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1、二氧化碳培养箱的无污染控制技术 二氧化碳培养箱的无污染控制技术 （上海锐赛科学仪器有限公司 市场部编写） 图 1 神经元 图 2 红细胞 图 3 卵细胞 二氧化碳培养箱是通过在培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞/组织在生物体内的生长环境，如稳定的温度（37C）、稳定的CO2水平（5%）、恒定的酸碱度（pH值：7.2-7.4）、较高的相对饱和湿度（95%），来对细胞/组织进行体外培养的一种装置。 广泛应用于细胞、组织培养和某些特殊微生物的培养，常见于细胞动力学研究、哺乳动物细胞分泌物的收集、各种物理、化学因素的致癌或毒理效应、抗原的研究和生产、培养杂交瘤细胞生产抗体、体外授精（IVF）、干细胞、组
2、织工程、药物筛选等研究领域。 在生物活体内，生物体有自身的免疫系统保护细胞或组织，但是在体外培养时，没有任何保护自己的免疫屏障。对于二氧化碳培养箱的基本参数温度、CO2 和湿度，大多数培养箱都能满足研究实验的需要。然而，针对培养过程中面临的各种污染源，各品牌二氧培养箱的控制方式和效果不尽相同，因此细胞体外培养中最大的威胁实际上是污染问题。 二氧化碳培养箱中的主要污染源：细菌、真菌（霉菌和酵母菌）、病毒、支原体以及非同种细胞。 图4 细菌 图5 病毒 图6 霉菌 图7 酵母菌 图8 支原体 对于细胞来说，非常理想的培养环境同样也适合这些污染源的生存，培养箱本身是不会辨别的，而细胞培养中大部分时间
3、里细胞都是被放置于培养箱内，因此箱体内能否抑菌或灭菌非常关键！ 细菌：细菌污染后，培养基1-2天就会浑浊变黄，对细胞生长影响明显，应迅速将污染细胞与其它细胞系隔离，灭菌后丢弃，还要用实验室消毒剂消毒培养器皿和超净台。 病毒：由于病毒寄生生存，爆发后尽快和正常细胞隔离，丢弃处理，相对来说容易处理，病毒污染对操作者威胁较大；尽管病毒污染的细胞不影响原代培养，但生产疫苗是不安全的。潜在的病毒污染是细胞大量生产和疫苗、干扰素等生物制品制作中的难题。 真菌（霉菌和酵母菌）：真菌污染后培养液不变浑浊，不象细菌污染那么容易被发现，真菌污染是细胞培养中最常见的一种污染；污染后细胞生长的比较慢，目前没有好的抑制
4、方法，包括现在常用的两性霉素，一旦污染容易反复爆发，尤其孢子很难杀灭。 支原体：支原体污染细胞后，不会使细胞死亡且可以与细胞长期共存，培养基一般不发生浑浊，多数情况下细胞病理变化轻微或不显著，细微变化也可由于传代、换液而缓解，外观上给人以正常感觉，往往被大多数实验者忽视，实则细胞已经受到多方面潜在影响，如引起细胞变形，影响DNA合成，抑制细胞生长等。 非同种细胞：即细胞交叉污染，由于细胞培养操作时各细胞株所需的器材和溶液没有严格分开，往往会使一种细胞被另一种细胞污染。目前，世界上已有几十种细胞都被HeLa细胞所污染，致使许多实验宣告无效。细胞交叉污染严重程度大大超过人们的想象。 因此，以上所述
5、污染一旦发生，培养的细胞最后基本只能丢弃，实验无法挽救，对于许多取样困难的实验损失无法估量！ 目前，二氧化碳培养箱的无污染控制技术主要有：干热、湿热、紫外灯照射、HEPA 过滤、消毒剂擦拭等。 高温干热空气灭菌是目前世界公认的最有效的无污染控制技术，能彻底消灭所有微生物污染源（包括耐高温的芽孢杆菌）；湿热灭菌通常称为高压蒸汽灭菌，该技术在压力容器中灭菌效果明显（如：高压灭菌锅），常压下的湿热灭菌又叫煮沸法灭菌，煮沸的水温一般至少需达95以上，细菌繁殖体煮沸5分钟可被杀死，但芽胞杆菌等耐高温细菌常需煮沸2小时以上才可被杀死，而且效果不彻底，故该法很少用在CO2培养箱上；紫外灯照射法的有效性受很多
6、因素影响，如遮挡、时间、强度、照射距离，湿度等，灭菌效果基本很难保证；HEPA 过滤主要通过截留细菌等污染物来达到灭菌效果，但培养区域内不宜采用HEPA过滤消毒，因为截留的细菌等微生物在细胞培养环境中极易滋生，增加潜在的二次污染风险；消毒剂擦拭法是对表面进行灭菌的方法，适合于平整的表面如实验台面，而箱体内部设计的死角、各种器件因无法擦拭等因素导致灭菌效果也很有限，而且含氯、碘的消毒剂对于不锈钢有腐蚀作用，不能对不锈钢箱体进行擦拭灭菌。 英国LEEC TOUCH 190S CO2培养箱是高品质培养箱的代表之作，其中在无污染控制方面，它采用目前世界上唯一可高达200的高温干热空气灭菌技术，而且整个
7、灭菌循环过程仅需7个小时，相比较其它品牌的多达十几个小时的灭菌过程，LEEC在保证彻底消灭所有微生物污染源的同时，也为客户节省大量宝贵的实验时间，越来越受到中、高端客户的青睐。 图9 英国LEEC TOUCH 190S CO2培养箱 200 7hr干热空气高温灭菌过程 在箱体的设计上，英国LEEC TOUCH190S CO2培养箱也从多方面进行了抑菌设计： （1）外体采用优质不锈钢材质，外加抗菌涂层； 图10 不锈钢外体，抗菌涂层 （2）单片成型内腔，无焊接，无缝隙，无死角，内壁采用抛光不锈钢材质，研究报告显示抛光不锈钢能够明显降低污染物的生长几率； 图11 不锈钢抛光内壁 圆弧无死角设计 （3）HEPA高效空气过滤器进气设计（位于培养区域外），能够有效的过滤掉进气中潜在的污染源和颗粒杂质； 图12 HEPA 高效空气过滤器 （4）无风扇循环，没有通风管道等不易拆除和不易清洁的零部件，使清洁工作更为简便，消除了导致细胞培养交叉污染的一大源头。 图13 无风扇设计 因此，英国LEEC TOUCH 190S CO2培养箱不但能为细胞生长提供精确的体外模拟环境，更让您的细胞培养全程安全无忧，是细胞培养箱的未来发展方向！ 图14 LEEC TOUCH190S CO2 培养箱 图15 控制面板
