二氧化碳培養(yǎng)箱內(nèi)通常采用兩種方式控制箱體內(nèi)濕度。一是采用被動控濕法,即通常的二氧化碳培養(yǎng)箱內(nèi)均放置一個3L的水盤,內(nèi)盛3L無菌純水,37度的溫度,水自然蒸發(fā),使箱體內(nèi)濕度達到95%。二是一些高級的二氧化碳培養(yǎng)箱,采用主動加濕系統(tǒng)(蒸汽發(fā)生器,加熱水盤,噴霧器等),可以 控制箱體內(nèi)的濕度,如低溫培養(yǎng)時(低溫二氧化碳培養(yǎng)箱)就需要主動加濕的方法。
水盤污染控制問題:這種高濕度條件下,放置在箱體內(nèi)部的水盤中的純凈水,很容易造成微生物的滋生,產(chǎn)生污染,導致細胞培養(yǎng)完全失敗。
目前,控制水盤內(nèi)污染的方法有如下幾種:
1、定期(至少每兩周一次),更換水盤內(nèi)的無菌蒸餾水或無菌去離子水。
2、在水盤內(nèi)添加適量硫酸銅,配制方法:20g無水硫酸銅+5ml濃硫酸+1L滅菌純水。
3、夏季氣溫高時,水盤里加0.02%的疊氮鈉可以有效的預防真菌污染。
4、水盤內(nèi)添加適量抗生素。
5、定期為培養(yǎng)箱(含水盤)進行一次高溫滅菌。
6、使用專用的水盤污染控制試劑,如市面上有些CO2培養(yǎng)箱廠家提供水盤污染控制專用的銀離子消毒盒,說明書上描述能有效殺滅600中微生物,能持續(xù)使用6個月,但此類專用污染控制試劑較常規(guī)方法,存在價格較昂貴缺點。采用主動加濕的方式就不存在污染問題。
二氧化碳培養(yǎng)箱是開展免疫學、腫瘤學、遺傳學及生物工程所必須的關(guān)鍵設(shè)備,廣泛應(yīng)用于細胞、組織培養(yǎng)和某些特殊微生物的培養(yǎng),常見于細胞動力學研究、哺乳動物細胞分泌物的收集、各種物理、化學因素的致癌或毒理效應(yīng)、抗原的研究和生產(chǎn)、培養(yǎng)雜交瘤細胞生產(chǎn)抗體、體外授精(IVF)、干細胞、組織工程、藥物篩選等研究領(lǐng)域。
對于細胞來說,非常理想的培養(yǎng)環(huán)境同樣也適合這些污染物的生存,培養(yǎng)箱本身是不會辨別的,而細胞培養(yǎng)中大部分時間里細胞都是位于培養(yǎng)箱內(nèi),因此二氧化碳培養(yǎng)箱體內(nèi)能否抑菌或滅菌非常關(guān)鍵!
病毒:由于病毒寄生生存,爆發(fā)后盡快和正常細胞隔離,丟棄處理,相對來說容易處理,對操作者威脅較大;盡管病毒污染的細胞不影響原代培養(yǎng),但生產(chǎn)疫苗是不安全的。因此,潛在病毒是細胞大量生產(chǎn)和疫苗、干擾素等生物制品制作中的難題。
真菌(霉菌和酵母菌):真菌生長的比較慢,不象細菌那么容易被發(fā)現(xiàn),但是一旦發(fā)現(xiàn)有它的存在細胞就被污染了;目前沒有好的抑制方法,包括現(xiàn)在常用的兩性霉素,一旦污染容易反復爆發(fā),尤其孢子很難殺滅。
支原體:支原體污染后,因為它們不會使細胞死亡可以與細胞長期共存,培養(yǎng)基一般不發(fā)生渾濁,細胞無明顯變化,外觀上給人以正常感覺,實則細胞已經(jīng)受到多方面潛在影響,如引起細胞變形,影響DNA合成,抑制細胞生長等,往往被大多數(shù)實驗者忽視。
細菌:細菌污染后,培養(yǎng)基1-2天就會變色,對細胞生長影響明顯,應(yīng)迅速將污染細胞與其它細胞系隔離,滅菌后丟棄,還要用實驗室消毒劑消毒培養(yǎng)器皿和超凈臺。
二氧化碳培養(yǎng)箱是通過在培養(yǎng)箱箱體內(nèi)模擬形成一個類似細胞/組織在生物體內(nèi)的生長環(huán)境。
二氧化碳培養(yǎng)箱的三個工作原理:
一、濕度的控制
因培養(yǎng)物需工作室內(nèi)保持一定的濕度時,二氧化碳培養(yǎng)箱配有水盤。用戶可在培養(yǎng)時將水盤放入工作室內(nèi),水盤加上適量的蒸餾水讓其在工作室內(nèi)自然蒸發(fā),一般相對濕度可達95%。
二、溫度的控制
二氧化碳培養(yǎng)箱溫度控制器由鉑電阻作為傳感器與數(shù)字控制電路、LED數(shù)字顯示電路等組成,當傳感器輸出與溫度成正比的電阻信號轉(zhuǎn)換成電壓信號經(jīng)電路放大后,一路送至顯示電路顯示實測溫度。另一路送至比較器與設(shè)定值比較。當二者產(chǎn)生偏差時,觸發(fā)可控硅功率管輸出功率使加熱管產(chǎn)生熱量。當偏差減小直至為零時,其加熱管發(fā)出的熱量亦隨之減小,直至停止加熱??刂凭€路中有超溫及水位報警功能。當顯示溫度超過設(shè)定值2.0℃時,溫度控制器發(fā)出聲光報警信號,同時切斷輸出,停止加熱,防止溫度繼續(xù)上升;當水箱內(nèi)水位過高或過低時,水位控制器發(fā)出聲光報警信號,同時切斷加熱輸出。僅水套式CO2箱具有水位報警功能!
三、氣路的控制
氣路由高濃度的CO2鋼瓶、氣泵、穩(wěn)壓閥、針型閥,電磁閥、流量計及儲氣瓶等組成。(高濃度的CO2鋼瓶由用戶自備)。當輸入一定壓力的高濃度CO2氣體,通過調(diào)節(jié)閥、針閥及電磁閥的流量、時間控制,保證一定量的CO2氣體進入工作室,達到自動控制工作室內(nèi)的CO2濃度值。該值同時通過顯示電路顯示,便于觀察了解。為方便用戶在使用中進行濃度的監(jiān)視和采樣,在CO2箱的后背面裝有采樣、監(jiān)視口。因采用了快慢速雙重充氣法,使CO2箱在開、關(guān)門后,工作室內(nèi)的CO2濃度能快速恢復且無過沖現(xiàn)象。在CO2箱工作過程中,由儲氣瓶對工作室內(nèi)進行補氣,以保持穩(wěn)定的CO2濃度值。