赛默飞培养箱150i二氧化碳设置
一、CO₂在细胞培养中的重要性
在细胞培养过程中，培养基通常含有碳酸氢盐缓冲体系，需要稳定的CO₂浓度与之平衡，维持培养液的pH值在7.2~7.4之间。这一微环境对细胞的代谢、生长、分裂和分化过程起着决定性作用。任何微小的CO₂浓度波动都可能引起pH失衡，导致细胞状态异常、增殖速率下降，甚至凋亡。
二、Thermo 150i培养箱的CO₂控制系统概述
Thermo Scientific 150i培养箱内置先进的气体控制系统，其CO₂系统由以下核心部分组成：
CO₂传感器：采用红外线（IR）或热导式传感器，实现高灵敏度与精准测量；
气体控制阀：自动调节CO₂流入量；
混气与循环系统：确保气体在箱内均匀分布；
智能控制单元：用户通过触控面板进行设定，系统自动根据反馈调整气体输送。
三、CO₂浓度设置范围与精度
设置范围：0.1% ~ 20%（实际常用为5%）；
调节精度：±0.1%；
设定增量：一般为0.1%步进；
浓度恢复时间：开门30秒后，浓度可在5分钟内自动恢复至设定值。
高精度设定保障了即使在频繁开门或多样本操作的情况下，箱内CO₂浓度依然快速回稳，有效维护细胞生长环境。
四、CO₂设定操作流程
Thermo 150i提供用户友好的触控操作界面，设定CO₂浓度一般按如下步骤进行：
1. 启动界面进入控制菜单
打开培养箱电源；
主界面显示温度、CO₂、湿度等基本信息；
点击“Settings”或“气体控制”图标，进入CO₂控制界面。
2. 设定目标浓度
在CO₂设定栏内输入目标值（如5.0%）；
点击“确认”或“保存”按钮；
系统自动控制电磁阀开启/关闭以调节供气量；
屏幕实时显示当前浓度与目标浓度的对比。
3. 锁定设置（可选）
启动密码保护功能，可防止无授权更改；
多用户模式下，设置权限按等级划分。
五、CO₂传感器技术与优势
Thermo 150i可选配以下类型的CO₂传感器：
1. 红外线（IR）传感器
工作原理：CO₂对特定波长红外线有吸收特性；
优点：响应速度快、稳定性高、抗湿度干扰强；
适合长期高湿度、低维护需求的实验室环境。
2. 热导式传感器（TC）
工作原理：基于气体导热率差异检测浓度；
优点：价格较低；
缺点：对湿度和温度变化较敏感，需频繁校准。
150i多数配置红外线传感器，因其精度高、寿命长、维护简单。
六、CO₂校准方法与周期建议
为保持测量精度，CO₂系统需定期校准。150i提供手动与自动校准两种方式：
1. 自动校准（Auto-Zero）
设备在气体稳定条件下定期执行微调；
由系统自行控制，用户无需干预；
建议每2周至1月启用一次。
2. 手动校准
使用标准5.0% CO₂校准气体；
将气体连接至培养箱校准口；
进入设置菜单，选择“手动校准”；
根据提示输入标准浓度，系统进行调整；
完成后记录校准时间与结果。
校准周期建议：
IR传感器每3~6个月校准一次；
TC传感器建议每1~2个月校准一次；
若出现报警、浓度偏差异常，应立即校准。
七、CO₂浓度稳定性与响应效率
Thermo 150i采用智能PID算法控制CO₂浓度，具有以下特点：
动态响应快：门开启后，CO₂浓度波动迅速被修正；
控制精度高：即使低流量输入，也可稳定维持设定值；
分布均匀：强制气流循环系统保证整个腔体无死角；
交叉干扰小：箱内CO₂控制与温度、湿度控制互不干扰。
系统还可实时绘制CO₂浓度趋势图，便于评估设定有效性与长期稳定性。
八、CO₂供气系统配置与要求
1. 气源选择
使用食品级或医用级高纯CO₂气体（≥99.995%）；
建议使用带有减压阀的钢瓶供气。
2. 气体压力
气体入口压力建议设定在15~20 psi；
压力过高易导致进气过快，不利于精控；
压力过低可能无法满足系统供气需求。
3. 过滤装置
建议在进气口安装0.22 μm过滤器；
防止颗粒、菌体或气体杂质进入培养箱污染内部环境。
九、CO₂系统报警与故障处理
Thermo 150i具备完善的报警机制：
| 报警类型 | 可能原因 | 处理建议 |
|---|---|---|
| CO₂浓度高于设定值 | 传感器漂移、门频繁开启 | 检查传感器并校准 |
| CO₂浓度低于设定值 | 气瓶用尽、气路漏气 | 更换气源，检查连接 |
| 传感器故障 | 电路异常、探头损坏 | 联系售后技术支持 |
| 浓度波动频繁 | 控制阀失灵、环境干扰 | 评估硬件运行状态 |
报警信息在主界面均可查看，并自动记录至历史数据中，用于后续追踪和问题分析。
十、CO₂设定在实验应用中的优化建议
1. 干细胞培养
建议CO₂浓度设为5.0%；
结合低氧培养，形成精准调控环境；
保持浓度稳定尤为关键，避免pH波动诱导分化。
2. 病毒/疫苗生产
部分病毒感染实验需调整CO₂至6-7%；
应依据培养基碳酸氢盐浓度灵活调整；
同时监控温度与湿度配合。
3. 低频操作场景
若箱门开启次数少，可适度提高CO₂恢复灵敏度；
适合长期培养实验，如类器官培养、3D组织生长。
十一、CO₂控制对实验合规的意义
在GLP、GMP等规范体系下，环境参数需实现实时监控、可追溯记录、校准验证、异常告警。Thermo 150i提供如下支持：
内部数据记录系统，支持CO₂浓度趋势导出；
校准历史可存储与打印；
设定变更与操作者可记录；
支持21 CFR Part 11合规性平台对接。
十二、总结
赛默飞Thermo 150i培养箱的CO₂设置系统集成了高灵敏传感器、精密控制算法、智能人机界面与强大的数据记录能力，为细胞培养提供了稳定、可控的气体微环境。从设定流程到维护校准，从浓度调控到合规管理，150i在二氧化碳控制方面体现出高度的精准性、安全性与专业化。
