在生物科学研究和工业生产领域,细胞培养是一项基础且至关重要的技术。而
耐CO2摇床作为细胞培养过程中的关键设备,为细胞提供了一个适宜的生长环境,对细胞的生长、繁殖和代谢起着决定性作用。它结合了摇床的振荡功能与对CO2环境的耐受和准确控制能力,广泛应用于细胞生物学、微生物学、生物制药等多个领域。
耐CO2摇床的工作原理:
(一)振荡系统
耐CO2摇床的核心部分之一是其振荡系统。通常采用偏心轮或凸轮机构来实现往复式振荡。电机驱动偏心轮或凸轮高速旋转,通过连杆将旋转运动转化为摇床平台的往复直线运动或圆周运动。这种振荡方式能够使培养容器内的培养液产生流动和混合,为细胞提供均匀的营养物质和氧气,同时及时带走细胞代谢产生的废物,促进细胞的生长和繁殖。振荡的频率和幅度可以通过控制系统进行准确调节,以满足不同细胞培养实验的需求。
(二)CO2控制系统
细胞在生长过程中需要一定浓度的CO2来维持其正常的生理功能,特别是对于动物细胞和某些微生物细胞,CO2是细胞外液中碳酸氢盐缓冲系统的重要组成部分,对维持细胞的酸碱平衡起着关键作用。耐CO2摇床能够准确控制摇床内部的CO2浓度。该系统通常由CO2钢瓶、减压阀、流量计、电磁阀和CO2传感器等组成。从钢瓶中释放出来,经过减压阀降压后,通过流量计控制流量,再由电磁阀控制其进入摇床的时间和通断。传感器实时监测摇床内部的浓度,并将信号反馈给控制系统。当CO2浓度低于设定值时,控制系统会打开电磁阀,增加进气量;当浓度高于设定值时,控制系统会关闭电磁阀,停止进气,并通过通风系统将多余的CO2排出,从而保持摇床内部CO2浓度的稳定。
(三)温度控制系统
温度是影响细胞生长和代谢的重要因素之一。耐CO2摇床通常采用加热和制冷相结合的方式来准确控制摇床内部的温度。加热系统一般采用加热管或加热膜,通过电阻发热来提高摇床内部的温度;制冷系统则通常采用半导体制冷片或压缩机制冷的方式,降低摇床内部的温度。温度传感器实时监测摇床内部的温度,并将信号反馈给温度控制器。温度控制器根据设定的温度值与实际温度值的偏差,控制加热或制冷系统的运行,使摇床内部的温度保持在设定的范围内。有些还具备了温度均匀性补偿功能,能够自动调整不同位置的温度,确保摇床内部各个区域的温度均匀一致。
(四)湿度控制系统
适宜的湿度环境有助于防止培养容器内培养液的蒸发,保持细胞的生长环境的稳定。耐CO2摇床通常采用水箱加湿或超声波加湿的方式来控制摇床内部的湿度。水箱加湿是通过在摇床底部设置水箱,利用水的自然蒸发来增加摇床内部的湿度;超声波加湿则是利用超声波将水雾化成微小的水滴,然后通过风机将水雾吹入摇床内部,从而提高湿度。湿度传感器实时监测摇床内部的湿度,并将信号反馈给湿度控制器。湿度控制器根据设定的湿度值与实际湿度值的偏差,控制加湿系统的运行,使摇床内部的湿度保持在适宜的范围内。