Інкубатар CO2 выпрацоўвае кандэнсат, ці не занадта высокая адносная вільготнасць?
Калі мы выкарыстоўваем CO2-інкубатар для культывавання клетак, з-за розніцы ў колькасці дададзенай вадкасці і цыкле культывавання ў нас ёсць розныя патрабаванні да адноснай вільготнасці ў інкубатары.
У эксперыментах з выкарыстаннем 96-лункавых пласцін для культывавання клетак з доўгім цыклам культывавання, з-за невялікай колькасці вадкасці, якая дадаецца ў адну лунку, існуе рызыка таго, што культуральны раствор высахне, калі ён будзе выпарацца на працягу доўгага перыяду часу пры тэмпературы 37 ℃.
Напрыклад, больш высокая адносная вільготнасць у інкубатары, якая дасягае больш за 90%, можа эфектыўна паменшыць выпарэнне вадкасці. Аднак узнікла новая праблема: многія эксперыментатары па клеткавых культурах выявілі, што ў інкубатары лёгка ўтвараецца кандэнсат пры высокай вільготнасці. Калі некантраляваць выпрацоўку кандэнсату, ён будзе назапашвацца ўсё больш і больш, што стварае пэўную рызыку бактэрыяльнай інфекцыі ў клеткавай культуры.
Такім чынам, ці з'яўляецца прычынай утварэння кандэнсату ў інкубатары занадта высокая адносная вільготнасць?
Перш за ўсё, нам трэба зразумець паняцце адноснай вільготнасці,адносная вільготнасць (адносная вільготнасць, RH)— гэта фактычнае ўтрыманне вадзяной пары ў паветры і працэнтнае ўтрыманне вадзяной пары пры насычэнні пры той жа тэмпературы. Выражаецца формулай:
.png)
працэнт адноснай вільготнасці ўяўляе сабой суадносіны ўтрымання вадзяной пары ў паветры да максімальна магчымага ўтрымання.
Канкрэтна:
* 0% адноснай вільготнасці:У паветры няма вадзяной пары.
* 100% адноснай вільготнасці:Паветра насычана вадзяной парай і не можа ўтрымліваць больш вадзяной пары, і будзе адбывацца кандэнсацыя.
* 50% адноснай вільготнасці:Паказвае, што бягучая колькасць вадзяной пары ў паветры ўдвая меншая за колькасць насычанай вадзяной пары пры гэтай тэмпературы. Калі тэмпература 37°C, то ціск насычанай вадзяной пары складае каля 6,27 кПа. Такім чынам, ціск вадзяной пары пры адноснай вільготнасці 50% складае каля 3,135 кПа.
Ціск насычанай вадзяной пары— гэта ціск, які ствараецца парай у газавай фазе, калі вадкая вада і яе пара знаходзяцца ў дынамічнай раўнавазе пры пэўнай тэмпературы.
У прыватнасці, калі вадзяная пара і вадкая вада суіснуюць у замкнёнай сістэме (напрыклад, добра закрытым CO2-інкубатары Radobio), малекулы вады будуць працягваць пераходзіць з вадкага стану ў газападобны (выпарэнне) з цягам часу, у той час як газападобныя малекулы вады будуць працягваць пераходзіць у вадкі стан (кандэнсацыя).
У пэўны момант хуткасці выпарэння і кандэнсацыі роўныя, і ціск пары ў гэтым пункце роўны ціску насычанай вадзяной пары. Ён характарызуецца
1. дынамічная раўнавага:Калі вада і вадзяная пара суіснуюць у замкнёнай сістэме, выпарэнне і кандэнсацыя дасягаюць раўнавагі, ціск вадзяной пары ў сістэме больш не змяняецца, у гэты час ціск роўны ціску насычанай вадзяной пары.
2. тэмпературная залежнасць:Ціск насычанай вадзяной пары змяняецца з тэмпературай. Пры павышэнні тэмпературы кінетычная энергія малекул вады павялічваецца, больш малекул вады могуць пераходзіць у газавую фазу, таму ціск насычанай вадзяной пары павялічваецца. І наадварот, пры паніжэнні тэмпературы ціск насычанай вадзяной пары памяншаецца.
3. Характарыстыкі:Ціск насычанай вады — гэта чыста матэрыяльны параметр, які залежыць не ад колькасці вадкасці, а толькі ад тэмпературы.
