Unha incubadora de CO2 produce condensación, é a humidade relativa demasiado alta?
Cando empregamos unha incubadora de CO2 para cultivar células, debido á diferenza na cantidade de líquido engadido e ao ciclo de cultivo, temos diferentes requisitos para a humidade relativa na incubadora.
Para experimentos que empregan placas de cultivo celular de 96 pozos cun ciclo de cultivo longo, debido á pequena cantidade de líquido engadido a un só pozo, existe o risco de que a solución de cultivo se seque se se evapora durante un longo período de tempo a 37 ℃.
Unha humidade relativa máis alta na incubadora, por exemplo, para alcanzar máis do 90%, pode reducir eficazmente a evaporación do líquido; porén, xurdiu un novo problema: moitos experimentadores de cultivos celulares descubriron que a incubadora é fácil de producir condensado en condicións de alta humidade; se a produción de condensado non se controla, acumularase cada vez máis, o que supón un certo risco de infección bacteriana no cultivo celular.
Entón, a xeración de condensación na incubadora débese a que a humidade relativa é demasiado alta?
En primeiro lugar, debemos comprender o concepto de humidade relativa,humidade relativa (humidade relativa, RH)é o contido real de vapor de auga no aire e a porcentaxe de contido de vapor de auga na saturación á mesma temperatura. Exprésase na fórmula:
.png)
A porcentaxe de humidade relativa representa a relación entre o contido de vapor de auga no aire e o contido máximo posible.
Especificamente:
* 0% HR:Non hai vapor de auga no aire.
* 100 % HR:O aire está saturado de vapor de auga e non pode conter máis vapor de auga, polo que se produce condensación.
* 50% HR:Indica que a cantidade actual de vapor de auga no aire é a metade da cantidade de vapor de auga saturado a esa temperatura. Se a temperatura é de 37 °C, a presión de vapor de auga saturado é duns 6,27 kPa. Polo tanto, a presión de vapor de auga a unha humidade relativa do 50 % é duns 3,135 kPa.
Presión de vapor de auga saturadaé a presión xerada polo vapor en fase gasosa cando a auga líquida e o seu vapor están en equilibrio dinámico a unha determinada temperatura.
Especificamente, cando o vapor de auga e a auga líquida coexisten nun sistema pechado (por exemplo, unha incubadora de CO2 Radobio ben pechada), as moléculas de auga continuarán a cambiar do estado líquido ao estado gasoso (evaporación) co tempo, mentres que tamén as moléculas de auga gasosa continuarán a cambiar ao estado líquido (condensación).
Nun certo punto, as taxas de evaporación e condensación son iguais, e a presión de vapor nese punto é a presión de vapor de auga saturada. Caracterízase por
1. equilibrio dinámico:Cando a auga e o vapor de auga coexisten nun sistema pechado, a evaporación e a condensación alcanzan o equilibrio, a presión do vapor de auga no sistema xa non cambia, neste momento a presión é a presión de vapor de auga saturada.
2. dependencia da temperatura:A presión do vapor de auga saturado varía coa temperatura. Cando a temperatura aumenta, a enerxía cinética das moléculas de auga aumenta, máis moléculas de auga poden escapar á fase gasosa, polo que a presión do vapor de auga saturado aumenta. Pola contra, cando a temperatura diminúe, a presión do vapor de auga saturado diminúe.
3. Características:A presión da auga saturada é un parámetro característico puramente material, non depende da cantidade de líquido, senón só da temperatura.
Unha fórmula común empregada para calcular a presión de vapor de auga saturada é a ecuación de Antoine:
Para a auga, a constante de Antoine ten diferentes valores para diferentes rangos de temperatura. Un conxunto común de constantes son:
* A=8,07131
* B=1730,63
* C=233,426
Este conxunto de constantes aplícase ao rango de temperatura de 1 °C a 100 °C.
Podemos usar estas constantes para calcular que a presión da auga saturada a 37 °C é de 6,27 kPa.
Entón, canta auga hai no aire a 37 graos Celsius (°C) nun estado de presión de vapor de auga saturada?
Para calcular o contido en masa de vapor de auga saturado (humidade absoluta), podemos usar a fórmula da ecuación de Clausius-Clapeyron:
Presión de vapor de auga saturada: a 37 °C, a presión de vapor de auga saturada é de 6,27 kPa.
Convertendo a temperatura a Kelvin: T=37+273,15=310,15 K
Substitución na fórmula:
.png)
O resultado obtido polo cálculo é duns 44,6 g/m³.
A 37 °C, o contido de vapor de auga (humidade absoluta) na saturación é duns 44,6 g/m³. Isto significa que cada metro cúbico de aire pode conter 44,6 gramos de vapor de auga.
Unha incubadora de CO2 de 180 litros só conterá uns 8 gramos de vapor de auga.Cando a bandexa de humidificación, así como os recipientes de cultivo, están cheos de líquidos, a humidade relativa pode alcanzar facilmente valores altos, mesmo próximos aos valores de humidade de saturación.
Cando a humidade relativa chega ao 100 %,O vapor de auga comeza a condensarse. Neste punto, a cantidade de vapor de auga no aire alcanza o valor máximo que pode manter á temperatura actual, é dicir, a saturación. Aumentos adicionais no vapor de auga ou diminucións na temperatura fan que o vapor de auga se condense en auga líquida.
Tamén pode producirse condensación cando a humidade relativa supera o 95 %,pero isto depende doutros factores como a temperatura, a cantidade de vapor de auga no aire e a temperatura da superficie. Estes factores influentes son os seguintes:
1. Diminución da temperatura:Cando a cantidade de vapor de auga no aire está preto da saturación, calquera pequena diminución da temperatura ou aumento da cantidade de vapor de auga pode provocar condensación. Por exemplo, as flutuacións de temperatura na incubadora poden levar á xeración de condensado, polo que unha temperatura máis estable na incubadora terá un efecto inhibitorio sobre a xeración de condensado.
2. temperatura da superficie local por debaixo da temperatura do punto de orballo:Se a temperatura da superficie local é inferior á temperatura do punto de orballo, o vapor de auga condensarase en pingas de auga nestas superficies, polo que a uniformidade da temperatura da incubadora terá un mellor rendemento na inhibición da condensación.
3. Aumento do vapor de auga:Por exemplo, unha bandexa de humidificación e recipientes de cultivo cunha gran cantidade de líquido e a incubadora está mellor selada; cando a cantidade de vapor de auga no aire dentro da incubadora aumenta máis alá da súa capacidade máxima á temperatura actual, mesmo se a temperatura permanece sen cambios, xerarase condensación.
Polo tanto, unha incubadora de CO2 cun bo control da temperatura obviamente ten un efecto inhibidor na xeración de condensado, pero cando a humidade relativa supera o 95 % ou mesmo alcanza a saturación, a posibilidade de condensación aumentará significativamente.Polo tanto, cando cultivamos células, ademais de escoller unha boa incubadora de CO2, debemos tentar evitar o risco de condensación provocado pola busca dunha humidade elevada.
Data de publicación: 23 de xullo de 2024