CO2培養(yǎng)箱或加氣培養(yǎng)箱是哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室中的固定裝置。雖然培養(yǎng)箱技術(shù)近幾十年來(lái)沒(méi)有太大變化，但決定正確的選擇每年可以節(jié)省數(shù)百小時(shí)。
購(gòu)買CO時(shí)的注意事項(xiàng)2培養(yǎng)箱包括：
培養(yǎng)箱使用CO 2來(lái)控制培養(yǎng)基中的pH并維持對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)**佳的氣氛。室內(nèi)的典型條件是溫度為37℃，相對(duì)濕度為95％，CO 2濃度為約5％。微生物培養(yǎng)箱，本文將不再詳細(xì)討論，具有更寬的溫度范圍（通常在5ºC和70ºC之間）。
由于在異G哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)物的興趣，基于細(xì)胞的測(cè)定，和細(xì)胞治療的浪涌，二氧化碳培養(yǎng)箱是一個(gè)增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)。
由于在異G哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)物的興趣，基于細(xì)胞的測(cè)定，和細(xì)胞治療的浪涌，二氧化碳培養(yǎng)箱是一個(gè)增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)。商業(yè)智能公司Research and Markets估計(jì) ，未來(lái)四年對(duì)二氧化碳培養(yǎng)箱的需求將以每年近8％的速度增長(zhǎng)。考慮到購(gòu)買價(jià)格（從大約3,000美元到南方的20,000美元），平均使用壽命大約為10年，實(shí)驗(yàn)室資產(chǎn)的預(yù)計(jì)增長(zhǎng)率很強(qiáng)勁。
“我們的客戶越來(lái)越多地與脆弱的細(xì)胞類型，比如干細(xì)胞和原代細(xì)胞的工作，”莫莉愛(ài)，對(duì)CO全球**產(chǎn)品經(jīng)理說(shuō)：2的賽默飛世爾科技培養(yǎng)箱。Thermo Fisher**近推出了一種新產(chǎn)品Cell Locker System，它將培養(yǎng)箱的較大工作室隔離到可移動(dòng)的保護(hù)區(qū)域，以提高培養(yǎng)效率和敏感培養(yǎng)的安全性。“細(xì)胞培養(yǎng)者現(xiàn)在能夠在一個(gè)培養(yǎng)箱中隔離細(xì)胞類型或不同的項(xiàng)目，在不受干擾的環(huán)境中節(jié)省空間和氣體，同時(shí)防止包括支原體在內(nèi)的循環(huán)交叉污染。”
雖然有些實(shí)驗(yàn)室對(duì)培養(yǎng)箱的尺寸和特征有所顧忌，但更大更復(fù)雜并不總是更好。需求有時(shí)需要一個(gè)小型的，個(gè)人大小的培養(yǎng)箱，用戶可以將其放入實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)角落，忘記何時(shí)不使用它。對(duì)于這些用戶來(lái)說(shuō)，來(lái)自Labnet 的18磅重的可移動(dòng) 迷你微生物學(xué)和血液學(xué)培養(yǎng)箱可能是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。Labnet還提供了更大的 211DS型號(hào)，帶有內(nèi)部電源插座，可堆疊擱架，大型觀察面板和SmartChek™溫度控制系統(tǒng)。
Binder還攜帶一系列緊湊型培養(yǎng)箱，其型號(hào)為C 170，可堆疊并使用180°C空氣對(duì)設(shè)備進(jìn)行滅菌。
“在我們建立**個(gè)培養(yǎng)箱之前，我們向微生物學(xué)家詢問(wèn)了他們**關(guān)心的問(wèn)題，他們回答了'干燥'和'污染'，”NuaireG際銷售副總裁Buckner Richerson說(shuō)。
Nuaire通過(guò)明智地應(yīng)用HEPA過(guò)濾降低其培養(yǎng)箱（和生物安全柜）的污染風(fēng)險(xiǎn)，以保持培養(yǎng)箱內(nèi)部符合ISO 5級(jí)清潔標(biāo)準(zhǔn)。主膠囊通過(guò)過(guò)濾和調(diào)節(jié)，輕柔地連續(xù)擦洗腔室氣氛; 過(guò)濾器，泵和溫度傳感器都位于工作區(qū)域之外。
