如何校准CO₂浓度？
✅ 若 CO₂ 传感器漂移、污染、老化或传输受阻，即使设备无报警，也可能导致浓度控制失准，实验失败。
CO₂ 浓度校准可确保：
显示值与真实浓度一致
控制器 PID 响应正确
设备维护周期有效延长
实验数据具有重现性与可信度
一、引言：CO₂浓度校准是确保细胞生长环境准确性的关键环节
在细胞、胚胎、组织工程及微生物等实验中，培养基的 pH 值依赖恒定的 CO₂ 水平。Heracell 3131 培养箱虽然具备自动控制系统，但其核心仍依赖传感器数据反馈。因此：
✅ 若 CO₂ 传感器漂移、污染、老化或传输受阻，即使设备无报警，也可能导致浓度控制失准，实验失败。
CO₂ 浓度校准可确保：
显示值与真实浓度一致
控制器 PID 响应正确
设备维护周期有效延长
实验数据具有重现性与可信度
二、Heracell 3131 使用的 CO₂ 传感器类型
Heracell 3131 一般配备以下两类传感器之一：
| 类型 | 原理 | 特点 |
|---|---|---|
| IR红外传感器 | 利用 CO₂ 吸收 4.26µm 红外光 | 精度高、稳定性强、响应快 |
| TC 热导传感器 | 利用气体热导率差异 | 成本低、易受温湿影响、响应较慢 |
Heracell 3131 常配 IR 传感器，适用于高精度 CO₂ 浓度控制场景。
三、何时需要进行 CO₂ 浓度校准？
| 触发条件 | 建议操作 |
|---|---|
| 新设备首次启用 | 建议完成基准校准 |
| 使用满 6 个月 | 建议例行校准 |
| 传感器更换或维修后 | 必须重新校准 |
| 实验结果异常（如细胞生长变慢） | 可比对参考设备 → 判断是否传感器偏移 |
| 设备发生过污染（如支原体） | 消毒后务必校准 |
| pH 指示剂颜色异常变化 | 怀疑 CO₂ 浓度偏差，应立即校准 |
✅ 建议每 3–6 个月校准一次，保持数据一致性与设备精度。
四、所需设备与准备工具
| 工具名称 | 用途 |
|---|---|
| 外部 CO₂ 浓度计（参考标准仪器） | 测定实际腔体 CO₂ 浓度 |
| 校准气体瓶（5.0% CO₂/N₂） | IR 零点/跨度校准用气体（有证书） |
| 高精度流量调节阀 | 控制进气速率，防止压力波动 |
| 硅胶管/连接管件 | 连接校准气体与接口 |
| 纯净干燥布/棉签 | 清洁 CO₂ 传感器罩（如必要） |
| 操作记录表格 | 记录每次校准参数与过程 |
✅ 所有标准气体需有校准证书或有效期记录，符合 ISO/EN 要求。
五、Heracell 3131 CO₂ 浓度校准操作流程
步骤一：准备
关闭培养箱门，记录当前设定 CO₂ 浓度值
开启外部标准 CO₂ 分析仪，预热校准
检查校准气体瓶压力是否足够（一般 >10 bar）
检查培养箱侧面/后部的CO₂ 校准接口是否清洁可用
步骤二：进入校准模式
按“Menu”键进入控制菜单
定位到“Sensor Calibration”或“CO₂ Calibration”选项
进入后选择“Zero Point”或“Span Calibration”
按指引逐步操作（不同固件版本略有差异）
步骤三：CO₂ 零点校准（Zero Point）
关闭 CO₂ 气源，设定流量 0
等待传感器稳定 5–10 分钟
系统将自动识别为 0% CO₂
按“Enter”保存零点校准结果
步骤四：跨度校准（Span）
连接标准 5.0% CO₂ 气体瓶
调节流量至 100–200 ml/min，保持恒定
气体流入后等待稳定（约 10–15 分钟）
