气体传感器在缺氧培养箱中的应用

随着生物技术的发展，为了研究细胞的信号转导、合成代谢、生长增值等，细胞培养成了一个必不可少的过程。细胞培养是指在体外模拟体内环境（无菌、适宜温度、酸碱度和一定营养条件等），使之生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的一种方法。

而在对动物细胞的培养时通常需要用CO2辅以控制培养环境中氧气的浓度来更好地模仿机体内条件，因为在动物机体内O2浓度范围为1-14%，这一点与大气中O2含量为20-21% 不同，所以培养在低氧环境下的细胞生长速度更快，寿命更长，并且表现出更低的应激反应；细胞低氧培养对于弄清肿瘤、器官纤维化、脑损伤等重大疾病的进展机制和寻找防治对策均有重大意义，而缺氧培养箱则是营造低氧环境不可缺少的设备，缺氧培养箱是一种用于低氧环境(O2浓度<6%)中培养动物细胞或厌氧菌，培养箱要求高度密闭不漏气，才能保证箱内各气体成分浓度不变。

缺氧环境对于细胞培养的重要性众所周知，但对于大多数科研人员来说，精确控制和监测缺氧条件是极其困难的，因为只有精密仪器才能精确地控制培养箱中的温度、湿度和气体（CO2和O2）。目前有两种方法降低环境中的氧气浓度，在标准CO2培养箱中使用模块化的气密气室，通过使用放置在标准培养箱中的这种培养室，可以在体外降低氧气浓度；另一种经常使用的方法则是在所谓的“三气”培养箱中进行低氧培养，一般是通过添加两种气体即二氧化碳和氮气以降低氧气含量。

为了精确测量培养箱的氧气浓度可在缺氧培养箱中内置高精度氧气探头，监控培养箱内气体浓度，并反馈给控制器，自动泵入气体达到预设气体浓度。控制反馈系统，可按预设定值随时快速恢复和维持设定的氧气水平，为了保持恒定的培养条件可以使用氧传感器实时监控培养箱气氛中氧含量。而深圳市新世联科技有限公司有代理相应的氧气传感器，这边推荐使用荧光氧气传感器LOX-02，这是由英国SST研发的应用荧光猝灭原理的氧气传感器，使用寿命长且几乎没有交叉敏感性，自带压力和温度补偿使得传感器可在较宽泛的温度范围上实现线性操作。LOX-02测量氧分压ppO2 (mbar) 和温度 (°C),用户可选择压力传感器同时测量大气压力，然后将氧分压读数ppO2转换成氧气浓度。

 

      以下是LOX-02的一些参数：

      供电电压; 4.5 ~ 5.5VDC

      供电电流：<7.5mA ；峰值电流：<20ma；

      输出：3.3V TTL电平；

      氧气测量范围：ppO2：0 – 300mbar； O2% ：0 – 25%

      响应时间：<30s

      精度：<2% FS

      操作温度：-30 ~ +60°C

      存储温度： -30 ~ +60°C

      湿度： 0 – 99% Rh (不结露)

      压力范围：500 – 1200mbar

若同时需要对CO2的浓度进行检测，新世联推荐使用NDIR二氧化碳传感器ExplorIR-M，这是由GSS制造的一款采用最先进的固态 LED 光学技术的小型低功耗 NDIR CO2 传感器。低功率LED在内部制造，使GSS能够完全控制CO2传感器信号链。该传感器专为需要在各种条件和环境下以最少的空间可靠工作的应用而设计，能够测量浓度高达100%的CO2水平。

      具体的参数如下：