一、CO₂浓度设定范围

Heracell 150i的CO₂浓度可在0%至20%范围内任意设定，支持5%、10%等常用参数，也可针对特殊实验需求灵活调整。常规哺乳动物细胞培养多采用5%浓度，而部分低氧或高酸性模拟实验可能选择2%或10%以上的CO₂水平。此外，150i的进气系统兼容多元气体混合，可与O₂、N₂协同控制，实现更复杂的三元气体环境。

二、CO₂传感与调节技术

1. 非色散红外（NDIR）传感器： 150i采用NDIR原理的高精度CO₂传感器，通过测量特定波长的红外光被CO₂吸收的程度，实时反馈舱内浓度。该传感器具有无接触测量、响应速度快和寿命长的优势。

2. 浮子流量计与电磁阀： 内置高精度浮子流量计结合比例控制电磁阀，精确调控CO₂流量，以补偿箱体泄漏与代谢消耗，保证设定值与实际浓度的高度一致。

三、CO₂浓度控制精度

1. 单点精度指标： Heracell 150i在标准条件下能够实现±0.1%（绝对值）以内的CO₂控制精度。也就是说，当设定为5% CO₂时，实际浓度应保持在4.9%至5.1%范围内。

2. 多点均一性： 通过风扇辅助的强制对流系统，将检测点分布于培养箱顶部、中部和底部，多点校准后确保不同位置CO₂浓度偏差不超过±0.2%。

3. 短期波动与恢复速度： 开门操作后，箱内CO₂浓度可在2–3分钟内恢复至设定值的±0.1%范围，显著优于依赖自然对流的传统箱体。

四、校准与验证方法

1. 自动校准功能： 150i具备自动零点校准（Zero Calibration）和跨度校准（Span Calibration）程序，可定期根据标准气体校准NDIR传感器，维持长期可靠性。

2. 手动校准流程： 用户也可使用标准气体罐（如2%和5% CO₂混合气），配合校准口和数据记录仪，进行1–2次年度手动校准，确保仪器性能无漂移。

五、环境因素影响分析

1. 温度与湿度耦合： CO₂传感器对温度和湿度敏感，150i的温度控制精度（±0.1℃）与湿度均一性（±1% RH）有助于减少传感误差。

2. 外界气压波动： 室内大气压变化会影响NDIR测量基线，150i通过内置气压补偿算法，自动修正偏差。

六、CO₂浓度对细胞实验的影响

1. pH稳定性： CO₂浓度将决定培养基中碳酸氢盐缓冲体系的pH平衡，±0.1%的浓度偏差仅会导致培养基pH约±0.008的变化，可忽略不计。

2. 细胞行为： 对于敏感性细胞如干细胞或肿瘤细胞，CO₂波动可引发基因表达与代谢变化，150i的高精度控制为高一致性实验数据提供保障。

七、维护与使用建议

1. 定期清洁传感器窗口，防止积尘影响NDIR光路；

2. 每6个月或5000小时运行后进行一次完整自动校准；

3. 保持培养箱门密封条完好，减少气体泄漏；

4. 避免将气体采样口暴露在液体中，以免淋湿损坏传感器。

八、应用案例

在一项多中心干细胞研究中，研究者使用Heracell 150i统一管理不同实验室的CO₂环境，通过相同校准程序和操作规范，各中心间细胞增殖率与分化效率差异小于3%。该结果充分体现了150i在CO₂精准控制方面的可靠性。

九、结论

Thermo Fisher Heracell 150i CO₂培养箱具备0%–20%的可调范围，±0.1%（绝对值）的单点精度及±0.2%的空间均一性，结合自动校准和环境补偿技术，能够为各类细胞、微生物及组织工程实验提供稳定、可重复的CO₂培养环境。合理的校准与维护将进一步延长仪器寿命，确保实验结果的高可靠性与可比性。