外部分析仪读数稳定后 → 将结果输入仪器（如5.0%）
系统根据比较值自动修正 CO₂ 显示值
按“Enter”确认并退出校准模式
✅ IR 型传感器跨度校准后自动写入 EEPROM。
步骤五：校准后复核
| 项目 | 操作说明 |
|---|---|
| 数据记录 | 填写校准时间、方式、使用气体编号、校准人、结果 |
| 外部比对 | 可用外部仪器再次测 CO₂ 浓度比对 ±0.2% 精度 |
| 曲线观察 | 观察 CO₂ 浓度稳定恢复所需时间是否在 5 分钟内 |
| 实验恢复 | 确认参数准确后可继续恢复培养实验 |
六、校准过程常见问题与排查建议
| 问题表现 | 可能原因 | 建议处理方式 |
|---|---|---|
| 校准无法完成 | 接口堵塞 / 流量不足 / 校准菜单被锁定 | 检查流量 / 管路 / 解锁维护权限 |
| 校准后 CO₂ 显示仍不稳定 | 传感器老化 / 进气不稳 / 腔体内泄露 | 建议更换传感器或检查密封条 |
| 显示值与外部浓度误差 > ±0.5% | 输入值错误 / 校准过早中断 | 重复校准流程，确保稳定后输入 |
| 外部仪器与设备读数偏差较大 | 仪器未标定 / 气体混合不充分 | 更换标准仪器或校准分析仪 |
| 校准后浓度迅速回落 | CO₂瓶压力不足 / 阀门泄露 / 控制器故障 | 检查气瓶压力、接口密封、设备主板功能 |
七、GMP/GLP 合规校准操作规范建议
| 要素 | 建议做法 |
|---|---|
| 记录模板规范 | 使用标准《CO₂传感器校准记录表》，记录人、设备编号、气瓶编号等 |
| 校准频率文件化 | 建立《年度校准计划》，每季度/半年安排一次定期校准 |
| 审核机制 | 每次校准后由 QA 或主管签字确认，审核校准值与偏差范围 |
| 数据溯源 | 保留标准气体校准证书复印件 + 仪器数据曲线截屏 |
| 偏差记录 | 校准失败或偏差>±0.5%时填报《偏差调查报告》 |
| 培训记录 | 操作人员需接受“CO₂校准操作培训”并定期考核 |
八、如何判断校准成功？
| 判定维度 | 参考标准 |
|---|---|
| 显示值稳定 | 校准后 CO₂ 浓度稳定 ±0.1% |
| 恢复时间 | CO₂ 浓度恢复至设定值时间 < 5 分钟 |
| 曲线无剧烈震荡 | 校准后监控曲线平稳连续，无波峰波谷 |
| 外部比对误差范围 | 与独立仪器比对误差 < ±0.3% |
| 系统报警状态清除 | 原有 CO₂ 报警在校准后消除 |
九、常见误区与注意事项
| 用户误区 / 问题表现 | 正确做法说明 |
|---|---|
| “新设备不用校准” | ❌ 新设备或传感器出厂前虽校准，运输存储后仍建议重新确认 |
| “只做一次就好” | ❌ 传感器可能随时间漂移 → 定期校准不可省略 |
| “用现有气源当参考” | ❌ 实验用 CO₂ 无法保证浓度恒定 → 必须使用标气 |
| “校准后立刻运行实验” | ⚠ 建议等待稳定曲线并复测 10–20 分钟后再加载细胞样本 |
| “校准时间记在笔记本就好” | ❌ 合规场景中需填专用表格并归档 |
十、结语：一套精确的 CO₂ 校准流程，保障一整批实验数据的可信度
Thermo Heracell 3131 CO₂培养箱通过合理校准流程，可持续提供稳定、准确的气体控制环境。CO₂浓度的准确性不只是“一个数值”，更是支撑细胞生理反应、培养液缓冲系统和实验可靠性的基石。
✅ 校准即“设备的体检”，不可缺少
✅ 定期+标准+可追溯，是设备管理的基本要求
✅ 校准成功是保障数据有效性与合规性的重要前提
