醫(yī)用培養(yǎng)箱的案例
ExplorIR-M傳感器在醫(yī)用培養(yǎng)箱的應(yīng)用
生物樣本（細(xì)胞、胚胎、微生物等）的活性與功能，高度依賴模擬體內(nèi)生理微環(huán)境的人工系統(tǒng)，這是傳統(tǒng)培養(yǎng)方式如恒溫箱、開放培養(yǎng)皿等無法突破的瓶頸。以細(xì)胞培養(yǎng)為例：人體細(xì)胞在體內(nèi)處于“37℃恒溫 + 5% CO?+95% 濕度”的穩(wěn)定環(huán)境，其中CO?通過與培養(yǎng)液中碳酸氫鹽緩沖體系反應(yīng)（CO?+H?O?H?CO??H?+HCO??），將 pH 值精準(zhǔn)控制在 7.2-7.4 的生理范圍。若脫離培養(yǎng)箱，室溫波動（±2℃即影響代謝）、CO?濃度驟降（暴露空氣后濃度從 5% 跌至0.04%）會導(dǎo)致：①細(xì)胞滲透壓失衡，12小時內(nèi)凋亡率升高 30% 以上；②酶活性紊亂，如 DNA 聚合酶活性下降50%，直接阻斷細(xì)胞分裂。
這種“精準(zhǔn)復(fù)刻體內(nèi)環(huán)境”的能力，是所有后續(xù)研究與診斷的前提，正是為了突破這一瓶頸，能夠高度模擬體內(nèi)生理微環(huán)境的醫(yī)用培養(yǎng)箱得以發(fā)展并廣泛應(yīng)用。
在政策上，近年來，國家藥監(jiān)局持續(xù)推動高端醫(yī)療器械自主創(chuàng)新，《"健康中國 2030" 規(guī)劃綱要》明確加快醫(yī)療器械創(chuàng)新發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級；《"十四五"科技創(chuàng)新規(guī)劃》推動高端醫(yī)療裝備智能化、數(shù)字化發(fā)展，鼓勵自主研發(fā)，如蘇州某醫(yī)療公司的時差培養(yǎng)箱獲證，正是說明醫(yī)用培養(yǎng)箱的發(fā)展順應(yīng)了市場需求與國家戰(zhàn)略的雙重驅(qū)動。
在應(yīng)用上，腫瘤細(xì)胞研究中，需長期培養(yǎng)癌細(xì)胞以觀察藥物作用效果 —— 若培養(yǎng)箱CO?濃度波動±0.5%，會導(dǎo)致癌細(xì)胞表面受體表達(dá)量差異達(dá)20%，同一藥物的抑制率結(jié)果偏差可能超過15%，直接導(dǎo)致實驗結(jié)論不可信。干細(xì)胞研究、疫苗研發(fā)等領(lǐng)域?qū)Νh(huán)境的要求更苛刻。干細(xì)胞研究、疫苗研發(fā)等領(lǐng)域?qū)Νh(huán)境的要求更苛刻，干細(xì)胞定向分化（如分化為神經(jīng)細(xì)胞）需CO?濃度在 5%-7% 間精準(zhǔn)切換，且溫度波動不超過 ±0.1℃。
展開 培養(yǎng)箱氧濃度監(jiān)測及培養(yǎng)箱消毒時耐高溫監(jiān)測控制方案
細(xì)胞培養(yǎng)是指在體外模擬體內(nèi)環(huán)境(無菌、適宜溫度、適宜的酸堿度、一定營養(yǎng)條件等)，使之生存、生長、繁殖并維持主要結(jié)構(gòu)和功能的一種方法。培養(yǎng)箱溫度可控主要用于培養(yǎng)微生物﹑植物和動物細(xì)胞的箱體裝置，箱體采用聚氨疊等泡沫塑料作為隔熱材料，對外源冷、熱都有較好的隔絕能力;內(nèi)腔多采用不銹鋼制作。有較強的抗腐蝕能力，且具有制冷和加熱的雙向調(diào)溫系統(tǒng)是生物、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等科研部門的基本實驗設(shè)備，廣泛應(yīng)用于恒溫培養(yǎng)、恒溫反應(yīng)等試驗。
