赛默飞CO₂培养箱 i160 气密性检测技术说明

一、设备简介

赛默飞世尔科技（Thermo Fisher Scientific）生产的CO₂培养箱i160是一种高端实验室设备，广泛应用于细胞培养、组织工程、微生物研究和医学检验等领域。i160采用先进的直热式结构设计、HEPA空气过滤系统以及红外（IR）CO₂传感器，能够提供精准、稳定的温度、湿度和二氧化碳浓度控制环境。其高密封性腔体结构对于维持实验环境的稳定性至关重要。

其中，设备的密封性不仅关系到培养效果，也直接影响CO₂浓度控制的精准度和温度均匀性。因此，气密性检测是设备日常维护和校验的重要组成部分，必须进行定期检查以确保设备处于最佳工作状态。

二、气密性检测的目的与重要性

1. 确保气体环境稳定性

CO₂培养箱通过控制腔体内CO₂浓度来模拟细胞所需的生理环境。一旦箱体密封性能下降，外部空气将渗入，导致CO₂浓度波动，进而影响细胞培养实验的可靠性。

2. 避免污染风险

良好的气密性有助于阻止外部微生物、灰尘和杂质进入培养环境，保护实验样本的纯净性。

3. 保证能效与运行成本

培养箱需要维持设定温度和湿度。密封性能不佳将导致能量损耗增加，制热或加湿系统工作频率提高，缩短设备寿命并增加运行成本。

4. 满足质量管理体系要求

多数高水平实验室需通过ISO 17025、GLP、GMP等认证。设备气密性检测属于设备校验的一部分，是合规性检查的重要内容之一。

三、检测前准备工作

在进行气密性检测前，须做好充分准备，确保检测数据准确无误。

1. 环境要求

• 室内温度应控制在20～25℃之间，避免环境变化干扰检测结果。

• 尽量避免在有强风流或频繁开门的环境中操作。

2. 检测工具准备

• CO₂泄露检测仪（带红外或热导传感器）

• 正压气体源（含检测气体，如CO₂或压缩空气）

• 液体渗漏检测剂（如肥皂水或专用泡沫剂）

• 气压计与压力表

• 密封软管与接口适配件

3. 培养箱状态准备

• 清空内部样品与托盘，防止检测过程中损坏实验材料。

• 关闭所有电源，避免误触。

• 清洁密封门边与接口，确保无异物阻碍气密性。

四、检测流程

1. 外观与门封条检查

首先进行肉眼检查，观察培养箱门封条是否完好，有无破损、老化、松动等现象。用手轻压门封条，测试其弹性与贴合度。检查门锁结构是否正常，是否能完全闭合。

2. 静态密封测试

关闭培养箱门，将检测气体以低压注入腔体内。保持箱体与外界压力差约+100Pa（约1mbar）。用泡沫检测剂涂抹在门边、接口、传感器孔、管道连接处等位置，观察是否有气泡冒出。如有气泡生成，则说明存在泄漏点。

3. 压力保持测试（稳压法）

将腔体内部加压到一定值后（如+200Pa），关闭气源并观察压力表读数在10分钟内的变化。若压力下降幅度小于10%，则密封性良好；若压力迅速下降，则需重新检测各连接部位。

4. CO₂浓度保持测试

设定培养箱CO₂浓度至5%，待其稳定后切断CO₂气源并记录初始读数。10分钟后再次记录CO₂浓度，若下降幅度小于0.2%，则气密性合格；若超过0.5%，可能存在较大泄漏。

5. 内部泄漏点排查

使用手持CO₂检测仪在腔体外壳各部位探测气体浓度。如果探测仪反应异常，则说明该位置有微量CO₂外泄，应重点检查密封材料与结构连接处。

五、检测方法详解

1. 液体泡沫检测法（直观法）

该方法通过在可疑部位喷洒泡沫剂，观察是否有连续气泡出现，适合检测大面积或多接口设备。其优点是直观、成本低，但不适合检测微泄漏。

2. 压力差法（定量法）

利用气压计检测密封腔体在一定气压下的泄压速率。该方法可通过数据量化泄漏速率，是较为科学的手段。要求设备精密且密封接口齐全。

3. 红外传感法（高灵敏法）

采用红外CO₂探头检测设备周边CO₂浓度变化，灵敏度高，适合检测极微小泄漏点。尤其在无可视迹象的泄漏场景下更为有效。

4. 声波检测法

利用超声波传感器监听气体泄漏产生的高频声波。适用于无法使用泡沫剂的高温设备外壳，但对背景噪音敏感。

六、常见泄漏部位分析

• 门封条及锁扣：因频繁开合、密封材料老化最易泄漏。

• 取样口或传感器接口：密封环松动或安装不当时易产生漏点。

• 管路连接接口：CO₂气源接口、加湿水管等长期使用后密封圈会磨损。

• 排气孔或过滤单元接口：排气系统若未设计合理，可能引起反向泄漏。

七、气密性检测注意事项

1. 在检测过程中应避免对传感器造成污染，尤其是CO₂ IR传感器。

2. 不要使用腐蚀性气体进行检测，以免损害内部零件。

3. 若发现泄漏点，应记录具体位置、泄漏量，并制定修复计划。

4. 修复后应重新进行全流程检测，确保问题完全解决。

5. 建议每6个月进行一次常规气密性检测，确保设备长期稳定运行。

八、检测后的数据记录与评估

每次检测完成后，须形成检测报告，包括以下内容：

• 检测日期与环境条件

• 使用仪器型号与校验状态

• 检测人员签名与资质信息

• 各检测点泄漏情况说明

• 压力保持数据与CO₂浓度衰减曲线

• 判定结果与建议措施

报告应归档保留至少2年，以备审计或实验回溯使用。

九、常见问题解答（FAQ）

Q1：CO₂下降很快但门封良好，可能原因？
A：可能为内部传感器安装孔或管道接口密封不严，也可能是排气口处密封失效。

Q2：泡沫检测无明显气泡但浓度下降，怎么处理？
A：建议使用红外探测法或压力法进一步精准定位微泄漏。

Q3：是否可以自行更换门封条？
A：部分型号门封为磁性吸附型用户可更换，但建议由专业人员更换并进行检测。

Q4：气密性问题是否影响培养箱温度控制？
A：是的，漏气可能引起热量流失，导致箱内温度波动增大。

Q5：CO₂浓度控制异常是否与气密性直接相关？
A：相关性较大。若密封性差，CO₂浓度将持续偏低或波动。

十、结语

CO₂培养箱的气密性是设备运行的关键保障因素之一，直接关系到细胞培养的成功率及实验结果的可靠性。通过科学、系统的气密性检测流程，可以及时发现并排除泄漏隐患，延长设备寿命，提高实验效率。赛默飞i160作为一款先进的高精密设备，其气密性检测更需要专业人员遵循标准操作流程，确保其最佳性能长期保持。