赛默飞 CO₂ 培养箱 i160 —— CO₂ 过低报警设置技术说明

一、前言

在细胞培养过程中，CO₂ 培养箱作为关键设备之一，其气体浓度稳定性直接关系到细胞生长环境的均衡性。CO₂ 浓度的波动尤其是低于设定范围，可能导致 pH 值失控、细胞状态紊乱、实验结果偏离。因此，为确保设备在异常状态下及时警示，合理设置 CO₂ 过低报警系统 是日常管理中不可或缺的一环。

Thermo Scientific（赛默飞）推出的 i160 型 CO₂ 培养箱不仅具备高精度的 CO₂ 控制系统，同时内置灵敏的报警机制，为用户提供稳定、安全的细胞培养环境。

二、CO₂ 过低报警系统原理概述

1. 控制机制基础

i160 培养箱采用红外 CO₂ 传感器（IR Sensor），该类传感器具备响应速度快、长期漂移小、湿度适应强的特点，适合用于高湿环境下的气体浓度检测。设备以设定的 CO₂ 浓度值为目标，通过微处理器控制电磁阀调节 CO₂ 的注入量。

2. 报警系统核心逻辑

报警系统在设备控制模块中设有上下限阈值设定功能。当实际 CO₂ 浓度跌破设定的“过低限值”时，触发报警器：

• 可视报警（屏幕闪烁+图标提示）

• 可听报警（蜂鸣声提示）

• 数字输出报警（用于连接远程监控系统）

用户可自定义报警值以及响应方式，以便在不同应用场景中灵活适配。

三、CO₂ 过低报警参数设定流程

1. 进入系统菜单

打开主界面，点击触控屏右上角“菜单”按钮，选择“设置（Settings）”进入高级控制选项。根据权限等级，部分设置项需输入管理员密码才能访问。

2. 设置 CO₂ 浓度目标值

在“气体设置”界面中，确认 CO₂ 浓度设定值（一般为 5.0%），该值为设备维持稳定环境的目标浓度。

3. 报警限值设定

在“报警设置”子菜单中，输入：

• CO₂ Low Alarm Limit（CO₂ 过低报警限）：如设为 4.5%，则当实际值低于此值时即触发报警。

• 可配置报警延迟时间（Alarm Delay）：避免短时间波动引发误报，一般设置为 30~60秒。

推荐的设置策略：

4. 报警输出配置

• 是否启用蜂鸣器：启用后，报警会发出音响提示。

• 外接报警端口使能：供连接楼宇管理系统或远程监控中控台使用。

• USB日志记录：启用后，报警事件会以时间戳记录保存在设备系统日志中，便于追踪。

四、报警响应流程及用户操作指南

当报警触发后，i160 将自动执行以下响应：

1. 显示屏闪烁红色“Alarm”提示。

2. 蜂鸣器发出间断声响。

3. 控制系统进入气体补充模式，优先向腔体内注入CO₂。

4. 若报警持续，系统将每隔30秒提示一次，直到浓度恢复至安全区间。

用户应对流程：

1. 检查 CO₂ 气瓶是否充足，减压阀开启状态。

2. 检查供气系统是否存在泄漏或阻塞。

3. 查看设备设置是否被误更改。

4. 使用外部校准仪验证传感器准确性。

5. 若问题持续超过10分钟，建议更换气源或联系技术支持。

五、CO₂ 报警测试与验证流程

1. 验证目的

确保报警系统在实际气体浓度异常下降时能准确、及时响应，并能提示用户采取应急措施。

2. 测试方法概述

方法一：模拟低浓度输入

• 将设备设定为5.0% CO₂目标值

• 手动断开 CO₂ 供气阀门

• 监控设备读取值下降情况

• 确认在跌破 4.5% 时是否出现报警提示

方法二：人工稀释

• 打开箱门短时间通风，使CO₂浓度降低

• 快速关闭箱门并观察恢复时间与报警响应

方法三：使用校准气体

• 将标准 3.0% CO₂ 气体连接至设备

• 查看系统是否能检测并报警

3. 记录要求

• 每次测试需记录起始时间、报警触发时刻、报警解除时间

• 确认报警记录是否同步至数据日志中

• 留存测试结果以备审计检查

六、维护与定期检查建议

为了保持报警系统的灵敏性与可靠性，需进行以下周期性维护：

1. CO₂ 传感器校准

• 建议每6个月使用标准校准气体（5.0%）进行一次手动校准

• 校准操作可通过设备菜单完成，也可委托赛默飞售后服务团队执行

2. 检查报警功能状态

• 每月一次手动触发低限报警进行功能检查

• 确保蜂鸣器未被静音、电路完好

3. 数据存储管理

• 定期导出报警记录，确保数据连续性

• 检查USB端口、网络连接是否异常

七、符合性与审计要求支持

i160 培养箱的报警系统设计充分考虑了法规合规性需求：

1. 21 CFR Part 11 支持

• 报警事件记录具备时间戳、用户识别、不可篡改

• 可与赛默飞数据记录系统（如Heracell iCAN）连接，支持电子签名审计

2. GMP 文件支撑

• 可提供报警响应SOP模板、系统验证记录、报警校准报告等文档

• 报警记录可自动归档，支持数据完整性要求

八、实用技巧与建议

• 在设定报警低限时，避免将限值设置得过于接近目标值，容易造成误报；亦不可设置过低，丧失预警功能。

• 可根据实验样本的敏感性调整报警延迟时间，例如用于干细胞或胚胎培养时，建议缩短报警延迟以提高响应速度。

• 在报警触发期间尽量避免频繁开关箱门，影响CO₂恢复效率。

• 定期模拟断气报警训练，有助于培养人员应急处理能力。

九、结语

赛默飞 i160 CO₂ 培养箱的过低报警机制是保障细胞培养环境安全性的关键功能之一。通过科学设定阈值、合理配置报警响应参数并定期验证和维护，用户可以最大限度地减少因气体供应异常带来的风险。

无论是在科研实验室、GMP生产线还是细胞治疗平台，合理运用 i160 的报警功能将大幅提升实验的可靠性与合规性。如需更高级别的报警集成方案或远程监控配置，赛默飞技术服务团队亦可提供定制支持。