一、總體思路與選材原則

CO? 培養(yǎng)箱的內(nèi)部長期處于高濕、恒溫、穩(wěn)定 CO? 濃度的環(huán)境中，同時需要經(jīng)受周期性的清潔與消毒。因而內(nèi)部材料的首要原則是：耐腐蝕、易清潔、熱穩(wěn)定、氣密可靠、對細胞培養(yǎng)環(huán)境惰性友好。由此衍生出四條核心設(shè)計要義：

1. 內(nèi)表面必須光滑無死角，便于擦拭和高溫濕熱循環(huán)；

2. 結(jié)構(gòu)件需兼顧強度與尺寸穩(wěn)定，避免熱脹冷縮導(dǎo)致的變形與漏氣；

3. 與氣體、水汽直接接觸的部件要具有優(yōu)良的化學(xué)兼容性；

4. 盡可能減少不同金屬的直接電偶接觸，降低電化學(xué)腐蝕風(fēng)險。

二、內(nèi)膽與主體腔體

HERAcell 240i 的內(nèi)膽通常提供兩類思路：不銹鋼內(nèi)膽與純銅內(nèi)膽。

• 不銹鋼方案：以 304/316 系列為主，板材經(jīng)機械拋光或電解拋光后，表面粗糙度低、惰性高、清潔便捷，且對多數(shù)實驗室常用化學(xué)消毒劑具有良好耐受性。

• 純銅方案：利用銅對多種微生物具有天然抑制作用的特性，進一步降低交叉污染的概率。銅的導(dǎo)熱性優(yōu)于不銹鋼，有利于溫度場快速均衡；但在強氧化劑環(huán)境下需注意維護與相容性控制。
  結(jié)構(gòu)方面，內(nèi)膽壁板、頂板、底板、背板多采用整板折彎與氬弧焊/釬焊成型，焊縫打磨至圓角過渡，減少微粒滯留點。內(nèi)膽與外殼之間填充保溫層以抑制熱橋，提升溫控效率。

三、擱板與支架系統(tǒng)

