En CO2-Inkubator produzéiert Kondensatioun, ass déi relativ Loftfiichtegkeet ze héich?
Wann mir en CO2-Inkubator benotze fir Zellen ze kultivéieren, hu mir wéinst dem Ënnerscheed an der Quantitéit vun der bäigefüügter Flëssegkeet an dem Kulturzyklus ënnerschiddlech Ufuerderungen un déi relativ Fiichtegkeet am Inkubator.
Bei Experimenter mat 96-Lücken-Zellkulturplacke mat engem laange Kulturzyklus besteet, wéinst der klenger Quantitéit u Flëssegkeet, déi an een eenzege Lück bäigefüügt gëtt, de Risiko, datt d'Kulturléisung ausdréchent, wann se fir eng länger Zäit bei 37 ℃ verdampft.
Eng méi héich relativ Loftfiichtegkeet am Inkubator, zum Beispill bis zu 90%, kann d'Verdampfung vun der Flëssegkeet effektiv reduzéieren. Allerdéngs ass e neit Problem entstanen. Vill Zellkulturexperimentéierer hunn festgestallt, datt et am Inkubator einfach ass, Kondensat bei héijer Loftfiichtegkeet ze produzéieren. Wann d'Kondensatioun net kontrolléiert gëtt, sammelt sech dat ëmmer méi, wat zu engem gewësse Risiko vun enger bakterieller Infektioun an der Zellkultur féiert.
Also, ass d'Bildung vu Kondensatioun am Inkubator well déi relativ Loftfiichtegkeet ze héich ass?
Als éischt musse mir de Konzept vun der relativer Loftfiichtegkeet verstoen,relativ Loftfiichtegkeet (Relativ Loftfiichtegkeet, RH)ass den tatsächlechen Inhalt vu Waasserdamp an der Loft an de Prozentsaz vum Waasserdampgehalt bei der Sättigung bei der selwechter Temperatur. Ausgedréckt an der Formel:
.png)
De Prozentsaz vun der relativer Loftfiichtegkeet stellt de Verhältnes vum Waasserdampgehalt an der Loft zum maximal méigleche Gehalt duer.
Speziell:
* 0% Loftfiichtegkeet:Et gëtt kee Waasserdamp an der Loft.
* 100% Loftfiichtegkeet:D'Loft ass mat Waasserdamp gesättigt a kann net méi Waasserdamp enthalen, an et entsteet Kondensatioun.
* 50% Loftfiichtegkeet:Weist un, datt déi aktuell Quantitéit u Waasserdamp an der Loft d'Halschent vun der Quantitéit u gesättigte Waasserdamp bei där Temperatur ass. Wann d'Temperatur 37°C ass, dann ass den Drock vum gesättigte Waasserdamp ongeféier 6,27 kPa. Dofir ass den Drock vum Waasserdamp bei 50% relativer Loftfiichtegkeet ongeféier 3,135 kPa.
Sättigte Waasserdampdrockass den Drock, deen duerch Damp an der Gasphas generéiert gëtt, wann flëssegt Waasser a säin Damp bei enger bestëmmter Temperatur am dynamesche Gläichgewiicht sinn.
Genauer gesot, wann Waasserdamp a flëssegt Waasser an engem zouene System koexistéieren (z. B. engem gutt zouene Radobio CO2-Inkubator), wiesselen d'Waassermoleküle mat der Zäit weider vum flëssegen an de gasfërmegen Zoustand (Verdampfung), während och gasfërmeg Waassermoleküle weider an de flëssegen Zoustand wiesselen (Kondensatioun).
Zu engem bestëmmte Punkt sinn d'Verdampfungs- a Kondensatiounsraten gläich, an den Dampdrock zu deem Punkt ass den gesättigte Waasserdampdrock. Et ass charakteriséiert duerch
1. dynamescht Gläichgewiicht:Wann Waasser a Waasserdamp an engem zouene System koexistéieren, Verdampfung a Kondensatioun fir d'Gläichgewiicht z'erreechen, ännert sech den Drock vum Waasserdamp am System net méi, zu dësem Zäitpunkt ass den Drock gesättigte Waasserdampdrock.
2. Temperaturabhängegkeet:Den Drock vum gesättigte Waasserdamp ännert sech mat der Temperatur. Wann d'Temperatur eropgeet, klëmmt d'kinetesch Energie vun de Waassermoleküle, soudatt méi Waassermoleküle an d'Gasphas entkommen, sou datt den Drock vum gesättigte Waasserdamp eropgeet. Am Géigendeel, wann d'Temperatur erofgeet, fällt den Drock vum gesättigte Waasserdamp.
3. Charakteristiken:De gesättigte Waasserdrock ass e reng materielle Charakteristikaparameter, deen net vun der Quantitéit vun der Flëssegkeet ofhänkt, nëmme vun der Temperatur.
