一、背景与研究意义

1.1 Thermo Fisher 常见产品系列概述

• 3111 型 CO₂ 培养箱：经典通用款，容积约 170 L，自然蒸发湿化，适合基础细胞与微生物培养。

• Forma 系列：包括 Forma Steri-Cycle i 系列（i系列高性能 CO₂ 培养箱）、Forma S 机械摇床、Forma T 用培育摇床等，具备高端温控、气密设计、智能控制与模块化水平的特点。

1.2 为什么强调配套

实验室若同时拥有多种仪器，若它们在以下方面协调顺畅，将带来显著效率与管理提升：

• 仪器在结构尺寸上能共用平台、推车或墙面通路；

• 管路与气源接口可统一使用；

• 维保流程统一、更易培训；

• 用户界面与软件操作逻辑相近，减少培训成本。

二、结构兼容性分析

2.1 外形尺寸对比

• 3111 型：外型约为 63 cm（宽）× 83 cm（高）× 68 cm（深），重约 90–100 kg，其中高部分常在上下叠放定制柜中配合使用；

• Forma Steri-Cycle i 系列：体积较大，典型尺寸约 73 cm× 91 cm× 79 cm，重量超过 120 kg。

在台面、通道及支架设计方面，3111 与 Forma 系列尺寸存在差异，但在配套实验台或推车时，可通过选取兼容的标准高度及宽度方案实现整齐排列。

2.2 压力平衡与隔振问题

3111 底部多为平直封闭结构，可自配支架或脚垫；而 Forma 系列菌箱通常配有高压承重底座。在同一平台上并列时需注意：

• 台面需具备至少 150 kg/m² 承重，防止重型培养箱引发实验台不稳；

• 若使用滚轮推车搬运，滚轮承载需匹配各台重量，防止倾斜或推行不顺畅。

三、气源与配套接口的兼容性

3.1 CO₂ 气路接口

3111 与 Forma 系列均采用 ¼″ 或 3/8″ 自密封管接头，工作压力一般在 1–2 bar。若同一 CO₂ 气源用于多台仪器，应配置：

• 支分配装置：可带压力计和止回阀；

• 管路材质兼容：建议不锈钢或特氟龙衬里管，防止 CO₂ 造成 PVC 管老化。

3.2 电源与接地

• 两者均要求 220 V 单相市电，功率范围为 300–800 W；

• Forma 系列支持高温灭菌，接地线与漏电保护要求更高；

• 同一回路串联多个大功率耗电设备时，需要考虑电流负荷及安装 AFCI 或漏电断路器。

四、用户界面及控制系统的协同

4.1 操作方式对比

• 3111 型：机械旋钮或早期数显控制，操作较为简单；

• Forma i 系列：采用触屏、智能设置、电子记录，可编程温度、CO₂ 曲线、报警复制；

虽然控制方式不同，但若同时使用，需要操作人员熟悉两套逻辑，或通过制定统一监测制度（如统一登记、指南），提升平台使用安全性。

4.2 远程监控与报警统一

Forma 系列具备联网功能，支持 Thermo Fisher Cloud、AlarmBlock、ATS 系统接入。3111 若搭载第三方传感器（例如温湿度/CO₂ 变送器），也可纳入同一平台监测，实现报警集中管理。但建议使用统一协议（如 Modbus、Ethernet）与接口转换器，减少维护系统复杂性。

五、实验流程与应用场景配合

5.1 多通道培养方案

场景如：

• 3111 用于初步种子代母液培养（170 L 腔体）；

• Forma i250/i500 用于精准高 CO₂ 控制的加工培养体控制；

• Forma S 系列摇床用于蛋白表达优化；

配套使用可实现从基础扩增到高精度控制再到蛋白表达的完整链路，提高平台效率，也利于分工设置。

5.2 实验空间分区

在多组学研究、多项目共享实验室，对照室需将 3111 与 Forma 设备并列摆放于同一平台中心；便于仪器同步操作与数据对比；并采用统一标识系统、数据追踪体系，以提升管理精度和效率。

六、安装调试及标准操作建议

6.1 安装注意事项

• 地面水平误差控制：三点调节支脚或支架支撑高于 ±2 mm 范围时需校正；

• 空气流动计算：若密闭放置多台设备，空气交换率会降低，需满足 12–20 次/小时新风换气；

• 电气布局优化：建议每 2–3 台大功率设备配使用专线路或分路线，避免电路过载；

6.2 校准与验收流程

• CO₂ 浓度校准：3111 与 Forma 可同时校准至 37℃ 环境下，采用 NIST 溯源气体校准器或 Cobolt 标准传感器；

• 温度均匀性测试：在每箱内部放置多个记录仪（建议热电偶或热点分布评价）, 同时启用最大 CO₂ 使箱内稳态达到后观测 2 小时均匀性，评价差值是否≤ ±1℃；

• 漏气率测试：对 3111 与 Forma 系统做门密封合规测试，确认泄漏率 ≤2%/小时；

七、实际用户反馈与案例分享

1. 某高校干细胞中心

“3111 用来做初筛培养，i160/250 用于成纤维细胞精养；我们统一放在 3 找实验台上，可共用一条 CO₂ 路径，管理高效。”

1. 制药企业 QC 实验室

“Forma i 系列仪器配记录控制规范，3111 为补充箱。两个系列共用气源并排布局，流程清晰、耗材兼容。”

1. 科创中心共享平台

“虽然界面不同，但我们统一做数据导出 Edu-Lab Portal，平台通过树莓派网关集中监控所有箱的数据，形成可追溯链。”

八、结语与建议

• 兼容性：结构上可并列摆放，管路、电源可共享；

• 操作流程：用户需适当培训两者界面的区别，并建立统一 SOP；

• 配套推荐：建议为 3111 增加联网模块，与 Forma 集中报警平台对接；

最终，3111 CO₂ 培养箱可与 Thermo Forma 系列设备配套，共享平台资源与基础设施，形成灵活可靠的多模式培养体系。关键在于合理规划空间、电气、管路及数据监控流程，实现效能最大化与操作便捷性。

如需产品配套方案图、接口规格表、第三方接入指南等资料，建议联系 Thermo Fisher 技术工程师以获取定制化支持。