我們都知道，人體中的每個細(xì)胞都需要氧氣才能生存，并通過氧化磷酸化產(chǎn)生能量。氧氣對于細(xì)胞的生長和分化至關(guān)重要，但是細(xì)胞所接觸的氧氣水平對細(xì)胞功能至關(guān)重要。大多數(shù)細(xì)胞培養(yǎng)實驗室都設(shè)置為在20%氧氣和5%二氧化碳的培養(yǎng)箱環(huán)境中培養(yǎng)細(xì)胞。從胚胎發(fā)育、正常機體功能的維持一直延續(xù)到疾病與衰老等病例過程，其中低氧是最常見的基本環(huán)境。氧氣含量的變化是整個生命周期中最重要的調(diào)節(jié)器之一。根據(jù)不同微生物、細(xì)胞組織等對氧氣要求不同,監(jiān)測及控制培養(yǎng)箱的氧氣濃度極為重要。目前的培養(yǎng)箱多為單一控制二氧化碳含量，而氧氣含量只是為常規(guī)空氣中的氧含量。
除了需要監(jiān)測培養(yǎng)箱氧濃度外還需要考慮培養(yǎng)箱使用過程中最容易導(dǎo)致樣品培養(yǎng)失敗的問題就是污染。為了使箱內(nèi)達(dá)到高溫濕熱的環(huán)境從而殺死污染微生物，達(dá)到消毒滅菌目的培養(yǎng)箱高溫消毒又分為兩類，一是傳統(tǒng)的高溫干熱消毒，另一種是優(yōu)秀的高溫濕熱滅菌〉高溫干熱和高溫濕熱，高溫濕熱由于蒸汽潛熱大，穿透力強，容易使蛋白質(zhì)變性或凝固，因此該法的滅菌效率比干熱滅菌法高。而培養(yǎng)箱常用高溫消毒工作溫度高達(dá)180℃。但這兩種滅菌方法對培養(yǎng)箱的元器件都要求耐受高溫。
展開 氣體傳感器在缺氧培養(yǎng)箱中的應(yīng)用
隨著生物技術(shù)的發(fā)展，為了研究細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、合成代謝、生長增值等，細(xì)胞培養(yǎng)成了一個必不可少的過程。細(xì)胞培養(yǎng)是指在體外模擬體內(nèi)環(huán)境（無菌、適宜溫度、酸堿度和一定營養(yǎng)條件等），使之生存、生長、繁殖并維持主要結(jié)構(gòu)和功能的一種方法。
而在對動物細(xì)胞的培養(yǎng)時通常需要用CO2輔以控制培養(yǎng)環(huán)境中氧氣的濃度來更好地模仿機體內(nèi)條件，因為在動物機體內(nèi)O2濃度范圍為1-14%，這一點與大氣中O2含量為20-21% 不同，所以培養(yǎng)在低氧環(huán)境下的細(xì)胞生長速度更快，壽命更長，并且表現(xiàn)出更低的應(yīng)激反應(yīng)；細(xì)胞低氧培養(yǎng)對于弄清腫瘤、器官纖維化、腦損傷等重大疾病的進(jìn)展機制和尋找防治對策均有重大意義，而缺氧培養(yǎng)箱則是營造低氧環(huán)境不可缺少的設(shè)備，缺氧培養(yǎng)箱是一種用于低氧環(huán)境(O2濃度<6%)中培養(yǎng)動物細(xì)胞或厭氧菌，培養(yǎng)箱要求高度密閉不漏氣，才能保證箱內(nèi)各氣體成分濃度不變。
缺氧環(huán)境對于細(xì)胞培養(yǎng)的重要性眾所周知，但對于大多數(shù)科研人員來說，精確控制和監(jiān)測缺氧條件是極其困難的，因為只有精密儀器才能精確地控制培養(yǎng)箱中的溫度、濕度和氣體（CO2和O2）。目前有兩種方法降低環(huán)境中的氧氣濃度，在標(biāo)準(zhǔn)CO2培養(yǎng)箱中使用模塊化的氣密氣室，通過使用放置在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)箱中的這種培養(yǎng)室，可以在體外降低氧氣濃度；另一種經(jīng)常使用的方法則是在所謂的“三氣”培養(yǎng)箱中進(jìn)行低氧培養(yǎng)，一般是通過添加兩種氣體即二氧化碳和氮氣以降低氧氣含量。
