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Ein CO2 -Inkubator erzeugt Kondensation. Ist die relative Luftfeuchtigkeit zu hoch?
Wenn wir CO2 -Inkubator verwenden, um Zellen zu kultivieren, haben wir aufgrund der Differenz der Menge der zugegebenen Flüssigkeit und des Kulturzyklus unterschiedliche Anforderungen für die relative Luftfeuchtigkeit im Inkubator.
Für Experimente mit 96-Well-Zellkulturplatten mit einem langen Kulturzyklus besteht aufgrund der geringen Menge an Flüssigkeit, die einem einzigen Brunnen zugesetzt wird ℃.
Eine höhere relative Luftfeuchtigkeit im Inkubator kann beispielsweise mehr als 90%erreichen und die Flüssigkeitsverdunstung effektiv verringern. Es ist jedoch ein neues Problem entstand Bedingungen, Kondensatproduktion, wenn sie unkontrolliert sind, werden sich immer mehr für die Zellkultur ansammeln, die ein gewisses Risiko für eine bakterielle Infektion gebracht hat.
Ist die Erzeugung der Kondensation im Inkubator, weil die relative Luftfeuchtigkeit zu hoch ist?
Zunächst müssen wir das Konzept der relativen Luftfeuchtigkeit verstehen,relative Luftfeuchtigkeit (relative Luftfeuchtigkeit, RH)ist der tatsächliche Gehalt an Wasserdampf in der Luft und der Prozentsatz des Wasserdampfgehalts bei Sättigung bei gleicher Temperatur. In der Formel ausgedrückt:
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Der Prozentsatz der relativen Luftfeuchtigkeit repräsentiert das Verhältnis des Wasserdampfgehalts in der Luft zum maximal möglichen Gehalt.
Speziell:
* 0% RH:Es gibt keinen Wasserdampf in der Luft.
* 100% RH:Die Luft ist mit Wasserdampf gesättigt und kann nicht mehr Wasserdampf aufnehmen und Kondensation tritt auf.
* 50% RH:Zeigt an, dass die Strommenge an Wasserdampf in der Luft die Hälfte der Menge an gesättigten Wasserdampf bei dieser Temperatur beträgt. Wenn die Temperatur 37 ° C beträgt, beträgt der Dampfdruck mit gesättigten Wasser etwa 6,27 kPa. Daher beträgt der Wasserdampfdruck bei 50% relativer Luftfeuchtigkeit etwa 3,135 kPa.
Dampfdruck gesättigter Wasserist der durch Dampf in der Gasphase erzeugte Druck, wenn flüssiges Wasser und sein Dampf im dynamischen Gleichgewicht bei einer bestimmten Temperatur sind.
Insbesondere, wenn Wasserdampf und Flüssigkeitswasser in einem geschlossenen System (z. B. einem gut geschlossenen Radobio-CO2-Inkubator) koexistieren, wechseln Wassermoleküle im Laufe der Zeit weiter wechselt weiter in den flüssigen Zustand (Kondensation).
Zu einem bestimmten Zeitpunkt sind die Verdunstungs- und Kondensationsraten gleich, und der Dampfdruck an diesem Punkt ist der Dampfdruck mit gesättigten Wasser. Es ist gekennzeichnet durch
1. Dynamisches Gleichgewicht:Wenn Wasser- und Wasserdampf in einem geschlossenen System koexistiert, wird sich der Druck des Wasserdampfes im System nicht mehr ändert, um das Gleichgewicht zu erreichen, um das Gleichgewicht zu erreichen, und zu diesem Zeitpunkt ist der Druck des Dampfs gesättigter Wasser.
2. Temperaturabhängigkeit:Dampfdruck mit gesättigten Wasser ändert sich mit Temperatur. Wenn die Temperatur zunimmt und die kinetische Energie von Wassermolekülen zunimmt, können mehr Wassermoleküle in die Gasphase entkommen, sodass der Dampfdruck mit gesättigten Wasser zunimmt. Umgekehrt nimmt beim Abnehmen der Temperatur der Dampfdruck gesättigter Wasser ab.
3. Merkmale:Der gesättigte Wasserdruck ist ein rein materieller charakteristischer Parameter, der nicht von der Flüssigkeitsmenge abhängt, nur mit der Temperatur.
