如何實(shí)現細胞培養箱二氧化碳濃度的控制

 二氧化碳培養箱常用熱導（TC）傳感器或紅外（IR）傳感器檢測箱體內二氧化碳濃度的變化。當二氧化碳培養箱的門(mén)被打開(kāi)時(shí)，CO2從箱體內漏出，此時(shí)傳感器就會(huì )探測到CO2濃度的降低，并做出及時(shí)的反應，重新注入CO2使其恢復到原先預設的水平。 
（1）熱導（TC）傳感器 熱傳導傳感器(TC)監控CO2濃度的工作原理是通過(guò)測量?jì)蓚€(gè)電熱調節器之間的電阻變化來(lái)實(shí)現的。箱內CO2濃度的變化會(huì )改變兩個(gè)電熱調節器間的電阻，輸入CO2氣體的低熱導率會(huì )使腔內空氣的熱導率發(fā)生變化，這樣就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)與CO2濃度直接成正比的電信號。從而促使傳感器產(chǎn)生反應以達到調節CO2水平的作用。 TC控制系統存在的缺點(diǎn)：1.TC控制系統檢測結果會(huì )產(chǎn)生漂移。2.重新校準的周期較長(cháng)。3.箱內溫度和相對濕度的改變會(huì )影響傳感器的度。當箱門(mén)被頻繁打開(kāi)時(shí)，不僅CO2濃度，溫度和相對濕度也會(huì )發(fā)生很大的波動(dòng)，因而影響了TC傳感器的精度。當需要的培養條件和頻繁開(kāi)啟培養箱門(mén)時(shí)，此控制系統就顯得不太適用了。 
（2）紅外（IR）傳感器 紅外傳感器（IR）系統包括一個(gè)紅外發(fā)射器和一個(gè)接收檢測器，當箱體內的CO2吸收了發(fā)射器發(fā)射的部分紅外線(xiàn)之后，接收檢測器就可以檢測出紅外線(xiàn)的減少量，而被吸收紅外線(xiàn)的量正好對應于箱體內CO2的水平，從而可以得出箱體內CO2的濃度。IR系統相比TC系統，穩定性更高，檢測結果無(wú)漂移，重新校準更快，因而價(jià)格也會(huì )有所上升。當前市場(chǎng)上出售的二氧化碳培養箱常規配置的是TC系統，當然也有一些生產(chǎn)制造商更為注重CO2的濃度控制，出廠(chǎng)的所有二氧化碳培養箱均標配IR系統。
但是也并不是所有的CO2濃度紅外傳感器的工作原理都是一樣的，基于非發(fā)散性紅外線(xiàn)氣體檢測原理的測量方法主要有3種：?jiǎn)喂馐鴨尾ㄩL(cháng)測量、雙光束雙波長(cháng)測量和單光束雙波長(cháng)測量。 單光束單波長(cháng)測量，顧名思義，這種CO2傳感器只能提供單一波長(cháng)的光線(xiàn)，由于其穩定性極易受到諸如燈泡老化、灰塵污染、溫度變化及光線(xiàn)發(fā)射特性變化等因素的影響，因而其測量的穩定性和精度都不夠準確。 雙光束雙波長(cháng)測量，這種測量?jì)x器備有2個(gè)光波通道，1個(gè)探測器和2個(gè)濾光鏡，與單光束單波長(cháng)測的儀器比較，其精度和穩定性都有所提高，但在實(shí)際應用中，2個(gè)光波通道受到的影響程度同樣也會(huì )給這類(lèi)測量?jì)x器帶來(lái)因非對稱(chēng)影響而精度失準的問(wèn)題。 單光束雙波長(cháng)測量，保證了二氧化碳濃度控制的高精度性，避免了雙光束衰減干擾不同步引起的誤差，也避免了單光束單波長(cháng)探頭的不穩定性，好的保護了寶貴的培養材料。