赛默飞二氧化碳培养箱150i是否可与显微成像系统联通？
一、技术需求背景：显微成像系统与培养环境的融合趋势
显微成像系统，尤其是共聚焦显微镜、倒置荧光显微镜与活细胞成像平台，需要一个温度、湿度、CO₂浓度控制稳定的微环境，以确保样品在镜下长时间维持生命活性。传统做法多将细胞置于显微镜台上的“小型环境舱”，但存在以下问题：
空间有限，无法维持标准培养箱级别的均匀性；
缺乏真实密闭培养环境，容易受到室温波动和光源干扰；
成像系统与培养系统分离，不利于实时性与操作效率。
于是，如何在“成像不中断”与“环境高保真”之间找到平衡，推动了将显微系统与完整培养箱如150i联动的需求。
二、150i的结构特征与成像系统对接的适应性分析
1. 观察窗设计
150i标配可加热三层Low-E玻璃观察窗，具备抗凝露功能，允许用户在不开门的情况下通过外部光源观察腔内状态。
优势：此窗口材质对可见光透过率较高（>90%），可作为低倍率明场成像的光路通道。
局限：对荧光激发光仍有部分吸收，不适用于高灵敏度荧光成像；同时不具备固定支架，无法支持镜头物理对接。
2. 内部空间结构
150i内部为不锈钢圆角内腔结构，可移除式搁板支持高度调节。内腔深度较大（约500 mm），可容纳常规培养板、培养瓶及微型成像支架。
适配性：
可在某一层专门设置为成像层；
需拆除该层搁板并固定支撑结构以托举成像设备；
内部空间足以安装微型镜头模组、低角度LED激发源或微电机平台。
三、电气联通能力与接口分析
1. 通用引线接口（Access Port）
150i提供一个直径25 mm的标准引线接口（Access Port），用于插入气体管路、电源线、信号线等辅助设备。
实际作用：
可用于显微镜图像采集模块与外部计算机的数据通信；
能为腔内照明设备、加热板或微型相机供电（需DC低压）；
兼容低温CCD线缆、CMOS数据线或USB供电线。
2. 供电适配
150i本体无内置高功率供电模块，仅提供给控温系统的电力。因此，需通过Access Port引入外部安全供电（建议5V或12V DC稳压电源），并确保设备符合医用电气标准（IEC 60601）隔离规范。
四、实际联通改装方案举例
方案一：微型相机模组 + 内部LED照明
使用基于CMOS的微型相机模块（如Basler dart系列），嵌入培养箱搁板层；
由Access Port引入电源与USB数据线；
安装定制柔性光导或冷LED条，在不干扰湿度的情况下提供定向光照；
实现明场图像每5分钟拍摄一次，外部同步传输至计算机。
方案二：腔内固定倒置荧光镜头模组
在培养箱底部设置支撑轨道，引入一个定制可调焦的荧光镜头系统；
使用低功耗蓝光LED为激发源，通过Access Port引入；
由于培养箱内部湿热，光学元件需进行抗雾涂层处理；
成像区域限制在1~2孔培养板局部，可进行细胞贴壁过程观察。
五、与商业显微成像系统集成可能性
目前一些高端活细胞成像系统（如Nikon BioStation、Olympus LV200）已将CO₂控制与显微集成，但这些系统封闭性不及150i。为兼容150i，可参考以下方式：
在培养箱外设置光学臂，通过透明窗口对腔内目标进行低倍率成像；
利用外置机械臂系统，通过培养箱门或开口协同取样成像；
联动图像传感器与150i的环境控制系统，实现温度、光照与拍照触发的联动管理。
六、潜在局限性与规避措施
| 问题类型 | 描述 | 应对建议 |
|---|---|---|
| 光学透光 | 观察窗非专业光学玻璃，透光率不足 | 采用非接触成像或改装窗口 |
| 湿热环境 | 相机或光源易受潮 | 所有设备需封装密封/外涂防雾层 |
| 电磁干扰 | 相机、线缆引入后对CO₂传感或加热干扰 | 接地良好、光隔离、屏蔽线包覆 |
| 空间布局 | 搁板高度限制物理结构安装 | 拆卸部分托盘，自定义设备架 |
七、未来发展方向与建议
随着显微成像需求日益增长，建议赛默飞官方考虑推出专为150i适配的“成像集成模块”，例如：
腔内专用相机支架+湿热防护外壳；
带光学校正功能的观察窗模块；
通过RS232或CAN接口与图像控制器互联，实现成像-环境数据联动；
或通过API联动成像触发机制与环境变化同步（如CO₂浓度变化时自动采图）。
八、结语
综上所述，赛默飞150i二氧化碳培养箱虽然设计初衷并非直接嵌入显微成像系统，但凭借其出色的观察窗结构、标准电缆引线接口和足够的内腔空间，使其具备与微型显微成像系统联通的物理与电气基础。通过适当改装与科学集成，可以实现明场成像、低频荧光记录等基础级别的成像应用。未来，若厂商与科研用户能进一步协作开发模块化成像配件，150i完全有潜力从“高精环境控制系统”升级为“智能化图像+环境联控平台”，在活细胞研究领域发挥更大价值。
