厭氧培養(yǎng)箱在微生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,為厭氧菌的培養(yǎng)提供了必要的無氧環(huán)境。而真空泵作為厭氧培養(yǎng)箱的關(guān)鍵配套設(shè)備,其性能直接影響著培養(yǎng)箱內(nèi)厭氧環(huán)境的建立與維持。正確選擇與厭氧培養(yǎng)箱搭配的真空泵,對于提高實驗效率、保障實驗結(jié)果的準確性至關(guān)重要。本文將深入探討厭氧培養(yǎng)箱選擇搭配真空泵的相關(guān)技術(shù)要點。
一.工作原理
厭氧培養(yǎng)箱通過一系列操作來營造并維持厭氧環(huán)境。通常先利用真空泵將箱內(nèi)空氣抽出,降低箱內(nèi)氣壓,減少氧氣含量。隨后充入氮氣、氫氣、二氧化碳等混合氣體,其中氫氣在鈀催化劑作用下與殘留氧氣反應(yīng)生成水,進一步降低氧含量,從而達到厭氧條件。在日常使用中,每次開啟過渡間放置或取出樣品時,都需要再次進行抽氣和充氣置換,以確保主培養(yǎng)室的厭氧環(huán)境不受影響。所以選擇合適符合要求的真空泵,對于后續(xù)厭氧菌的培養(yǎng)是否成功有著重要影響。
二.厭氧培養(yǎng)箱對真空泵的常見要求
1.抽氣速度:
為了能快速建立厭氧環(huán)境,減少等待時間,真空泵需要具備足夠的抽氣速度。常見的厭氧培養(yǎng)箱,通常需要將操作室形成厭氧時間控制在1 小時內(nèi),即抽氣和充氣置換的時間低于1小時,這就需要真空泵的抽氣速度符合培養(yǎng)箱的尺寸容積要求,能在規(guī)定時間內(nèi)抽出大量氣體。如圣斯特的R600-HF,其抽氣速度可達每分鐘100L/min,較快的抽氣速度足夠大容量培養(yǎng)箱。
2.極限真空度:
要達到嚴格的厭氧環(huán)境,箱內(nèi)的真空度需滿足一定標準。一般來說,厭氧培養(yǎng)箱需要真空泵能將箱內(nèi)壓力降低到較低水平,一般需要保持在10Kpa以下,以保證氧氣含量足夠低,滿足厭氧菌生長對無氧環(huán)境的嚴苛要求。R610-HF大功率高真空泵,其真空度可達-740mmHg=0.097Mpa=25mbar,能夠抽走箱體內(nèi)盡可能多的空氣,實現(xiàn)更理想的厭氧培養(yǎng)箱環(huán)境。
3.氣體兼容性:
由于培養(yǎng)箱內(nèi)會充入多種氣體,真空泵需要能夠適應(yīng)這些氣體,不會因接觸這些氣體而發(fā)生腐蝕、性能下降等問題。比如氫氣、二氧化碳等氣體對部分真空泵材質(zhì)可能有一定影響,在選擇真空泵時需考慮其對這些氣體的兼容性。如CH410防腐蝕隔膜真空泵,其從進氣口直至出氣口所有和氣體接觸的部分,均使用了PTFE聚四氟乙烯材質(zhì)制作,即使長期接觸氮氣、氫氣、二氧化碳等混合氣體,其內(nèi)部的閥片、隔膜、管路、閥門開關(guān)均不會出現(xiàn)因為腐蝕造成的故障。
4.無油干式的設(shè)計:
傳統(tǒng)油潤滑真空泵存在油霧反流風(fēng)險,微量油氣即可破壞厭氧環(huán)境,導(dǎo)致培養(yǎng)失敗?,F(xiàn)代厭氧培養(yǎng)專用真空泵采用干式結(jié)構(gòu),無需添加潤滑油,依靠自身機械結(jié)構(gòu)的往復(fù)運行來抽出空氣,從根源上杜絕油污染。此類泵通過精密活塞密封結(jié)構(gòu)實現(xiàn)干式運行,不僅避免培養(yǎng)腔污染,還免除定期換油保養(yǎng),降低長期維護成本。上述的幾款機型,包括R600-HF、R610-HF、CH410均采用無油設(shè)計,插電即可使用,不需要連接水源,亦或是加入泵油,是干式運行的真空泵。
5.低噪音、低振動優(yōu)化實驗環(huán)境
由于微生物培養(yǎng)一般都是在較為密閉的潔凈室內(nèi)進行,如果真空泵的噪音太大,或者振動產(chǎn)生的共振,會對實驗人員產(chǎn)生較多的干擾。優(yōu)選噪音≤52 dB的真空泵,如Sciencetool的R410,其工作噪音僅為50dB,而且主要噪音來自于氣體流動時,和金屬部件摩擦產(chǎn)生的風(fēng)噪,在箱體內(nèi)的氣體被抽走之后,噪音值還會進一步降低,提供舒適的工作環(huán)境。