一、功能原理概述
赛默飞150i CO₂培养箱的光照实验功能，基于箱体内置的可调强度LED光源或荧光灯模块，为光合作用或光敏反应类实验提供均匀、可调的照明环境。该功能通常与温度（如37 ℃）、CO₂浓度（如5%）和湿度（≥95% RH）联合控制，可实现在模拟自然或特定光周期条件下的细胞、藻类、植物组织或光敏药物培养。
光源通过专门设计的反射罩和漫射板，使培养架上各微孔板或培养皿表面光照均匀。控制系统可设置光照强度（μmol m⁻² s⁻¹ 或 lx）、光照时长与周期（如12 h光/12 h暗），并自动记录光照曲线，与其他环境参数同步输出。
二、设备组成与技术指标
光源组件
LED面板：宽谱可见光，波长范围约400–700 nm，点光源均匀化处理后照射；
荧光灯管（可选）：T5或T8型号，需配合专用镇流器使用。
控制模块
光照控制单元：集成于触摸屏中，与温控、CO₂控制同一软件平台；
功率调节器：PWM调光或模拟调光，可实现0–100%亮度连续调节。
传感与校准
光强探头接口：用于连接外置光强度计，可在系统界面输入校准系数；
内置监测（选配）：部分升级版带有内置光强传感器，实时反馈照度。
性能参数
最大光强：约2000 μmol m⁻² s⁻¹（近似中等强度太阳光）；
均匀性：在培养面板中心区1/₃半径范围内，变异系数≤10%；
周期精度：光/暗切换误差≤1 min；
控制误差：设定光强与实测偏差≤±5%。
三、安装调试流程
设备验收与预检
检查箱体内光源面板、镇流器及线缆无运输损伤；
确认电源接口符合实验室供电（220 V AC/50 Hz）要求，预留专用插座。
光源面板安装
关机断电，将培养箱后侧面板卸下；
按说明书将LED面板挂架卡入顶部导轨，固定螺丝扭矩约1.5 N·m；
将光源电缆引至控制盒，连接至“LIGHT”标识端子。
系统上电与固件更新
通电后进入设置界面，检查光照功能模块版本号，必要时升级固件；
在“功能测试”菜单下执行光源自检，确认所有灯管或LED单元均匀点亮。
软件参数初始化
在“参数设置→光照”页面，输入光源校准系数（见第四章校准方法）；
设定光照周期与强度初始值，如“光强：500 μmol m⁻² s⁻¹，光周期：16 h/8 h”；
启用“数据记录”功能，将光照曲线与环境曲线同步存储于USB或网络。
四、光强校准与验证
校准准备
购买具校准证书的光量子探测器或照度计，测量范围覆盖100–2000 μmol m⁻² s⁻¹；
在箱内各代表性位置（中心、四角及中点）放置探头，保持与培养面垂直。
测量与系数计算
在软件中设定若干不同亮度档位，如20%、50%、100%；
分别记录面板显示值与实测值，计算校准系数：
K=实际光强面板设定光强K = \frac{实际光强}{面板设定光强}K=面板设定光强实际光强
将平均系数输入系统，以后软件自动按K调整输出。
均匀性验证
选取3–5个测点，设定同一光强运行30 min后测试；
计算均匀性指标：
CV=\标准差平均值×100%CV = \frac{\标准差}{平均值} \times 100\%CV=平均值\标准差×100%
若CV＞10%，需调整光源位置或增加漫射板。
校准记录
完成校准后输出校准报告，并随设备档案保管；
建议每半年或更换光源后重新校准。
五、实验设计与操作流程
实验前准备
根据实验目的确定光强、光谱与周期，如模拟昼夜或光强梯度；
准备对应的微孔板、培养皿或植株支架，确保培养面水平且无遮光物。
参数设置
进入“实验菜单→光照实验”，新建实验方案，填写名称、起止日期与备注；
设定光强曲线（可支持波段分段，如前4 h 200 μmol，后8 h 800 μmol）；
设定光/暗切换时间及渐变功能（如日出日落模拟）。