Eine gemeinsame Formel zur Berechnung des Dampfdrucks mit gesättigtem Wasser ist die Antoine -Gleichung:
Für Wasser hat die Antoine -Konstante unterschiedliche Werte für verschiedene Temperaturbereiche. Eine übliche Gruppe von Konstanten ist:
* A = 8.07131
* B = 1730.63
* C = 233,426
Dieser Satz von Konstanten gilt für den Temperaturbereich von 1 ° C bis 100 ° C.
Wir können diese Konstanten verwenden, um zu berechnen, dass der gesättigte Wasserdruck bei 37 ° C 6,27 kPa beträgt.
Wie viel Wasser befindet sich in der Luft bei 37 Grad Celsius (° C) in einem Zustand des Dampfdrucks gesättigter Wasser?
Um den Massengehalt von gesättigten Wasserdampf (absolute Luftfeuchtigkeit) zu berechnen, können wir die Clausius-Clapeyron-Gleichungsformel verwenden:
Dampfdruck gesättigter Wasser: Bei 37 ° C beträgt der Dampfdruck mit gesättigten Wasser 6,27 kPa.
Umwandlung der Temperatur in Kelvin: t = 37+273,15 = 310,15 K
Substitution in die Formel:
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Das durch Berechnung erhaltene Ergebnis beträgt etwa 44,6 g/m³.
Bei 37 ° C beträgt der Wasserdampfgehalt (absolute Luftfeuchtigkeit) bei der Sättigung etwa 44,6 g/m³. Dies bedeutet, dass jedes Kubikmeter Luft 44,6 Gramm Wasserdampf aufnehmen kann.
Ein 180 l CO2 -Inkubator hält nur etwa 8 Gramm Wasserdampf.Wenn sowohl die Luftbefeuchtungsform als auch Kulturgefäße mit Flüssigkeiten gefüllt sind, kann die relative Luftfeuchtigkeit leicht hohe Werte erreichen, sogar nahe an Sättigungsfeuchtigkeitswerten.
Wenn die relative Luftfeuchtigkeit 100%erreicht,Der Wasserdampf beginnt zu kondensieren. Zu diesem Zeitpunkt erreicht die Menge an Wasserdampf in der Luft den maximalen Wert, den sie bei der Stromtemperatur, dh gesättigt, halten kann. Ein weiterer Anstieg des Wasserdampfes oder Abnahmen der Temperatur führen dazu, dass der Wasserdampf in flüssiges Wasser kondensiert.
Kondensation kann auch auftreten, wenn die relative Luftfeuchtigkeit 95%übersteigt.Dies hängt jedoch von anderen Faktoren wie der Temperatur, der Menge an Wasserdampf in der Luft und der Oberflächentemperatur ab. Diese Einflussfaktoren sind wie folgt:
1. Abnahme der Temperatur:Wenn die Menge an Wasserdampf in der Luft nahe der Sättigung liegt, kann eine geringe Abnahme der Temperatur oder eine Erhöhung der Wasserdampfmenge zu Kondensation führen. Beispielsweise kann die Temperaturschwankungen im Inkubator zur Erzeugung von Kondensat führen, sodass die Temperatur stabiler Inkubator hat eine hemmende Wirkung auf die Erzeugung von Kondensat.
2. Lokale Oberflächentemperatur unterhalb der Taupunkttemperatur:Die lokale Oberflächentemperatur ist niedriger als die Taupunkttemperatur. Wasserdampf kondensiert auf diesen Oberflächen in Wassertröpfchen, sodass die Temperaturgleichmäßigkeit des Inkubators eine bessere Leistung bei der Hemmung der Kondensation hat.
3.. Erhöhter Wasserdampf:Beispielsweise ist die Luft- und Kulturbehälter mit einer großen Menge Flüssigkeit und des Inkubators besser versiegelt, wenn die Menge an Wasserdampf in der Luft im Inkubator über die maximale Kapazität bei der Stromtemperatur hinaus anstieg, selbst wenn die Temperatur unverändert bleibt , Kondensation wird erzeugt.
Daher hat ein CO2 -Inkubator mit guter Temperaturkontrolle offensichtlich einen hemmenden Einfluss auf die Erzeugung von Kondensat, aber wenn die relative Luftfeuchtigkeit 95% übersteigt oder sogar eine Sättigung erreicht, wird die Möglichkeit der Kondensation erheblich zunehmen.Wenn wir daher Zellen kultivieren, sollten wir neben der Auswahl eines guten CO2 -Inkubators versuchen, das Risiko einer Kondensation zu vermeiden, die durch das Streben nach hoher Luftfeuchtigkeit verursacht wird.
Postzeit: Juli-23-2024