一、方案背景与目的

随着科研和生产对二氧化碳培养箱的依赖程度不断提高，一旦主要设备发生故障或需维护，就可能导致大量细胞样本损失、实验延误及经济损失。赛默飞（Thermo Fisher）二氧化碳培养箱150i以其稳定性和精确性广受实验室青睐，但为保障持续性使用，建立完善的紧急备用设备方案势在必行。

本方案旨在针对150i培养箱在突发停机、断电、传感器故障、气源异常等意外情况下，快速恢复培养环境，减少实验样本损失，确保科研和生产的连续性。

二、适用范围

• 适用于配备赛默飞150i系列二氧化碳培养箱的所有实验室和生产车间。

• 涉及细胞培养、组织工程、药物筛选、干细胞研究等对CO₂培养环境有严格要求的应用场景。

• 包括日常维护期间、设备突发故障以及厂商检修等待期等多种紧急备份需求。

三、风险分析

1. 断电风险：市电中断或电压不稳导致培养箱停止工作。

2. CO₂气源中断：气瓶用尽、气路泄漏或调压阀故障造成CO₂供给中断。

3. 温控故障：加热或制冷元件损坏导致温度失控。

4. 湿度异常：内部加湿系统失效或水源中断。

5. 传感器损坏：温度、CO₂、湿度传感器故障误报或失效。

6. 机械故障：门封损坏、风机或转盘电机故障。

7. 软件故障：控制系统死机或程序错误。

四、备用方案总体架构

1. 备用设备清单：

• 备用150i培养箱一台（新购或租赁）。

• UPS不间断电源系统（至少可支持30分钟）。

• 移动式CO₂气瓶及调压装置。

• 便携式温度/湿度监测仪器。

• 移动式环境控制柜（可选配制冷/加热模块）。

• 备用传感器组件套件（温度、CO₂、湿度）。

• 便携式电源转换器及延长线。

2. 备用方案流程：

• 主设备通过性能验证后方可恢复使用。

• 样本逆向转移，并对比培养状态。

• 在主设备修复期间，备用箱全天候运行。

• 定期更换CO₂气瓶和补充UPS电源。

• 标记并分批转移培养板/瓶。

• 利用移动监测仪实时验证温度、CO₂及湿度。

• 按照切换流程连接UPS和备用CO₂气源。

• 用临时环境控制柜保证最低培养条件。

• 内部工程师初步判断。

• 必要时联系赛默飞授权售后。

• 监测系统自动报警及人工巡检相结合。

• 故障类型分类，并启用相应应急预案。

1. 故障识别与报警

2. 致电维护人员或外部服务团队

3. 临时切换至备用设备

4. 样本转移与环境恢复

5. 故障排除与设备修复

6. 恢复至主设备

五、关键设备及技术规格

1. 备用150i培养箱：

• 温度范围：室温至60℃；温控精度±0.1℃。

• CO₂浓度范围：0%～20%；控制精度±0.1%。

• 湿度：架内湿度可在95%以上；防干裂设计。

2. UPS不间断电源：

• 额定功率不低于1000VA；支持交流输出稳压。

• 切换时间≤5毫秒；续航30分钟以上。

• 带过载及短路保护；智能监控软件接口。

3. 移动式CO₂气瓶组：

• 标准钢瓶或碳纤维瓶；容积10～20L。

• 高精度调压阀；输出压力1.0～2.0bar可调。

4. 环境监测仪：

• 实时测温、测湿及测CO₂；数据记录与报警功能。

• 通讯接口：USB或蓝牙；可与实验室信息管理系统（LIMS）对接。

5. 备用传感器套件：

• 与150i原装传感器型号一致；支持热拆装快速更换。

六、操作与切换流程详细步骤

1. 日常巡检与预防性维护

• 每日检查培养箱电源、门封及指示灯。

• 每周更换CO₂气瓶、检漏并校验气瓶压力。

• 每月对UPS系统做放电测试；清洁内部滤网。

• 每季度更换传感器并比对读数精度。

2. 紧急启动流程

1. 确认主机故障：监测报警确认CO₂中断或温度失控。

2. 通知值班工程师：记录故障时间及大概状况。

3. 接入UPS电源：关闭主机电源并将备用箱电源线切换至UPS。

4. 连接CO₂气源：固定气瓶于支架，安装调压阀后开瓶。

5. 通电并开启备用150i箱：设置与主机相同的温度、CO₂及湿度。

6. 转移样本：分批小心转移，保持培养条件稳定。

7. 启动监测：开启移动监测仪，设定报警上限。

3. 恢复流程

1. 主机修复并验证：维修完成后运行空载测试72小时。

2. 性能对比：对比主机与备用箱的温度、CO₂及湿度记录曲线。

3. 样本逆转移：将样本转回主机，并观察24小时培养状态。

4. 记录归档：更新维护日志并归档切换全过程。

七、人员职责与培训

1. 实验室负责人：

• 确认备用方案符合实验室SOP。

• 定期审核演练记录并组织风险评估会议。

2. 技术工程师：

• 负责日常维护、故障排查及切换操作。

• 确保备用设备处于良好运行状态并及时校验。

3. 实验操作员：

• 熟悉样本转移流程；掌握监测仪的基本操作。

• 在紧急情况下配合工程师完成样本迁移。

4. 培训计划：

• 新员工培训：包含设备结构、操作流程及应急切换演练。

• 每半年演练：全员参与，记录故障触发、切换及恢复时间。

• 知识考核：笔试与实操结合，合格后发放资格证书。

八、质量控制与记录管理

• 制定《150i紧急切换记录表》，包括切换时间、人员、气瓶批号、温度及CO₂曲线截图。

• 建立《备用设备维护日志》，记录UPS放电测试、气瓶更换、传感器校验等维护记录。

• 定期审核：月度、季度及年度报告，评估方案有效性并作出优化建议。

九、费用预算与采购清单

十、演练与持续改进

• 至少半年一次全方位应急演练，模拟主机断电、CO₂中断等多种场景。

• 演练后召开复盘会议，分析切换耗时、问题及改进方案。

• 根据技术发展及实验需求，定期更新设备及流程，保证应急方案与时俱进。

十一、附录

1. 急停按钮及CO₂调压阀操作示意图

2. UPS配置及软件监控界面指导

3. 紧急联系电话：赛默飞售后、实验室工程师、气源供应商名单及联系方式

4. 样本转移包装要求及消毒规范

以上方案通过对设备、流程、人员及记录的全方位规划，力求在最短时间内、最小损失范围内恢复培养环境。方案实施过程中应严格遵循实验室SOP，并结合实际条件不断优化，确保赛默飞二氧化碳培养箱150i在突发情况下仍能稳定为科研与生产提供可靠保障。