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赛默飞二氧化碳培养箱150i用于组织工程时有何特殊功能?

在组织工程研究中,空间及时间上不同区域对 O₂ / CO₂ 浓度的需求各异。150i 提供可选的 O₂ 控制模块,配合内置双路 CO₂ 传感器,能够在设定范围 1%–20% O₂ 和 0.1%–20% CO₂ 之间以 ±0.1% 精度切换。用户可通过多段程序生成模拟缺氧—再灌注(hypoxia–reperfusion)循环,为肿瘤模型或心肌再生等实验提供精准的微环境梯度。

一、精确氧/二氧化碳梯度模拟

在组织工程研究中,空间及时间上不同区域对 O₂ / CO₂ 浓度的需求各异。150i 提供可选的 O₂ 控制模块,配合内置双路 CO₂ 传感器,能够在设定范围 1%–20% O₂ 和 0.1%–20% CO₂ 之间以 ±0.1% 精度切换。用户可通过多段程序生成模拟缺氧—再灌注(hypoxia–reperfusion)循环,为肿瘤模型或心肌再生等实验提供精准的微环境梯度。


二、高纯度无菌气流循环系统

组织工程对无菌环境要求极高。150i 采用多级 HEPA 等级 H14 过滤器,结合活性炭吸附单元,去除气流中 微生物、挥发性有机物及气味分子。气流经上下双向对流循环设计,避免局部死角;顶部入口和底部回风口互为补偿,保证培养室内流速均一且无短路流。配合自动 UV 杀菌模块,每日或用户自定义时段进行 254 nm 紫外照射,灭菌效率达 99.99%。


三、水膜湿度梯度维护

组织支架或三维细胞团培养时,局部湿度直接影响细胞黏附与分泌。150i 内置可调水膜蒸发系统,通过分层毛细纤维实现 40%–95% RH 范围稳定控制,配合在线湿度传感器可将湿度波动控制在 ±1% 以内。不同层架的水膜蒸发量可在软件中单独设定,满足分层培养对湿度梯度的特殊需求。


四、实时多参数在线监测

系统配备 10 英寸触摸屏,实时显示 CO₂、O₂、温度、湿度及室内压差五项参数曲线。结合箱体内置高清显微摄像头,可定时拍摄培养皿或生物支架表面形态,用户可在界面中放大、对比历史图片。所有数据与图像均同步至本地数据库,并可通过 Ethernet 或 Wi-Fi 以 HTTPS 协议加密传输至私有云端,支持 OPC-UA 、 Modbus 等工控协议集成至实验室自动化平台。


五、柔性编程与实验流程自动化

150i 支持多达 50 组自定义程序,每组可包含 温度→气体浓度→湿度→照明(可选LED光照模块)→UV灭菌等 5 大步骤。程序可通过触摸屏或配套 PC 软件“一键导入/Dynamic Link”功能上传 CSV 列表,自动切换培养条件。此功能特别适用于组织构建过程中需要分阶段进行细胞黏附、增殖、分化及去除细胞外基质残留的多步工艺。


六、智慧远程运维与智能告警

除常规声光报警外,150i 可配置短信/邮件推送,当任一参数超出预设安全范围时,系统自动发送报警信息并附带当前环境截图。用户可在手机 App 或网页端实时调节参数,并远程启动或暂停培养程序。App 还集成“智能建议”功能,通过大数据和机器学习模型分析历史运行状况,提前预测可能的故障或参数漂移,并给出维护或调整建议。


七、全程数据追溯与合规管理

组织工程实验常需满足 GLP/GMP 等质量体系要求。150i 具备完整的电子记录和签名(ERES)功能,所有操作、参数修改、程序启停及维护记录均以 Audit Trail 形式保存在内部固态硬盘,并可导出 PDF/XML 格式报告。关键事件可绑定操作者 RFID 卡验证,确保记录不可篡改。此功能帮助用户满足药物和再生医学制品研发过程中的合规需求。


八、生物相容性与抗污染设计

箱内主要材料均采用医用级不锈钢 316L ,表面经 electropolishing 处理,降低细菌附着。门封采用硅胶 FDA 认证件,避免对细胞或支架材料产生有毒残留。内部照明灯管为 UV-free LED,发射波长不影响细胞增殖与分化。可选装的“抗微生物涂层”层架和背板,通过离子束镀膜技术在表面形成抗菌层,抑制金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌等生物膜形成。


九、模块化可扩展配件

针对组织工程多样化需求,150i 提供可选配件:

  • 3D 生物打印支架底座:带加热/制冷功能,兼容常见生物墨水。

  • 微流控泵接口:集成 Luer 锁接口,可与外部流体循环系统对接,实现动态灌流培养。

  • 电生理测量模块:带 MEA(多电极阵列)兼容支架,实时采集组织电信号。

  • 机械拉伸/压缩台:可模拟组织受力环境,支持最大 10 N / s 的拉伸速率。

所有配件通过底部通用导轨快速装拆,无需额外工具,用户可按需组合。


十、保养维护与服务保障

为确保组织工程连续性,150i 提供“三包”服务及标准化维护计划:

  • 远程诊断:结合 IoT 平台,售后工程师可远程诊断故障并给出指导;

  • 定期校准: CO₂、O₂ 、温度、湿度传感器一年两次免费校准;

  • 现场维护:含电磁阀、气路、过滤组件及 UV 灯管更换,12 小时内响应;

  • 软件升级:终身免费固件和 PC 控制软件更新,新增功能或性能优化可在线安装。

此外,用户可购买“实验无忧”延保计划,涵盖意外损坏零部件、额外维护培训及实验流程优化咨询。