赛默飞CO2培养箱i160 进气口配置和过滤方式？
在机体后侧下部，可观察到两个清晰标识的气体接口：
Air Inlet（空气进气口）
CO₂ Inlet（二氧化碳接口）
二者分别通过管路通往独立的调节模块与过滤组件，配合腔体内部的传感器（温度、湿度、气体浓度）及闭环控制单元，实时调整进气流量与组成。
一、进气系统的总体架构
赛默飞i160 CO₂培养箱作为一款高端、专为科研和生物制药环境设计的设备，其进气系统由两大模块组成：环境空气预处理通道与CO₂气体供应路径。该系统在结构上充分隔离“室外空气吸入”与“高纯度二氧化碳注入”，既保障了培养环境的纯净度，也兼顾了能源效率与使用便利性。
在机体后侧下部，可观察到两个清晰标识的气体接口：
Air Inlet（空气进气口）
CO₂ Inlet（二氧化碳接口）
二者分别通过管路通往独立的调节模块与过滤组件，配合腔体内部的传感器（温度、湿度、气体浓度）及闭环控制单元，实时调整进气流量与组成。
二、空气进气通道设计详解
2.1 物理入口与路径结构
i160空气进气口位于背部左下方，内部经不锈钢螺纹管连接至一级预过滤器，再经鼓风机送入腔体下方气流通道。其设计符合层流原理，确保腔内风道保持单向流动、均匀气体分布。
通气路径包括以下组件：
外部空气接口（直径1/4"）
微粒预过滤器（可更换式滤网）
高效颗粒空气滤芯（HEPA H14等级）
风机（低噪音、变速调节）
湿化盘加热区（湿度调节）
2.2 HEPA过滤机制
HEPA过滤模块位于培养箱顶部腔体内，由铝框架固定，滤材选用玻璃纤维非织布材料，过滤效率达到 EN1822 H14 标准，即：
捕集粒径为0.3μm的微粒时，最小过滤效率 ≥ 99.995%。
这一级过滤主要拦截环境空气中可能携带的细菌、真菌孢子、尘埃及病毒颗粒，为腔体营造近似无菌环境。
2.3 风路流线控制
i160通过变速风扇智能调控空气循环速度，在不影响气体均匀度的前提下减少微扰。出风口设计为下送上回，腔体底部微孔均布，实现低湍流层流式空气流动，从而防止交叉污染与局部气体积聚。
三、CO₂气体通路配置
3.1 气瓶连接方式
CO₂气体由实验室高纯气瓶（推荐 99.995% 或更高）通过1/4英寸不锈钢软管接入培养箱后部的 CO₂ Inlet，进而进入内置的减压调节模块和质量流量控制器（MFC）。
推荐使用配备二级减压阀的双路气瓶切换器，可避免更换气瓶时中断供气。i160也支持自动气瓶切换功能，通过压力传感器监测气瓶压力并控制切换阀。
3.2 过滤器结构
CO₂路径中关键过滤元件包括：
气体进口滤芯（Hydrophobic filter）：通常为0.22μm聚四氟乙烯（PTFE）膜材，位于箱体背面内管道中，用于防止外部微粒、细菌随CO₂进入；
气体加热管道：进气后经过加热腔预热至腔内近似温度，防止冷凝及气流扰动；
质量流量控制器（MFC）：根据传感器反馈精准控制流量，响应设定值调节速率。
整个流程在洁净气体输送基础上确保调控的响应速度和精度。
3.3 二氧化碳传感器
红外（IR）式非扩散传感器（NDIR）：测量精度 ±0.1%，通过定时采样与回授算法维持稳定浓度；
定期自动校准机制（Auto-Zero）：系统可设定在低门开频率时进行自校，延长传感器寿命与准确度。
四、过滤策略与微生物控制
i160在空气与CO₂通道中设置双重过滤防线，辅以以下微生物控制措施：
HEPA通风系统每日自动刷新腔体空气>100次，动态维持空气洁净度；
每次门开启后，系统自动提升风速与CO₂注入速率，加速恢复至设定值；
腔体四壁加热 + 湿化盘高温区 降低冷凝积液风险，避免微生物滋生；
高温灭菌周期（Steri-Run 180°C） 可对进气路径和腔体全系统灭菌；
所有进气滤芯支持更换，建议6~12月更换一次，或根据报警提示及时更换。
此外，用户可选装HEPA In-line Filter Kit（产品号50139099）加强空气进气路径的外部前置过滤。
五、维护与校验规范
为确保进气系统长期稳定运行，推荐以下周期性维护措施：
| 维护项目 | 建议频率 | 操作说明 |
|---|---|---|
| HEPA滤芯检查 | 每3个月 | 观察压差报警或实测气流速率下降 |
| CO₂入口过滤器更换 | 每6~12个月 | 或按压差报警器提示操作 |
| 风扇运行自检 | 每月 | 听噪音、查震动，必要时清洁叶轮 |
| CO₂浓度校准 | 每3~6个月 | 使用认证校准气体（5.0%±0.1%） |
| 进气管道密封性测试 | 每年 | 使用气泡水或压差法检测泄漏点 |
| 灭菌循环后完整性验证 | 每次Steri-Run完成后 | 复位系统后观察报警与传感器恢复情况 |
所有维护应由受训人员执行，并记录于设备日志，特别是用于 GMP 或 FDA 21 CFR Part 11 要求的实验环境。
六、对细胞培养的影响与优化建议
6.1 气体纯度对细胞健康的影响
污染气体（如NOx、SO₂、粒径杂质等）可导致细胞凋亡、pH波动、代谢紊乱。i160通过三级过滤系统、恒温注气与流量精准控制，确保以下参数稳定：
CO₂设定误差 ≤ ±0.1%
pH维持 ±0.05 单位波动
温湿度恢复时间 < 5分钟（开门后）
6.2 推荐操作细节
CO₂气瓶须为医用级或细胞培养专用，避免使用工业级CO₂；
建议每次培养前运行“Fast Fill”程序，预充高CO₂以提速环境恢复；
培养箱进气口周边避免堆放杂物，确保空气自由流通；
在高负载（多层架）实验中，定期检测层间CO₂分布均匀性；
七、扩展性与新技术集成
7.1 可选模块
三气培养套件（O₂控制）：增加N₂通道，通过额外质量流量控制器并设置第三入口，需额外0.22μm气体滤芯；
远程气体监控模块：结合DeviceLink Connect平台上传实时CO₂/温度/湿度曲线，远程触发告警并记录每一次通风循环行为；
HEPA Plus系统：增强空气净化级别，建议用于iPSC或CAR-T生产等敏感培养环境。
7.2 AI维护预测
Thermo Fisher在2025年初步导入AI诊断模块，通过对气流速率、风扇运行曲线及气体使用模式建模，预测HEPA堵塞、传感器漂移等风险，提前推送维护提醒。
结语
i160 CO₂培养箱的进气系统设计体现了高度工程整合与生物安全理念，其采用双路径、分级过滤、智能调控与模块化升级策略，保障培养腔内环境长期稳定、无菌和高一致性。这种结构不仅能应对常规科研应用，也具备满足细胞治疗、疫苗研发及GMP规范生产的严苛要求，是先进细胞培养环境建设中的核心组成部分。