Eng üblech Formel déi benotzt gëtt fir de gesättigte Waasserdampdrock ze berechnen ass d'Antoine-Equatioun:
Fir Waasser huet d'Antoine-Konstant verschidde Wäerter fir verschidden Temperaturberäicher. Eng üblech Rei vu Konstanten ass:
* A=8,07131
* B=1730,63
* C=233,426
Dës Konstanten gëllen fir den Temperaturberäich vun 1°C bis 100°C.
Mir kënnen dës Konstanten benotze fir ze berechnen, datt den Drock vum gesättigte Waasser bei 37°C 6,27 kPa ass.
Also, wéi vill Waasser ass an der Loft bei 37 Grad Celsius (°C) an engem Zoustand vu gesättigte Waasserdampdrock?
Fir de Massegehalt vu gesättigte Waasserdamp (absolut Fiichtegkeet) ze berechnen, kënne mir d'Clausius-Clapeyron-Equatiounsformel benotzen:
Gesättigte Waasserdampdrock: Bei 37°C ass de gesättigte Waasserdampdrock 6,27 kPa.
D'Temperatur a Kelvin ëmrechnen: T=37+273,15=310,15 K
Substitutioun an der Formel:
.png)
D'Resultat, dat duerch d'Berechnung kritt gëtt, ass ongeféier 44,6 g/m³.
Bei 37°C ass de Waasserdampgehalt (absolut Fiichtegkeet) bei der Sättigung ongeféier 44,6 g/m³. Dëst bedeit, datt all Kubikmeter Loft 44,6 Gramm Waasserdamp kann enthalen.
En 180L CO2-Inkubator hält nëmmen ongeféier 8 Gramm Waasserdamp.Wann souwuel Befeuchtungspannen ewéi och Kulturbehälter mat Flëssegkeete gefëllt sinn, kann déi relativ Fiichtegkeet liicht héich Wäerter erreechen, souguer no bei de Sättigungsfiichtegkeetswäerter.
Wann déi relativ Loftfiichtegkeet 100% erreecht,De Waasserdamp fänkt un ze kondenséieren. Zu dësem Zäitpunkt erreecht d'Quantitéit u Waasserdamp an der Loft de maximale Wäert, deen se bei der aktueller Temperatur hale kann, also d'Sättigung. Weider Erhéijunge vum Waasserdamp oder Temperaturofsenkunge bewierken, datt de Waasserdamp zu flëssegem Waasser kondenséiert.
Kondensatioun kann och optrieden, wann déi relativ Loftfiichtegkeet iwwer 95% läit,mee dëst hänkt vun anere Faktoren of, wéi d'Temperatur, d'Quantitéit u Waasserdamp an der Loft an d'Uewerflächentemperatur. Dës beaflossend Faktoren sinn wéi follegt:
1. Temperatursenkung:Wann d'Quantitéit u Waasserdamp an der Loft no bei der Sättigung ass, kann all kleng Temperatursenkung oder Erhéijung vun der Quantitéit u Waasserdamp Kondensatioun verursaachen. Zum Beispill kënnen d'Temperaturschwankungen am Inkubator zu der Bildung vu Kondensat féieren, sou datt d'Temperatur méi stabil ass an den Inkubator en hemmenden Effekt op d'Bildung vu Kondensat huet.
2. lokal Uewerflächentemperatur ënner der Taupunkttemperatur:Wann d'lokal Uewerflächentemperatur méi niddreg ass wéi den Taupunkt, kondenséiert Waasserdamp op dësen Uewerflächen zu Waasserdrëpsen, sou datt d'Temperaturuniformitéit vum Inkubator eng besser Leeschtung bei der Hemmung vun der Kondensatioun huet.
3. Erhéichte Waasserdamp:Zum Beispill, Befeuchtungspannen a Kulturbehälter mat enger grousser Quantitéit u Flëssegkeet, an den Inkubator ass besser versiegelt, wann d'Quantitéit u Waasserdamp an der Loft am Inkubator iwwer seng maximal Kapazitéit bei der aktueller Temperatur klëmmt, och wann d'Temperatur onverännert bleift, gëtt Kondensatioun generéiert.
Dofir huet en CO2-Inkubator mat enger gudder Temperaturkontroll natierlech en hemmenden Effekt op d'Generatioun vu Kondensat, awer wann déi relativ Fiichtegkeet 95% iwwerschreit oder souguer d'Sättigung erreecht, klëmmt d'Méiglechkeet vu Kondensatioun däitlech,dofir, wann mir Zellen kultivéieren, solle mir nieft der Auswiel vun engem gudde CO2-Inkubator probéieren, de Risiko vun der Kondensatioun ze vermeiden, déi duerch d'Verfollegung vun héijer Fiichtegkeet entsteet.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 23. Juli 2024