制造商們采取了各種措施來(lái)減少和防止污染的發(fā)生。比如，采用高質(zhì)量的不銹鋼內(nèi)膽甚至純銅內(nèi)膽，抗刮擦，耐腐蝕，易清潔，盡量減少微生物可以生長(zhǎng)的表面。同時(shí)，有些型號(hào)可進(jìn)行高溫滅菌，且所有傳感器及附件無(wú)需取出，相當(dāng)方便。

Nuaire公司的副總裁Buckner Richerson表示，在設(shè)計(jì)款培養(yǎng)箱之前，他們?cè)蛭⑸飳W(xué)家詢(xún)問(wèn)了他們*關(guān)心的問(wèn)題，他們的回答是“干燥”和“污染”。創(chuàng)建于1972年的美國(guó)Nuaire公司一直致力于生產(chǎn)生物安全柜、二氧化碳培養(yǎng)箱、超低溫冰箱、血庫(kù)冰箱、層析冷柜以及光照培養(yǎng)箱等產(chǎn)品。

Nuaire將HEPA過(guò)濾應(yīng)用在培養(yǎng)箱上，以降低其污染風(fēng)險(xiǎn)，并保持培養(yǎng)箱內(nèi)部符合ISO 5級(jí)清潔標(biāo)準(zhǔn)。囊式過(guò)濾器通過(guò)過(guò)濾和調(diào)節(jié)，不斷地凈化箱內(nèi)的空氣，而過(guò)濾器、泵和溫度傳感器都位于工作區(qū)域外。

據(jù)介紹，這種設(shè)計(jì)每20分鐘更換一次培養(yǎng)箱的空氣，同時(shí)限度地減少蒸發(fā)，并在關(guān)門(mén)20分鐘后讓設(shè)備恢復(fù)到*佳運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)Richerson的說(shuō)法，Nuaire每年銷(xiāo)售2000臺(tái)CO₂培養(yǎng)箱，但幾年來(lái)都沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)污染事件。

為了避免漏網(wǎng)的病原體，Nuaire在所有直熱式培養(yǎng)箱中都配備了高溫滅菌的功能，但*基本的型號(hào)除外。清除污染通常是在高溫（145ºC）下處理一段時(shí)間，比如過(guò)夜滅菌。考慮到一些用戶(hù)喜歡純銅內(nèi)膽的培養(yǎng)箱，Nuaire也提供這個(gè)選項(xiàng)，但Richerson認(rèn)為這并不是必需的。

無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)

如果您留意新款的CO₂培養(yǎng)箱，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)趨勢(shì)，無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)開(kāi)始流行，比如前面提到的Eppendorf Galaxy 170S CO₂培養(yǎng)箱。它取消了傳統(tǒng)風(fēng)扇，空氣只靠自然對(duì)流運(yùn)動(dòng)，消除了導(dǎo)致細(xì)胞培養(yǎng)交叉污染的一大源頭。

德國(guó)MMM集團(tuán)旗下成員BMT的CO₂培養(yǎng)箱也采用了無(wú)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)。據(jù)專(zhuān)業(yè)人士介紹，這明顯減少了兩方面問(wèn)題。首先，零振動(dòng)實(shí)際上消除了細(xì)胞邊緣效應(yīng)的可能性。其次，無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)還可以減少蒸發(fā)，從而限度地減少樣品中的水分流失。

無(wú)風(fēng)扇培養(yǎng)箱還增加了可用空間，因?yàn)椴恍枰艿阑騼?nèi)置的HEPA組件，同時(shí)避免了這些組件的維護(hù)和更換，以及更換風(fēng)扇HEPA過(guò)濾器元件的成本。空氣湍流實(shí)際上是CO₂培養(yǎng)箱中潛在污染的主要來(lái)源。

其實(shí)，實(shí)驗(yàn)室中的污染無(wú)處不在。污染可從任何來(lái)源進(jìn)入培養(yǎng)箱，包括個(gè)人的頭發(fā)和衣服，打開(kāi)的窗戶(hù)，甚至是實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng)。一旦進(jìn)入培養(yǎng)箱，微生物就會(huì)附著在風(fēng)扇上，從那里散布到整個(gè)裝置。

同時(shí)，風(fēng)扇還是培養(yǎng)箱中*難以清潔的部件。因此，帶風(fēng)扇的培養(yǎng)箱都需要在風(fēng)扇前安裝昂貴的HEPA過(guò)濾器以保護(hù)風(fēng)扇，而且還要定期更換。這大大增加了風(fēng)險(xiǎn)和成本。當(dāng)今的無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，從多方面而言都是有好處的。

此外，許多CO₂培養(yǎng)箱都采用觸摸屏操作界面，簡(jiǎn)化儀器設(shè)置。通過(guò)明亮的LED屏幕，您可以輕松監(jiān)控溫度、CO₂和相對(duì)濕度等操作參數(shù)。有些型號(hào)還可以提供長(zhǎng)期的日志記錄，適用于cGMP過(guò)程。

總而言之，我們?nèi)缃裨贑O₂培養(yǎng)箱上有了更多的選擇。結(jié)合各種參數(shù)、價(jià)格以及售后服務(wù)和口碑，才能挑選到一臺(tái)稱(chēng)心如意的培養(yǎng)箱。雖然有些麻煩，但為了未來(lái)的細(xì)胞培養(yǎng)不麻煩，這當(dāng)然還是值得的。