擱板承擔(dān)培養(yǎng)耗材與樣品的承載任務(wù)，強調(diào)強度、耐蝕、清潔便捷與氣流通暢。

• 材料：與內(nèi)膽一致性優(yōu)先（不銹鋼或銅），避免異種金屬直接接觸；

• 結(jié)構(gòu)：常見為帶孔平板或網(wǎng)格板，利于對流與濕度均衡；

• 表面：電解拋光或高等級拋光，減少劃痕與殘留；

• 可維護性：可拔插式導(dǎo)軌與定位卡扣設(shè)計，便于拆裝與高溫消毒。

四、氣流組織與風(fēng)道組件

為了提升溫、濕、氣體的空間均一性，腔體內(nèi)布置有風(fēng)扇、葉輪與導(dǎo)流板。

• 葉輪與風(fēng)道：多采用不銹鋼或鋁合金（陽極化處理），亦可見與內(nèi)膽一致的銅質(zhì)方案；

• 支座與緊固：不銹鋼為主，局部采用絕緣墊圈隔振減噪；

• 細節(jié)：風(fēng)道邊緣倒角并保證流面平整，降低積塵與冷凝水滯留。

五、加熱、感測與控制單元

恒溫與氣體控制的精度來自加熱與傳感器材料的可靠性與封裝工藝。

• 加熱元件：常見為鎳鉻或鐵鉻鋁合金絲，封裝在不銹鋼套管或陶瓷絕緣體內(nèi)，靠近壁面布置以提升傳熱效率；

• 溫度傳感器：Pt100/Pt1000 等鉑電阻為主，外殼采用 316L 不銹鋼探頭，保證耐蝕與響應(yīng)穩(wěn)定；

• CO? 傳感器：可見熱導(dǎo)型或紅外型，殼體多為金屬封裝，光學(xué)窗口或腔體與腔內(nèi)環(huán)境隔離良好；

• 線纜與連接器：PTFE/硅橡膠絕緣線纜、金屬屏蔽層與耐濕防潮涂覆處理，穿墻處配置氣密接頭與密封圈。

六、門體、內(nèi)玻璃門與密封體系

門體是氣密性的關(guān)鍵部位，通常采用外置金屬門+內(nèi)玻璃分區(qū)門的組合，兼顧觀察與透光。

• 內(nèi)玻璃門：采用低鐵或硼硅玻璃，邊緣設(shè)金屬框或加固件以提高抗熱沖擊與密封穩(wěn)定；

• 門框與鉸鏈：304/316 不銹鋼精加工，開合順暢、抗疲勞；

• 密封圈材質(zhì)：以硅橡膠、Viton(FKM)、EPDM 等高性能彈性體為主，要求耐高溫、耐濕熱與耐化學(xué)腐蝕，并具備良好的壓縮永久變形性能；

• 可維護性：密封圈可拆卸清洗，更換簡便，門鎖結(jié)構(gòu)防止誤開與虛掩。

七、濕度生成與水路部件

高濕環(huán)境是細胞培養(yǎng)的基礎(chǔ)之一。

• 水槽/加濕腔：常用不銹鋼或高性能氟聚合物內(nèi)襯，亦可見銅材與不銹鋼混用設(shè)計；

• 加熱底板：與加熱系統(tǒng)匹配的金屬載體＋絕緣封裝，確保蒸發(fā)速率與濕度恢復(fù)能力；

• 水位/排水：水位感測可用不銹鋼探針或封裝式傳感單元，排水與溢流通道采用耐蝕管件與快拆接頭，杜絕衛(wèi)生死角。

八、氣路與接口管件

CO?、空氣/氮氣補償?shù)葰饴芳枰邼崈襞c高氣密。

• 接頭與法蘭：316L/304 不銹鋼為主，配合 PTFE、FKM、EPDM 等密封墊；

• 過濾元件：入口端設(shè)微孔過濾或金屬濾芯，支架與殼體為金屬或金屬+氟聚合物復(fù)合；

• 穿墻電纜/取樣口：采用金屬氣密接頭或玻璃-金屬封接，保證長期不泄漏。

九、附屬支撐與緊固件

內(nèi)部大量使用不銹鋼材質(zhì)的緊固件（螺釘、螺母、墊圈）、加強筋與支撐梁。

• 一致性：盡量與主體材料一致，避免異種金屬直接接觸；

• 表面：拋光或鈍化，減少縫隙腐蝕與顆粒脫落；

• 維護：模塊化設(shè)計，方便更換，降低停機時間。

十、表面工程與加工工藝

材料與表面工藝的組合直接決定了清潔度與抗污染能力。

• 拋光體系：機械→精磨→電解拋光的層級處理，提升表面致密度與抗腐蝕；

• 鈍化/涂層：不銹鋼進行化學(xué)鈍化，鋁合金陽極化，局部采用惰性涂層增強耐化學(xué)性；

• 清潔工藝：出廠前完成脫脂、酸洗、超聲清洗與潔凈干燥，減少殘留；

• 圓角與過渡：內(nèi)腔邊角普遍做大圓角與順滑過渡，避免細小縫隙滋生微生物。

十一、材料配合與可靠性控制

不同材料在溫度、濕度與化學(xué)清潔劑作用下的協(xié)同關(guān)系，需要在設(shè)計端被充分消化。

• 熱膨脹匹配：對銅/不銹鋼/玻璃/彈性體的線膨脹差異進行補償設(shè)計，必要處設(shè)置伸縮與緩沖；

• 電偶腐蝕控制：銅與不銹鋼、鋁與不銹鋼等組合處加入非金屬隔離墊片或惰性涂層，切斷電化學(xué)回路；

• 密封壽命：選擇低壓縮永久變形的密封材料，并通過合理的槽型與壓縮比保證長期彈性；

• 清潔相容性：針對酒精、季銨鹽、過氧化、次氯酸、表面活性劑等常見清潔劑，給出材料邊界與操作規(guī)程，避免表面失光、龜裂或腐蝕。

十二、不銹鋼與純銅方案的應(yīng)用側(cè)重

• 不銹鋼版：通用性強、耐化學(xué)性廣、維護窗口大，適合頻繁化學(xué)清潔的場景；

• 純銅版：重視天然抗菌與溫度響應(yīng)，對降低交叉污染更有側(cè)重，適合對潔凈風(fēng)險高度敏感的共享或高等級場景；

• 綜合考慮：若實驗室慣用強氧化類消毒劑且更換頻繁，不銹鋼通常更穩(wěn)妥；若更關(guān)注微生物抑制與快速均衡，可傾向銅內(nèi)膽并嚴格執(zhí)行維護規(guī)范。

十三、常見關(guān)鍵細部材料舉例（概覽式）

• 內(nèi)膽壁板/頂?shù)装?背板：304/316 不銹鋼或純銅板，拋光/電解拋光；

• 擱板/托盤/導(dǎo)軌：與內(nèi)膽一致，孔板或網(wǎng)格板結(jié)構(gòu)；

• 風(fēng)扇葉輪/導(dǎo)流板：不銹鋼、陽極化鋁或銅，邊緣倒角；

• 加熱器：NiCr/FeCrAl 合金絲＋不銹鋼/陶瓷絕緣封裝；

• 溫度/氣體傳感探頭：316L 不銹鋼外殼，電氣絕緣封裝；

• 密封圈：硅橡膠、Viton(FKM)、EPDM，耐高溫高濕；

• 玻璃門：低鐵或硼硅玻璃＋金屬框封邊；

• 水槽/蒸發(fā)腔：不銹鋼/銅或氟聚合物內(nèi)襯；

• 氣路接頭：316L/304 不銹鋼＋PTFE/FKM 墊片；

• 緊固件：不銹鋼鈍化處理，盡量同材質(zhì)配套。

十四、運維與材料相關(guān)的實操建議

1. 采用柔軟、無纖維脫落的擦拭材料，按推薦流程進行表面清潔與干燥；

2. 對銅內(nèi)膽切忌長期使用強氧化型消毒劑，可用溫和配方并控制接觸時間；

3. 定期巡檢密封圈彈性與表面完整性，必要時整圈更換；

4. 清潔后擦干水跡，尤其在導(dǎo)流板與角落區(qū)域，減少水垢沉積；

5. 拆裝擱板與風(fēng)道時避免硬物劃傷內(nèi)腔表面；

6. 若需外接采樣或附加傳感器，優(yōu)先使用原廠兼容接頭與密封材料；

7. 如發(fā)生異種金屬接觸，加入絕緣墊片或涂層隔離，防止電偶腐蝕。

十五、結(jié)語

HERAcell 240i 的內(nèi)部材料體系遵循“潔凈、穩(wěn)定、可維護”的整體思路：以內(nèi)膽（不銹鋼或純銅）為核心，配套同材質(zhì)或兼容材質(zhì)的擱板、風(fēng)道、加熱與傳感封裝，輔以高性能密封彈性體與高耐蝕接頭，最終通過拋光、鈍化與精密裝配實現(xiàn)高濕、恒溫與氣密環(huán)境下的長期可靠運行。對于用戶而言，只要在采購階段明確自身的消毒方式與潔凈風(fēng)險側(cè)重，并在使用維護中遵循材料相容性的基本準則，就能在性能、壽命與使用體驗之間取得理想平衡。