為了精確測量培養(yǎng)箱的氧氣濃度可在缺氧培養(yǎng)箱中內(nèi)置高精度氧氣探頭，監(jiān)控培養(yǎng)箱內(nèi)氣體濃度，并反饋給控制器，自動泵入氣體達(dá)到預(yù)設(shè)氣體濃度。控制反饋系統(tǒng)，可按預(yù)設(shè)定值隨時快速恢復(fù)和維持設(shè)定的氧氣水平，為了保持恒定的培養(yǎng)條件可以使用氧傳感器實時監(jiān)控培養(yǎng)箱氣氛中氧含量。
展開 高溫氧化鋯氧氣傳感器在培養(yǎng)箱中的應(yīng)用
我國制造培養(yǎng)箱的歷史也已有幾十年的歷史了，在世界培養(yǎng)箱市場的中低端我們占有一席之地。培養(yǎng)箱主要用于培養(yǎng)微生物、植物和動物細(xì)胞的箱體裝置，有的具有制冷和加熱的雙向調(diào)溫系統(tǒng)，是水體分析，細(xì)菌、霉菌、微生物的培養(yǎng)、保存，植物栽培，育種實驗的專用恒溫設(shè)備。
我們都知道氧是人體不可缺少的“養(yǎng)生之氣”;是機體功能活動所需能量來源的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是機體新陳代謝啟動機制的關(guān)鍵之一。而好氧微生物只有在有氧時才能進(jìn)行生長、繁殖等代謝活動；兼性厭氧微生物（如酵母、乳酸菌等）在有氧或無氧條件下均能生長，但代謝產(chǎn)物不同；而對于厭氧微生物而言，氧卻是一種有害物質(zhì)，即使短期接觸空氣，也會抑制其生長，甚至致死。
因此根據(jù)不同微生物對氧氣要求不同，監(jiān)測及控制培養(yǎng)箱的氧氣濃度極為重要，在此工采網(wǎng)推薦一款適合用于監(jiān)測培養(yǎng)箱的氧氣濃度變化的英國SST 螺紋式高溫氧化鋯氧氣傳感器(O2傳感器) - O2S-FR-T2-18C。
O2S-FR-T2-18C/B/A是氧化鋯氧氣傳感器，敏感元件是氧化鋯，采用兩個氧化鋯盤，在其中間是一個密封空間。其中一個盤起的功能是可逆氧氣泵，依次充滿樣品氣和抽空此小空間。另一個盤用于測量氧分壓差比率，得到相對應(yīng)的傳感電壓。氧化鋯盤作為氧氣泵運行時，需要的700 °C的溫度由加熱元件產(chǎn)生(配套的電路板O2I-FLEX-092可以提供加熱和線性模擬量輸出功能。)。氧氣泵使小空間范圍內(nèi)達(dá)到額定的小值和大值壓力所花的時間和環(huán)境中氧分壓值具有對應(yīng)關(guān)系。
配套的英國SST 氧化鋯氧氣傳感器變送板 - O2I-FLEX-092的好處在于O2I-Flex-092接口板給電子元件提供必要的電源，控制SST動態(tài)氧傳感器可以用戶設(shè)置量程0-25%和0-100%。整個測量范圍是線性的。出廠默認(rèn)是0-25%。
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用于培養(yǎng)箱氧氣控制中的氧氣傳感器
