一、Heracell 150i 二氧化碳培养箱基本功能概述

Heracell 150i 属于赛默飞的 i 系列 CO₂ 培养箱，专为细胞培养、组织工程、胚胎学等领域设计。它支持的关键功能包括：

• 温度控制：精确调节温度，通常控制范围为 Ambient +3℃ 至 55℃，温度波动通常在 ±0.1℃ 以内。

• CO₂ 控制：提供精确的 CO₂ 浓度控制，控制范围通常为 0–20%，通过红外传感器进行精确测量。

• 湿度控制：为了保持细胞培养所需的湿润环境，培养箱具备恒定湿度控制。

• 灭菌功能：具备 ContraCon 湿热灭菌系统，用于定期清洁和灭菌，确保培养环境不受污染。

这些功能都在 iCAN 触摸式显示屏上进行实时监控和调节，用户可以直接从屏幕上查看温度、CO₂、湿度等参数的当前值及历史变化。

二、pH 监测的实验意义与应用

1. pH 对细胞培养的影响

pH 是细胞培养中极为重要的一个参数。细胞在培养液中的生长受 pH 变化的影响。常见的细胞培养基一般要求 pH 保持在 7.2–7.4 之间。如果 pH 值发生较大波动，可能会导致以下问题：

• 酸性环境：如果培养基的 pH 下降至 <7.0，可能会导致细胞代谢紊乱，影响细胞的增殖与功能。

• 碱性环境：如果 pH 上升至 >7.5，细胞也可能遭遇损伤，甚至死亡。高 pH 环境还可能影响培养基中某些成分的稳定性。

因此，持续监测 pH 值对细胞培养的成功至关重要。

2. pH 监测的重要性

pH 值监测对于细胞生物学实验，尤其是涉及长期培养、胚胎学、干细胞等高精度研究的实验尤为重要。pH 变化可以反映细胞代谢的健康状况，过高或过低的 pH 值变化还可能是细胞环境污染或培养基成分不稳定的信号。

3. pH 与 CO₂ 之间的关系

在 CO₂ 培养箱中，二氧化碳与水反应生成碳酸，进而影响培养基的 pH 值。CO₂ 浓度的变化会直接导致 pH 的波动，这也是培养箱中 CO₂ 控制的重要性之一。因此，虽然 CO₂ 浓度变化能间接影响 pH，但两者并不完全等价，因此直接的 pH 监测依然十分关键。

三、Heracell 150i 的 pH 监测功能分析

1. 控制面板与系统功能概述

Heracell 150i 的 iCAN 触摸屏控制系统提供了对温度、CO₂、湿度的实时控制与监测，但根据赛默飞的官方资料和产品手册，目前该培养箱并未具备直接的 pH 监测功能。具体而言，iCAN 控制系统支持：

• 温度监控：确保温度稳定在所设定范围内。

• CO₂ 浓度监控：通过红外传感器实时监测 CO₂ 浓度。

• 湿度监控：维持所需的湿度水平，以免水分蒸发过多。

然而，Heracell 150i 的设计并未包括内建 pH 传感器或 pH 值直接反馈的功能。它的 CO₂ 控制精度和湿度调节可以间接影响培养液的 pH 值，但并不提供 pH 数值的实时显示或调节。

2. pH 监测的间接实现

尽管 Heracell 150i 没有内建 pH 监测系统，但它在培养箱中配备了精准的 CO₂ 和湿度控制，这些功能能够间接影响培养基中的 pH 值。以下是一些间接实现 pH 监测的方式：

• CO₂ 浓度控制：CO₂ 浓度的变化会直接影响培养基的酸碱度，因此 CO₂ 浓度的稳定控制可以间接影响 pH 变化。在实验过程中，如果 pH 发生显著变化，CO₂ 浓度通常会成为第一时间的反馈信号。

• 湿度控制：湿度过低可能会导致培养基水分蒸发，从而影响 pH 值。因此，Heracell 150i 通过湿度控制系统保持培养箱内的恒定湿度，有助于维持稳定的 pH 环境。

3. 实验室中如何监测 pH

如果在 Heracell 150i 培养箱中需要精确的 pH 监测，实验室通常会使用外部设备来进行 pH 值的检测。常见的做法包括：

• pH 传感器：通过放置 pH 电极或传感器在培养基中，实时监控 pH 值的变化。这些传感器可以通过外部数据记录仪与培养箱系统连接，或直接显示在独立的监控系统上。

• 定期采样：通过定期取样培养液进行实验室分析，检测 pH 值的变化。

这些方法通常被用于长时间培养或对 pH 敏感的细胞培养中，能够确保培养条件维持在最佳状态。

四、与其他 CO₂ 培养箱对比

1. 赛默飞 Heracell 240i/VIOS 系列

• 赛默飞的其他一些 CO₂ 培养箱，如 Heracell 240i 和 VIOS 系列，通常也没有内建 pH 监测功能，但有时会提供与 pH 相关的间接监控方式。这些培养箱也侧重于 CO₂、温度和湿度的精准控制，尤其是多气体控制系统（如 O₂、CO₂）可以帮助间接维持培养基 pH 的稳定。

2. 其他品牌 CO₂ 培养箱

• 一些品牌，如 Sanyo Forma、Binder、Eppendorf 等，也没有在培养箱中内建 pH 监测系统。它们同样通过 CO₂、温度控制和湿度保持培养环境，但 pH 值仍需通过外部设备进行实时监测。

然而，某些高端模型可能会提供内建的 pH 监测传感器，允许用户通过培养箱界面查看 pH 数值。在这种情况下，培养箱能够提供更为精准的环境监测。

五、如何增强 pH 监测

尽管 Heracell 150i 不具备直接的 pH 监测功能，但实验室可以通过以下几种方式增强对 pH 的监控：

1. 外部 pH 传感器

为实验室配置外部 pH 传感器，并将其与培养箱的控制系统进行连接，这样可以将 pH 监测功能集成到现有的实验环境中。pH 传感器可以实时反馈数据，帮助研究人员维持培养基的理想 pH 环境。

2. 数据记录和远程监控

通过配备外部数据记录系统，实验室可以设置定期记录 pH 值，并通过系统反馈警报。这些记录可以与 CO₂、温度等其他参数一起分析，帮助研究人员全面掌握细胞培养的状态。

3. 配套使用 pH 试剂盒

一些实验室可能会使用 pH 试剂盒，定期检查培养液的 pH。这虽然是一个手动过程，但对于不需要实时监控的实验来说，仍然是一种有效的方法。