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賽默飛科學（Thermo Fisher Scientific）371 型二氧化碳培養箱是細胞與組織培養領域中應用廣泛的高端設備，其溫度控制精度通常可達 ±0.1 ℃。
在實驗過程中，溫度的微小偏差都可能對細胞代謝、增殖及分化產生重大影響。長期運行后，由于傳感器漂移、電氣老化或環境溫差變化，系統顯示的溫度可能出現輕微偏離。
為了保證實驗條件的準確性和數據的可重復性，必須定期執行溫度校準（Temperature Calibration）。
溫度校準是對設備顯示溫度與實際溫度的差異進行檢測、調整和修正的過程。它是培養箱維護與質量管理體系的重要組成部分，可確保設備始終處于最佳狀態，避免長期誤差累積導致的系統偏差。
本文將以賽默飛 371 培養箱為例，系統介紹溫度校準的原理、工具準備、操作步驟、誤差分析、數據處理與校準周期管理等內容，幫助實驗室建立科學規范的校準程序。
賽默飛 371 型采用高精度熱敏電阻（NTC）或鉑電阻（Pt100）作為溫度傳感器。傳感器實時檢測腔體內的空氣溫度，并將信號傳送至控制電路板，經過模數轉換后顯示在面板上。控制系統通過 PID 算法調整加熱功率，使箱內溫度維持在設定值。
但由于傳感器存在長期漂移、接觸電阻變化或電路老化，其測量結果可能出現偏差。溫度校準的目的，就是通過比較標準溫度計與系統讀數的差值，計算出校正系數，并在控制系統中輸入該修正值，使顯示溫度重新與實際溫度一致。
校準（Calibration）：通過對比標準設備的讀數，對系統偏差進行調整。
驗證（Validation）：在校準后評估系統性能，確認其是否滿足設定精度標準。
兩者互為補充。校準解決“誤差糾正”問題，驗證確保“精度保持”能力。
溫度誤差可能來自以下因素：
傳感器老化導致靈敏度降低；
電氣線路或接頭接觸不良；
PID 控制參數漂移；
門封不嚴或氣流循環不均；
環境溫度波動；
滅菌、高溫操作造成元件應力變化。
這些因素疊加，使系統顯示溫度與真實腔內溫度之間產生微小偏差，因此需要定期校準以維持設備的高精度狀態。
實驗室溫度應穩定在 20–25 ℃；
避免陽光直射、強氣流或空調出風口；
環境濕度保持在 40–60%；
校準期間不得頻繁開門，以防溫度波動。
確保培養箱處于正常運行狀態，電源與氣源穩定；
檢查門封條完整無泄漏；
底部水盤中加有無菌蒸餾水，以維持正常濕度；
溫度控制參數設定為 37 ℃（或實驗室常用設定點）；
培養箱連續運行至少 12 小時，使溫度達到穩定狀態。
標準溫度計或探頭：建議使用經國家計量認證的鉑電阻溫度計（精度 ±0.05 ℃）；
數據采集系統或記錄儀：用于連續記錄溫度變化；
支架與導線夾具：固定溫度探頭位置；
無塵布與酒精：清潔探頭及腔體表面；
絕緣手套與防護用品：確保操作安全。
通常在腔體中設置 5 個測點：
上層左側；
上層右側；
中心點（主傳感器附近）；
下層左側；
下層右側。
這種布點方式有助于評估溫度均勻性，并對比各區域溫度偏差。
在正式校準前，應讓培養箱維持設定溫度（如 37 ℃）運行至少 2 小時，確保內部空氣、壁體及擱板溫度均衡。
在此期間，避免開門、操作或放置樣品，以免擾動溫度場。
將標準溫度探頭放置在腔體中央位置，距離壁面至少 5 cm；
若同時評估均勻性，可按布點方案在不同位置安裝多個探頭；
探頭應懸空，避免接觸金屬表面，以防熱傳導誤差；
關閉箱門，確保密封良好。
啟動數據采集系統，連續記錄 1–2 小時的溫度變化；
同時記錄培養箱面板顯示溫度；
在穩定階段（波動小于 ±0.1 ℃）選取多個時間點數據進行平均；