培養(yǎng)箱是在優(yōu)化的受控條件下培養(yǎng)接種了微生物的培養(yǎng)基的設(shè)備,需要建立理想生長環(huán)境的一個關(guān)鍵因素是合適的氧含量環(huán)境。大氣中含有大約21%的氧氣，細(xì)胞的生理性含氧濃度通常為1%至13%。人們已發(fā)現(xiàn)氧氣濃度是影響干細(xì)胞生長和發(fā)育等的關(guān)鍵環(huán)境因素。例如干細(xì)胞研究，逐漸明白控制氧氣、CO?和溫度的價值所在。細(xì)胞以某種方式測量它們的氧氣水平，然后可以相應(yīng)地調(diào)整它們的需求。為了維持正常的細(xì)胞功能，氧含量必須保持在一個相對較窄的生理范圍內(nèi)，該范圍單獨適應(yīng)每個組織，即所謂的生理范圍。
如今大多數(shù)培養(yǎng)箱可選配氧氣控制。通過向培養(yǎng)腔內(nèi)提供氮氣，控制培養(yǎng)箱中的氧氣水平。因為某些培養(yǎng)箱消耗大量昂貴的氮氣，所以有的培養(yǎng)箱為了控制腔內(nèi)的氧氣濃度會明顯增加耗氣成本。氧氣傳感器是一種用于測里氣體中氧氣農(nóng)度的設(shè)備。它將氧氣濃度轉(zhuǎn)換成電信號便于記錄和分析培養(yǎng)箱中氧氣傳感器主要用于監(jiān)測氣體置換過程中的氧氣濃度，以確保箱體內(nèi)部的微氧狀態(tài)。
工采網(wǎng)的一款英國SST螺紋式高溫氧化鋯氧氣傳感器(O2傳感器) - O2S-FR-T2-18C/B/A是氧化鋯氧氣傳感器，敏感元件是氧化鋯,采用兩個氧化鋯盤，在其中間是一個密封空間。 其中-個盤起的功能是可逆氧氣諒，依次充滿樣品氣和抽空此小空間。另- -個盤用于測量氧分壓差比率，得到相對應(yīng)的傳感電壓。氧化鋯盤作為氧氣泵運行時，需要的700 °C的溫度由加熱元件產(chǎn)生(配套的電路板O21-FLEX-092可以提供加熱和線性模擬量輸出功盤作為氧氣泵運行時，需要的700°C的溫度由加熱元件產(chǎn)生(配套的電路板O21-FLEX-092可以提供加熱和線性模擬量輸出功。
展開 CO2傳感器COZIR-W在培養(yǎng)箱中的應(yīng)用
一、什么是培養(yǎng)箱？
培養(yǎng)箱，是指溫度可控的、主要用于培養(yǎng)微生物、植物和動物細(xì)胞的箱體裝置，有的具有制冷和加熱的雙向調(diào)溫系統(tǒng)，是生物、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等科研部門的基本實驗設(shè)備，廣泛應(yīng)用于恒溫培養(yǎng)、恒溫反應(yīng)等試驗。
培養(yǎng)箱的特點主要有：箱體采用聚氨酯等泡沫塑料作為隔熱材料，對外源冷、熱都有較好的隔絕能力；內(nèi)腔多采用不銹鋼制作，有較強的抗腐蝕能力；具有加熱、制冷以及自動溫控裝置.能靈敏地調(diào)節(jié)箱內(nèi)溫度。
二、培養(yǎng)箱需要監(jiān)測什么？
現(xiàn)在很多實驗室中用的都有培養(yǎng)箱，培養(yǎng)箱用于模擬生物體中細(xì)胞/組織樣生長環(huán)境的形成，例如穩(wěn)定的溫度、穩(wěn)定的二氧化碳水平、恒定的pH值為、以及相對較高的相對濕度等。
在使用培養(yǎng)箱過程要嚴(yán)格監(jiān)控培養(yǎng)箱內(nèi)氧氣以及二氧化碳的含量情況，因此，在二氧化碳培養(yǎng)箱的內(nèi)室中，通常提供大量的傳感器檢測元件。例如，溫度傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器等。傳感器組合和微處理器放置在氣流路徑中，提供及時監(jiān)測氣流路徑中的溫度、 CO2以及氧氣濃度，以便最準(zhǔn)確地控制孵化器環(huán)境元素。
三、為什么要監(jiān)測二氧化碳？
