이산화탄소 배양기에서 TC 센서와 IR 센서의 차이점은 무엇인가요?
세포 배양 시 적절한 성장을 위해서는 온도, 습도, 이산화탄소(CO2) 농도를 조절해야 합니다. CO2 농도는 배양액의 pH를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. CO2가 너무 많으면 배양액이 지나치게 산성이 되고, 부족하면 알칼리성이 됩니다.
당신의CO2 배양기매질 내 이산화탄소 농도는 챔버 내 이산화탄소 공급량에 의해 조절됩니다. 여기서 중요한 점은 시스템이 얼마나 많은 이산화탄소를 추가해야 하는지 어떻게 "알아내는"가 하는 것입니다. 바로 이 부분에서 이산화탄소 센서 기술이 중요한 역할을 합니다.
크게 두 가지 유형이 있으며, 각각 장단점이 있습니다.
* 열전도율은 열저항기를 사용하여 가스 성분을 감지합니다. 비용이 저렴한 방식이지만 신뢰성은 떨어집니다.
* 적외선 CO2 센서는 적외선을 이용하여 챔버 내 CO2 양을 감지합니다. 이 유형의 센서는 가격이 더 비싸지만 정확도가 더 높습니다.
이 글에서는 이 두 가지 유형의 센서를 더 자세히 설명하고 각각의 실제적인 의미에 대해 논의하겠습니다.
열전도도 CO2 센서
열전도도 측정은 대기를 통한 전기 저항을 측정하는 방식으로 작동합니다. 센서는 일반적으로 두 개의 셀로 구성되는데, 하나는 배양 챔버의 공기로 채워져 있고, 다른 하나는 제어된 온도의 기준 대기가 들어 있는 밀폐된 셀입니다. 각 셀에는 온도, 습도 및 가스 조성에 따라 저항이 변하는 서미스터(열 저항기)가 포함되어 있습니다.
열전도도 센서의 모식도
두 셀의 온도와 습도가 동일할 때, 저항 차이는 가스 조성의 차이를 측정하는 것으로, 이 경우 챔버 내 이산화탄소(CO2) 농도를 반영합니다. 차이가 감지되면 시스템은 챔버에 CO2를 추가하도록 지시받습니다.
열전도율 센서의 모식도.
열전도체는 아래에서 설명할 적외선 센서의 저렴한 대안입니다. 하지만 열전도체에도 단점이 있습니다. 저항 차이는 이산화탄소 농도 외에도 다른 요인의 영향을 받을 수 있으므로 시스템이 제대로 작동하려면 챔버 내부의 온도와 습도를 항상 일정하게 유지해야 합니다.
즉, 문이 열릴 때마다 온도와 습도가 변동하여 정확하지 않은 측정값이 나오게 됩니다. 실제로, 대기가 안정될 때까지는 정확한 측정이 불가능하며, 이는 30분 이상 걸릴 수 있습니다. 열전도체는 배양물의 장기 보관에는 적합할 수 있지만, 문을 자주 여닫아야 하는 상황(하루에 여러 번)에는 적합하지 않습니다.
적외선 CO2 센서
적외선 센서는 완전히 다른 방식으로 챔버 내 가스량을 감지합니다. 이 센서는 이산화탄소가 다른 가스들과 마찬가지로 특정 파장의 빛, 정확히는 4.3μm를 흡수한다는 사실에 기반합니다.
적외선 센서의 모식도
이 센서는 4.3μm 파장의 빛이 통과하는 양을 측정하여 대기 중 이산화탄소의 양을 감지할 수 있습니다. 여기서 가장 큰 차이점은 감지되는 빛의 양이 열 저항을 이용하는 경우처럼 온도나 습도와 같은 다른 요인에 영향을 받지 않는다는 것입니다.
즉, 문을 원하는 만큼 여러 번 열어도 센서가 항상 정확한 측정값을 제공합니다. 결과적으로 챔버 내 이산화탄소 농도가 더욱 일정하게 유지되어 샘플의 안정성이 향상됩니다.
적외선 센서의 가격은 하락했지만, 여전히 열전도 센서보다 비싼 대안입니다. 하지만 열전도 센서 사용으로 인한 생산성 저하 비용을 고려하면 적외선 센서를 선택하는 것이 경제적으로 유리할 수 있습니다.
두 종류의 센서 모두 배양기 내부의 이산화탄소 농도를 감지할 수 있습니다. 두 센서의 주요 차이점은 온도 센서는 여러 요인의 영향을 받을 수 있는 반면, 적외선 센서는 이산화탄소 농도에만 영향을 받는다는 점입니다.
이러한 특징 덕분에 적외선 CO2 센서는 정확도가 높아 대부분의 상황에서 선호됩니다. 다만 가격이 다소 높은 편이지만, 시간이 지남에 따라 점점 저렴해지고 있습니다.
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게시 시간: 2024년 1월 3일