一、概述与必要性

CO₂ 培养箱视窗是观察箱内细胞、组织及反应状态的重要通道，Heracell 150i 机型采用双层真空玻璃结合 UV 抗菌涂层设计，既保证热绝缘与光学透明，又能抑制有机污染和细菌附着。但长期运行后，腔内高湿度与温度差异会导致视窗内外表面结露，形成雾气，影响观察甚至干扰光学检测。与此同时，二次清洁不当易损伤涂层、造成划痕或残留化学物，对实验结果和设备寿命产生不利影响。因此，制定科学系统的清洁与防雾方案，对保障实验连续性、延长设备寿命、提高观察精度具有重要意义。

二、清洁与防雾作业的安全规范

1. 防护要求

• 操作人员须至少佩戴一次性实验服、乳胶手套与防雾护目镜；

• 若使用化学清洁剂，需配备耐化学蒸气的口罩或半面具；

• 避免穿拖鞋和无袖衣物，并在通风柜或通风良好空间作业。

2. 断电断气

• 清洁前须关闭培养箱电源，并用面板“断气”功能停气10分钟，释放残留 CO₂，防止化学剂与高浓度 CO₂ 反应；

• 断开水路与电磁阀，确保清洁操作安全。

3. 选用试剂

• 优先使用不含氨、无机酸、酮和油脂类的试剂，如 70% 异丙醇、无磷中性洗涤剂、专业光学玻璃清洁液；

• 严禁使用酒精+自来水混合、氢氧化钠溶液、研磨剂或含磨料的清洁膏。

4. 环境条件

• 温度建议在20～25℃，相对湿度＜60%；

• 作业间隔不应超过一小时，以免培养箱降温或生物样品受影响。

三、视窗结构与材料特点

1. 双层真空玻璃

• 内、外两块单片玻璃之间抽真空，隔热隔音；

• 真空腔体厚度约6 mm，能有效避免室内外温差传导。

2. UV 抗菌涂层

• 玻璃内侧涂覆一层光固化紫外线抗菌膜，可吸收 UV-C 灯辐射并分解细胞碎片；

• 涂层硬度约3H，不耐强酸强碱；

3. 密封与支撑

• 四周硅胶密封圈防水防尘，但易吸附清洁剂残留；

• 视窗安装铝合金边框，保证整体刚性。

四、视窗清洁方法详解

4.1 日常快速擦拭（推荐频次：每周一次）

1. 预处理

• 用无尘纸巾或超细纤维布轻拂玻璃表面，去除松散粉尘；

2. 溶剂喷洒

• 将 70% 异丙醇以 20 cm 距离均匀喷于视窗，不要直接倒液；

3. 单向擦拭

• 由上而下、由左向右单方向擦拭，避免来回反复；

• 每次更换干净区域的布料，防止刷新污渍。

4. 边缘清理

• 对铝合金框与硅胶密封处，用棉签蘸少量异丙醇清洁；

• 勿用过量液体，避免渗入密封圈导致密封失效。

4.2 深度清洁（推荐频次：每半年一次或视雾化程度）

1. 程序准备

• 将箱内样品全部移出，并用塑料薄膜封隔托盘；

• 断电断气，打开培养箱盖及内门，确保腔体通风；

2. 浓缩中性洗涤

• 配制 0.1% 无磷中性洗涤剂溶液（e.g. 专用实验室玻璃清洁液），使用喷雾瓶均匀喷涂；

• 待 2 分钟浸润后，用软毛刷轻刷表面；

3. 二次清洗

• 使用纯化水或无菌去离子水喷淋，彻底冲洗表面洗涤剂；

• 立即用超细纤维布吸干残水，防止形成水痕；

4. 抗菌与干燥

• 重新喷洒 70% 异丙醇进行消毒；

• 保持培养箱门略开 5 cm，空载预热 30 分钟，促进残余水分挥发；

5. 复位与自检

• 复位硅胶密封圈，合上内外门；

• 恢复供气与加热，运行 37℃、5% CO₂ 模式 1 小时，观察是否有异常报警。

五、防雾技术与应用

5.1 原理解读

1. 冷凝机理

• 高温多湿环境下，玻璃表面温度低于空气露点，水蒸气凝结成液滴，形成雾膜；

2. 表面张力与润湿性

• 雾滴会聚成较大水珠或散落成水膜，均会影响透光与成像；

3. 防雾要素

• 降低表面能、改变润湿性能或增加表面温度，可减弱或消除雾化。

5.2 物理加热防雾

1. 辅助透明式加热膜

• 在视窗外部贴附超薄 PTC 加热膜，通电后可使表面温度升高至 30～35℃；

• 膜面厚度＜0.3 mm，透光率＞90%，需配合恒温模块同频段运行；

2. 门缝加热条

• 在培养箱门缝处嵌装细长式柔性加热条，加热丝载流发热，提升玻璃边缘温度并向中部传导；

• 由面板统一控制，设定防雾模式或同步振荡过程。

5.3 化学涂层防雾

1. 高分子亲水涂层

• 使用市售的一次性亲水防雾喷剂，其成分主要为聚乙烯醇或聚丙烯酸盐；

• 均匀喷涂后待风干，形成纳米级多孔亲水膜，使水雾铺展成均匀水膜，几乎不影响可视度；

• 建议每季度喷涂一次，应用前先确认对 UV 抗菌层无伤害。

2. 层状 SiO₂ 纳米涂层

• 委托有资质的涂层厂家进行真空溅射二氧化硅纳米涂层，涂层厚度10–50 nm，具有永久亲水和自清洁效果；

• 安装后无需频繁补涂，抗划伤性能优异，但成本较高，适用于核心区域。

5.4 可更换防雾膜

1. 静电吸附式防雾膜

• 选用专用防雾 PET 薄膜，背面带微弱静电，贴合玻璃后可以反复更换；

• 单片尺寸可按视窗定制，每片使用寿命约3个月；

• 更换时按“日常快速擦拭”流程清洁基底，以保证贴合平整。

2. 磁吸式透明罩

• 将培养箱外部封装一体式透明亚克力罩，与视窗之间保持 1–2 mm 空腔；

• 空腔内可接入少量干燥剂或氮气，形成低湿层，从根本上消除雾化；

• 安装简单，易维护，但需定期更换干燥剂。

六、维护周期与验证

每次维护完成后，应填写《150i 视窗清洁与防雾维护记录表》，记录操作人员、日期、使用试剂及发现问题，确保全过程可追溯。

七、结语

针对 Heracell 150i CO₂ 培养箱视窗的清洁与防雾管理，既要遵循设备材料特性与安全规范，又要结合物理与化学手段双管齐下。通过日常快速擦拭与定期深度清洁相结合、亲水涂层或加热膜等防雾技术互补使用，并严格执行维护周期与验证测试，方能在保证光学透明度的同时延长视窗寿命，提升实验室观察效率与数据可靠性。实验室管理人员应根据实际使用环境与实验需求，灵活选配最优方案，并做好维护记录与培训考核，实现标准化、可持续的视窗管理。