一般來說，細(xì)胞培養(yǎng)基的酸堿度在7.0至7.4之間，由于碳酸鹽pH緩沖體系是一種生理pH緩沖體系，大多數(shù)培養(yǎng)液都是用它來維持穩(wěn)定的pH值，用粉末配制培養(yǎng)液時，往往需要加入一定量的碳酸鹽。對于大多數(shù)以碳酸鹽作為pH緩沖體系的培養(yǎng)液，為了保持pH穩(wěn)定，培養(yǎng)箱中的二氧化碳需要維持在2-10%之間，以維持培養(yǎng)液中溶解的二氧化碳濃度。
在這里，深圳市新世聯(lián)科技有限公司給大家推薦一款檢測CO2的傳感器COZIR-W，這款傳感器是英國GSS專門為檢測CO2研發(fā)的紅外光譜傳感器。
展開 高速響應(yīng)熱導(dǎo)式氣體傳感器XEN-5320-HP在厭氧培養(yǎng)箱中的應(yīng)用
厭氧培養(yǎng)箱是一種在無氧環(huán)境下進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)及操作的專用裝置。它能提供嚴(yán)格的厭氧狀態(tài)、恒定的溫度培養(yǎng)條件，并具有一個系統(tǒng)化、科學(xué)化的工作區(qū)域。在厭氧培養(yǎng)箱內(nèi)操作培養(yǎng)物，可以培養(yǎng)需要在厭氧環(huán)境中才能生長的各種厭氧生物，又能避免厭氧生物在大氣中操作時接觸氧而死亡的危險性。
一、厭氧培養(yǎng)箱的工作原理：無氧環(huán)境如何構(gòu)建？
厭氧培養(yǎng)箱通過物理密封與化學(xué)除氧相結(jié)合的方式，持續(xù)排除箱內(nèi)氧氣，并維持以氮氣（N2）為主、混合氫氣（H2）和二氧化碳（CO2）的惰性氣體環(huán)境。典型的氣體配比為：10% H2、10% CO2 和 80% N2。其核心除氧機制是利用鈀催化劑，使混合氣體中的氫氣與殘留的氧氣反應(yīng)生成水，將厭氧培養(yǎng)箱箱內(nèi)氧氣濃度降至 1 ppm 以下，滿足厭氧菌培養(yǎng)、惰性環(huán)境材料制備等需求。
但是，氫氣是易燃易爆氣體，爆炸極限為4%~75%，擴散速度很快。一旦氫氣濃度失控，不但會破壞厭氧環(huán)境，還可能會引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此，氫氣傳感器的存在，是維持厭氧箱功能和維護實驗安全的保障。
二、氫氣傳感器的三大核心作用
1. 環(huán)境調(diào)控者
厭氧箱長期運行時，箱門開關(guān)、密封件老化等原因會導(dǎo)致外界空氣滲入，消耗箱內(nèi)氫氣；而氣體管路的壓力波動又可能造成氫氣輸入過量。此時，氫氣傳感器實時監(jiān)測箱內(nèi)氫氣濃度，并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)氫氣進(jìn)氣量：當(dāng)濃度低于設(shè)定閾值時，開啟進(jìn)氣閥補充氫氣，確保氧氣被充分反應(yīng)；當(dāng)濃度接近安全上限時，關(guān)閉進(jìn)氣閥并啟動氮氣稀釋，將氫氣濃度維持在合理區(qū)間。
這種動態(tài)調(diào)控機制，確保厭氧培養(yǎng)箱始終處于穩(wěn)定的無氧狀態(tài)，避免因氫氣不足導(dǎo)致氧氣殘留，影響厭氧菌生長，也能防止氫氣過量造成浪費和安全隱患。
2. 安全預(yù)警員
厭氧培養(yǎng)箱內(nèi)部是密閉空間，氫氣積累難以通過肉眼察覺。
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