启动实验
放置培养容器，输入负载参数（重量、容积），方便系统计算散热与光衰；
点击“启动”，系统将自动执行温度、CO₂、湿度和光照的联合控制；
若网络已连接，可在Thermo Fisher Remote View平台实时监控光照曲线。
实验监控与调整
在实验运行过程中，可随时进入“光照实时”页面查看输出功率、电流及温度影响；
如需临时调节光强或周期，可在“手动控制”页面实现即时开/关或亮度微调；
灯管或LED故障时系统会报警，并可设置自动备用光源切换。
六、数据记录与分析
本地记录
系统自动将光照数据（时间戳、设定值、实测值）存储为.csv格式，保存在USB口；
推荐每周由实验员导出后汇入实验室LIMS，生成光照-生长曲线图表。
远程采集
若接入SCADA或LIMS平台，可通过MODBUS/TCP或Ethernet/IP协议实时抓取光照数据；
建议设置多级数据记录：实时原始数据（5 s/次）、中频数据（1 min/次）、低频汇总（15 min/次）。
后续分析
结合温度、CO₂、湿度和光照数据，可建立多变量模型，分析光照对细胞增殖、代谢或光敏药物响应的影响；
利用统计软件或Python/R脚本，可批量处理.csv数据，并进行曲线拟合、趋势分析与显著性检验。
七、维护保养与更换周期
光源清洁
每月断电后，用无纤布轻拭LED面板和漫射板，避免灰尘吸附影响光通量；
切勿使用有机溶剂，防止光学涂层损伤。
元件检测
每三个月检查LED驱动电源输出电流、电压是否稳定；
若荧光灯管出现闪烁或亮度衰减超过20%，应及时更换整组灯管。
软件更新
定期查看Thermo Fisher官网固件更新，获取光照功能改进或Bug修复；
更新前务必备份实验方案与用户参数。
校准复测
建议半年执行一次完整光强校准和均匀性测试；
校准合格后更新系统内校准系数，并记录在《光照功能校准登记表》中。
八、安全注意事项
电气安全
光源面板与高压驱动组件内部带电，任何维修务必断电并悬挂警示标志；
不得擅自更换驱动电源型号或连接非原装配件。
温度耦合效应
高强度照明可引起腔体升温，须监控箱内温度与散热情况；
如发现温度超限，应减少光照强度或启用强制对流模式（若设备支持）。
紫外与蓝光风险
虽然LED面板多为可见光，若使用含近紫外波段光源，操作时宜佩戴防护眼镜；
避免长时间对人眼裸视照射。
光污染控制
培养箱门缝隙可能漏光，影响实验室暗室工作或其他实验，使用黑布或遮光板封堵；
实验结束后关闭光照功能，避免无效能耗。
九、常见问题及解决方案
| 问题现象 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 光强与设定不符 | 校准系数未更新或漫射板老化 | 重新校准系数；清洁或更换漫射板 |
| 均匀性差、中心偏亮 | 光源位置偏移或漫射板安装不当 | 重新调整光源面板位置；检查漫射板固定情况 |
| 灯管闪烁或不点亮 | 驱动电源故障或灯管寿命耗尽 | 检查更换LED驱动或灯管；查看报警日志 |
| 光源发热导致温度漂移 | 高功率持续照明，散热不佳 | 降低光强；开启箱体强制对流或外接风冷装置 |
| 软件界面无“光照实验”菜单 | 固件版本过低或功能未授权 | 升级固件至最新版本；联系供应商激活功能 |
十、结语
赛默飞150i CO₂培养箱的光照实验功能，为模拟自然光照条件及光敏实验提供了高精度、可编程、可记录的解决方案。通过正确的安装调试、规范的校准验证、严密的实验设计和科学的数据管理，结合系统的维护保养与安全防护，可充分发挥该功能优势，支持多种光生物学、光合细胞培养及光敏药物筛选实验。希望本文内容能为实验室同仁提供实用参考，推动光照培养研究工作的顺利开展。
