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什么是水套二氧化碳培養(yǎng)箱

閱讀:132        發(fā)布時(shí)間:2025-6-12

水套式二氧化碳培養(yǎng)箱(Water Jacketed CO? Incubator)是一種通過水夾層加熱方式來保持內(nèi)部恒溫的細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)備,廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、組織工程、藥物研發(fā)等領(lǐng)域。該裝置專門用于維持恒定的溫度、穩(wěn)定的CO?濃度和高濕度環(huán)境,為哺乳動物細(xì)胞、干細(xì)胞、微生物等提供接近體內(nèi)環(huán)境的體外培養(yǎng)條件。


一、水套式結(jié)構(gòu)原理

水套式培養(yǎng)箱的箱體內(nèi)壁與外殼之間設(shè)有一個(gè)密閉的水夾層(Water Jacket),其原理如下:

  • 加熱元件將水夾層中的水加熱;

  • 熱量通過水的傳導(dǎo)和熱容量緩慢而均勻地傳遞至內(nèi)腔;

  • 與空氣直接加熱方式(氣套)不同,水夾層在斷電等情況下仍可緩慢釋放熱量,具有一定保溫能力


二、核心組成

  1. 水夾套加熱系統(tǒng)
    水夾層貫穿整個(gè)箱體三面或四面,包圍內(nèi)膽。加熱元件控制水溫,并通過熱對流保持內(nèi)腔溫度穩(wěn)定。

  2. 溫度控制系統(tǒng)
    配備高精度溫度傳感器(如PT100)、恒溫控制器,通過閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)水加熱功率,保持恒定溫度(通常為37°C)。

  3. CO?控制系統(tǒng)
    通入5% CO?氣體以維持培養(yǎng)基pH穩(wěn)定。配置紅外或熱導(dǎo)式傳感器進(jìn)行濃度監(jiān)測。

  4. 濕度調(diào)節(jié)
    利用水盤自然蒸發(fā),在箱內(nèi)維持90%以上的相對濕度,防止培養(yǎng)液蒸發(fā)和滲透壓波動。

  5. 內(nèi)膽與托盤
    多為不銹鋼材質(zhì),耐腐蝕、易清洗。內(nèi)部設(shè)有培養(yǎng)架或托盤,便于放置培養(yǎng)皿或細(xì)胞瓶。


三、水套式培養(yǎng)箱的主要特點(diǎn)

特性描述
溫控穩(wěn)定性高水具有高比熱容,溫度變化緩慢,有效減緩?fù)獠繙囟炔▌訉ο鋬?nèi)的影響。
保溫性能好斷電后水夾層可維持一段時(shí)間溫度,減少對細(xì)胞的熱應(yīng)激損傷。
加熱均勻性好水傳導(dǎo)熱量均勻,箱體內(nèi)溫差小,適合對溫控要求嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)。
預(yù)熱時(shí)間較長水升溫速度慢,啟動后需較長時(shí)間達(dá)到設(shè)定溫度。
維護(hù)需求高需定期更換夾套水,防止藻類、水垢及細(xì)菌滋生。
設(shè)備較重因加滿水后整體質(zhì)量大,不便于頻繁移動或搬運(yùn)。

四、適用場景

水套式CO?培養(yǎng)箱適用于對溫控穩(wěn)定性要求高、培養(yǎng)周期長或?qū)﹄娫捶€(wěn)定性依賴較低的實(shí)驗(yàn),如:

  • 干細(xì)胞與胚胎細(xì)胞培養(yǎng)

  • 長期病毒感染實(shí)驗(yàn)

  • 溫度波動敏感型細(xì)胞

  • 關(guān)鍵藥物篩選與毒理實(shí)驗(yàn)


五、使用注意事項(xiàng)

  1. 使用蒸餾水或去離子水注入水夾層,防止水垢和腐蝕;

  2. 定期檢查水位和水質(zhì),避免缺水或污染;

  3. 避免頻繁開門,保持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定;

  4. 斷電后快速檢查溫度變化,確認(rèn)是否延長培養(yǎng)或轉(zhuǎn)移細(xì)胞。


六、總結(jié)

水套式二氧化碳培養(yǎng)箱是一種通過水熱傳導(dǎo)方式實(shí)現(xiàn)恒溫控制的細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)備,具有優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性與抗干擾能力,特別適合需要長時(shí)間培養(yǎng)和對熱波動敏感的實(shí)驗(yàn)類型。盡管其維護(hù)略顯繁瑣、設(shè)備較重,但在許多高精度細(xì)胞研究中仍具備穩(wěn)定的應(yīng)用價(jià)值。


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