“這種設(shè)計(jì)每20分鐘更換一次培養(yǎng)箱的氣氛，同時(shí)**大限度地減少蒸發(fā)，并在關(guān)門后20分鐘內(nèi)將裝置恢復(fù)到**佳運(yùn)行狀態(tài)，”Richerson補(bǔ)充道。根據(jù)Richerson的說(shuō)法，Nuaire每年銷售大約2,000個(gè)培養(yǎng)箱，幾年來(lái)沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)污染事件。“當(dāng)客戶確實(shí)遇到污染時(shí)，我們是**個(gè)聽(tīng)到污染的人。”
作為一般污染緩解和蒸發(fā)**小化策略，Richerson建議緩慢換氣，盡可能使氣流垂直層流。水平流動(dòng)的空氣產(chǎn)生風(fēng)洞效應(yīng)，通過(guò)在樣品周圍產(chǎn)生氣流渦流來(lái)促進(jìn)污染和蒸發(fā)。
為了消除進(jìn)入和未過(guò)濾的病原體，除了**基本的模型外，Nuaire在其所有直接熱培養(yǎng)箱中都使用加熱滅菌。去污在145ºC長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生，通常是一夜之間。Nuaire還提供銅襯里內(nèi)飾作為選項(xiàng)，Richerson說(shuō)一些用戶更喜歡作為避免污染的額外步驟，但通常不是必需的。
Richerson還指出，一些熱滅菌協(xié)議非常復(fù)雜，用戶**終會(huì)停止使用它們。循環(huán)可能需要人為干預(yù)，移除內(nèi)部結(jié)構(gòu)（例如擱架）或用虛設(shè)單元替換溫度傳感器。“培養(yǎng)箱內(nèi)的所有東西都能在145攝氏度的溫度下存活，所以你永遠(yuǎn)不需要拿出任何東西。培養(yǎng)箱基本上變成了高壓滅菌器。“
所有培養(yǎng)箱都可以進(jìn)行手動(dòng)清潔，但在Nuaire培養(yǎng)箱中，所有內(nèi)部角都是圓形的，這樣可以減少微生物可以抓住的區(qū)域，并便于使用化學(xué)藥劑進(jìn)行清潔。
NU-5710直熱式培養(yǎng)箱。圖片由NuAire提供。
水套是培養(yǎng)箱加熱的一種老策略。這些裝置仍然可用，特別是在二手市場(chǎng)中，但是水套已經(jīng)讓位于空氣護(hù)套，直接加熱或兩種技術(shù)的組合。
培養(yǎng)箱制造商在這三種加熱方案中引入了自己的改進(jìn)。例如，來(lái)自Eppendorf 的Galaxy®170S直熱式CO2培養(yǎng)箱就是一個(gè)帶有專有扭轉(zhuǎn)的直接加熱裝置的例子 - 一種六面，無(wú)風(fēng)扇，無(wú)過(guò)濾器的加熱系統(tǒng)，根據(jù)該公司的說(shuō)法，它可以防止變寬溫度和二氧化碳的波動(dòng)，這是壓力細(xì)胞。
“客戶喜歡水套式培養(yǎng)箱的溫度安全性，但由于需要水夾套模型進(jìn)行持續(xù)維護(hù)以及泄漏風(fēng)險(xiǎn)，因此已經(jīng)開(kāi)始直接加熱模型，”Caron營(yíng)銷副總裁Alan Campbell說(shuō)道。產(chǎn)品與服務(wù)。后在2017年引入的卡隆CO其Wally®線2培養(yǎng)箱，其中，根據(jù)坎貝爾，提供的水夾套和直接熱設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，“與自己無(wú)關(guān)的缺點(diǎn)。”卡隆使用包圍所述相變材料文化空間而不是水。
Wally還采用纖薄的外形設(shè)計(jì)，允許將設(shè)備放置在較小的實(shí)驗(yàn)室，走廊，過(guò)道和其他密封區(qū)域，其中培養(yǎng)箱門打開(kāi)可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。“與傳統(tǒng)的立方體培養(yǎng)箱相比，Wally可以節(jié)省高達(dá)19英寸的深度，”Campbell解釋道。
空間利用延伸到培養(yǎng)箱本身。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室工作人員只使用培養(yǎng)箱的前部區(qū)域，因?yàn)楸巢亢茈y到達(dá)。“他們支付的容量高達(dá)一半是浪費(fèi)的空間。Wally纖細(xì)的腔室深度使得所有腔室容積都可以使用，同時(shí)為**常用的細(xì)胞培養(yǎng)瓶/板尺寸提供足夠的空間。
Caron還對(duì)滅菌周期進(jìn)行了升級(jí)，在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)箱中，滅菌周期非常耗時(shí)（基于熱量）或勞動(dòng)密集型（濕H 2 O 2）。Wally使用（另一項(xiàng)正在申請(qǐng)**的）干H 2 O 2循環(huán)，Campbell說(shuō)在短短兩小時(shí)內(nèi)提供可驗(yàn)證的12-log滅菌，“沒(méi)有耗時(shí)的腔室配置和濕H 2 O 2過(guò)程所需的清理“。