Распаўсюджанай формулай для разліку ціску насычанай вадзяной пары з'яўляецца ўраўненне Антуана:
Для вады пастаянная Антуана мае розныя значэнні для розных дыяпазонаў тэмператур. Агульны набор канстант:
* А=8,07131
* B=1730,63
* C=233,426
Гэты набор канстант прымяняецца да дыяпазону тэмператур ад 1°C да 100°C.
Мы можам выкарыстаць гэтыя канстанты, каб вылічыць, што ціск насычанай вады пры тэмпературы 37°C складае 6,27 кПа.
Дык колькі вады ў паветры пры тэмпературы 37 градусаў Цэльсія (°C) у стане насычанага ціску вадзяной пары?
Каб вылічыць масавае ўтрыманне насычанай вадзяной пары (абсалютную вільготнасць), можна выкарыстаць формулу ўраўнення Клаўзіуса-Клапейрона:
Ціск насычанай вадзяной пары: пры тэмпературы 37°C ціск насычанай вадзяной пары складае 6,27 кПа.
Пераўтварэнне тэмпературы ў градусы Кельвіна: T=37+273,15=310,15 K
Падстаноўка ў формулу:
.png)
Вынік, атрыманы шляхам разліку, складае каля 44,6 г/м³.
Пры тэмпературы 37°C утрыманне вадзяной пары (абсалютная вільготнасць) пры насычэнні складае каля 44,6 г/м³. Гэта азначае, што кожны кубічны метр паветра можа ўтрымліваць 44,6 грама вадзяной пары.
Інкубатар CO2 аб'ёмам 180 літраў змяшчае толькі каля 8 грамаў вадзяной пары.Калі паддон для ўвільгатнення, а таксама пасудзіны для культывавання запоўненыя вадкасцямі, адносная вільготнасць можа лёгка дасягаць высокіх значэнняў, нават блізкіх да значэнняў насычанай вільготнасці.
Калі адносная вільготнасць дасягае 100%,Вадзяная пара пачынае кандэнсавацца. У гэты момант колькасць вадзяной пары ў паветры дасягае максімальнага значэння, якое яно можа ўтрымліваць пры бягучай тэмпературы, г.зн. насычэння. Далейшае павелічэнне колькасці вадзяной пары або паніжэнне тэмпературы прыводзіць да кандэнсацыі вадзяной пары ў вадкі стан.
Кандэнсацыя можа таксама ўзнікаць, калі адносная вільготнасць перавышае 95%,але гэта залежыць ад іншых фактараў, такіх як тэмпература, колькасць вадзяной пары ў паветры і тэмпература паверхні. Гэтыя фактары ўплыву наступныя:
1. Зніжэнне тэмпературы:Калі колькасць вадзяной пары ў паветры блізкая да насычэння, любое невялікае паніжэнне тэмпературы або павелічэнне колькасці вадзяной пары можа выклікаць кандэнсацыю. Напрыклад, ваганні тэмпературы ў інкубатары могуць прывесці да ўтварэння кандэнсату, таму больш стабільная тэмпература ў інкубатары будзе перашкаджаць яго ўтварэнню.
2. лакальная тэмпература паверхні ніжэйшая за тэмпературу кропкі расы:Калі мясцовая тэмпература паверхні ніжэйшая за тэмпературу кропкі расы, вадзяная пара будзе кандэнсавацца ў кроплі вады на гэтых паверхнях, таму аднастайнасць тэмпературы інкубатара будзе лепш спрыяць прадухіленню кандэнсацыі.
3. Павелічэнне вадзяной пары:напрыклад, паддон для ўвільгатнення і кантэйнеры для пасадкі з вялікай колькасцю вадкасці, а інкубатар лепш герметычны, калі колькасць вадзяной пары ў паветры ўнутры інкубатара перавышае максімальную ёмістасць пры бягучай тэмпературы, нават калі тэмпература застаецца нязменнай, будзе ўтварацца кандэнсат.
Такім чынам, CO2-інкубатар з добрым кантролем тэмпературы, відавочна, стрымлівае ўтварэнне кандэнсату, але калі адносная вільготнасць перавышае 95% або нават дасягае насычэння, верагоднасць кандэнсату значна павялічваецца.таму, калі мы культывуем клеткі, акрамя выбару добрага CO2-інкубатара, нам варта паспрабаваць пазбегнуць рызыкі кандэнсацыі, выкліканай імкненнем да высокай вільготнасці.
Час публікацыі: 23 ліпеня 2024 г.