過(guò)氧化物滅菌裝置通常作為第三方升級(jí)添加到培養(yǎng)箱中。松下生產(chǎn)的H 2 O 2滅菌套件通過(guò)經(jīng)銷商銷售，例如VWR，該公司聲稱其 比熱滅菌快8倍。它還銷售全系列的培養(yǎng)箱，尺寸從幾立方英尺到30立方英尺不等，具有標(biāo)準(zhǔn)和可選功能，如加熱滅菌，紅外二氧化碳和氧氣傳感器，溫和氣流，微處理器控制，圖形監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集。
鑒于“典型”培養(yǎng)箱的多樣化應(yīng)用和操作參數(shù)范圍，存在的消毒替代品并不令人驚訝。Analytic Jena提供一種培養(yǎng)箱型號(hào)UVP，它采用紫外線消毒代替熱，化學(xué)清洗或過(guò)氧化物。
據(jù)里克·埃里森在美GBMT業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理，影響CO**的問(wèn)題2培養(yǎng)箱交叉污染，振動(dòng)，恢復(fù)慢和門開(kāi)口后讀數(shù)，以及對(duì)于微生物污染創(chuàng)造了機(jī)會(huì)的大門和墻壁上凝結(jié)。
BMT在其CO2培養(yǎng)箱中采用無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，顯著降低了前兩個(gè)問(wèn)題的影響。“零振動(dòng)實(shí)際上消除了細(xì)胞邊緣效應(yīng)的任何可能性，”埃里森說(shuō)。“無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)還可以減少蒸發(fā)，從而**大限度地減少樣品中的水分流失。”
無(wú)風(fēng)扇培養(yǎng)箱還增加了可用空間，因?yàn)椴恍枰艿阑騼?nèi)置HEPA組件。“維護(hù)和更換這些組件被消除，因?yàn)槭歉鼡Q風(fēng)扇HEPA過(guò)濾器元件的成本。”湍流氣流是潛在的污染的CO的主要來(lái)源2培養(yǎng)箱。“我們的培養(yǎng)箱專門設(shè)計(jì)用于提供**低的污染風(fēng)險(xiǎn)，”Ellison補(bǔ)充道。
CO2 Cell 190舒適培養(yǎng)箱，200C滅菌。圖片由BMT提供。
污染從實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的任何來(lái)源進(jìn)入培養(yǎng)箱，包括個(gè)人的頭發(fā)和衣服，打開(kāi)的窗戶，甚**實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng)。一旦進(jìn)入培養(yǎng)箱，微生物就會(huì)閂到風(fēng)扇上，在那里它們遍布整個(gè)裝置。
“粉絲仍然是培養(yǎng)箱中清潔的**困難的組成部分，”埃里森說(shuō)。“因此，帶風(fēng)扇的培養(yǎng)箱需要在風(fēng)扇前添加昂貴的HEPA過(guò)濾器以保護(hù)風(fēng)扇。這增加了風(fēng)險(xiǎn)和成本的另一個(gè)方面。“
這并不是說(shuō)所有空中運(yùn)動(dòng)都會(huì)傷害文化。例如，Amerex在其INCUMAX™培養(yǎng)箱中使用強(qiáng)制空氣循環(huán)， 以提供開(kāi)門后溫度均勻性和快速恢復(fù)。應(yīng)該可以在達(dá)到平衡之前獲得強(qiáng)勁的氣流，然后在維護(hù)模式下保持更不穩(wěn)定的氣流，但市場(chǎng)上沒(méi)有培養(yǎng)箱似乎具有此功能。
但是當(dāng)空氣傳播的生物進(jìn)入培養(yǎng)箱時(shí)，冷凝成為它們的生長(zhǎng)介質(zhì)。BMT通過(guò)將孵育室包裹在直熱電纜中，使所有表面迅速達(dá)到指定溫度，從而**大限度地降低了這種風(fēng)險(xiǎn)。三回路直接加熱設(shè)計(jì)允許編程四個(gè)關(guān)鍵加熱區(qū)：腔室底部，腔室門，腔室壁和腔室頂部。BMT對(duì)它們進(jìn)行編程，以略微不同的速率加熱，以產(chǎn)生柔和，溫和的對(duì)流。
“**重要的是，對(duì)于冷凝控制，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)冷點(diǎn)（相對(duì)于其他加熱區(qū)域），以便將水分吸到室底和水盤中，”Ellison補(bǔ)充道。“玻璃門由外部隔熱門加熱，以阻止冷凝形成，從而消除了細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境，使得水套室不能。