計算“顯示溫度 – 標準溫度”的差值。
示例：
顯示溫度 37.0 ℃，標準溫度計測得平均值 36.6 ℃，偏差為 -0.4 ℃。
進入培養箱的“Calibration”或“Adjust”功能菜單；
按操作手冊提示輸入修正值（即偏差值的相反數）；
系統將自動重新計算并儲存新的溫度補償系數；
退出菜單并讓設備重新穩定運行。
例如：若偏差為 -0.4 ℃，應輸入 +0.4 ℃ 的校正量，使顯示溫度上升到真實值。
再次記錄標準溫度與顯示溫度，確認偏差是否減小到 ±0.1 ℃ 以內。若仍超出范圍，應重復校準或檢查傳感器狀態。
當溫度曲線穩定且誤差符合標準后，校準工作即完成。
校準不僅要求中心點溫度準確，還要評估整個腔體的溫度分布和時間穩定性。
在五個布點同時采集溫度數據 1–2 小時，計算最大與最小值差異。
若溫度差 ≤ ±0.3 ℃，則表明均勻性良好。
若超過限值，可檢查以下因素：
擱板阻擋氣流；
門封松動導致冷熱交換；
加熱器輸出不均或風道被遮擋。
保持設定溫度不變，連續記錄 24 小時溫度波動。
波動范圍應在 ±0.1–0.2 ℃ 之間。若波動超標，可能是 PID 參數偏移或外部環境不穩，應進行系統調校。
在實際操作中，溫度校準可能出現以下誤差來源，應加以識別與修正：
| 類型 | 產生原因 | 影響 | 對策 |
|---|---|---|---|
| 探頭位置誤差 | 貼近壁面或擱板 | 偏低或偏高讀數 | 保持探頭懸空 |
| 熱傳導誤差 | 探頭接觸金屬部件 | 溫度過高 | 使用絕緣支架 |
| 傳感器漂移 | 長期高溫運行 | 顯示溫度偏差 | 定期校準、更換傳感器 |
| 環境干擾 | 室溫波動或風流 | 溫度曲線不穩 | 穩定環境條件 |
| PID 參數失調 | 控制算法漂移 | 響應滯后或過沖 | 恢復出廠參數 |
| 滅菌殘余效應 | 滅菌后未完全冷卻 | 顯示值異常 | 待溫度平衡后校準 |
通過逐項排查，可確保校準數據真實可靠。
| 測試時間 | 顯示溫度 (℃) | 標準溫度 (℃) | 差值 (℃) | 修正值輸入 (℃) | 備注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 10:00 | 37.0 | 36.6 | -0.4 | +0.4 | 初測 |
| 11:30 | 37.0 | 36.95 | +0.05 | - | 校準后 |
| 12:30 | 37.0 | 36.98 | +0.02 | - | 穩定 |
| 檢測項目 | 合格判定標準 |
|---|---|
| 平均溫度偏差 | ≤ ±0.2 ℃ |
| 溫度波動（24h） | ≤ ±0.2 ℃ |
| 溫度均勻性 | ≤ ±0.3 ℃ |
| 恢復時間（開門后） | ≤ 15 分鐘 |
滿足上述條件，即可判定溫度校準合格。
完成校準后，應生成正式報告，內容包括：
設備型號與編號；
校準日期、操作人、儀器編號；
校準前后差值及修正值；
驗證結果與合格結論；
校準證書復印件。
報告由實驗室負責人簽字后存檔，作為設備質量追溯依據。
| 使用頻率 | 建議校準周期 |
|---|---|
| 每日連續運行 | 每 6 個月一次 |
| 中度使用（每周 3–5 天） | 每 9–12 個月一次 |
| 長期停機后重新啟用 | 啟用前必須校準 |
| 經高溫滅菌或維修后 | 操作結束后立即校準 |
溫度傳感器屬于長期穩定性有限的元件，建議在連續使用兩年以上后更換新探頭并重新校準。
保持箱門密封完整，防止熱量外泄；
避免放置過多樣品阻擋氣流；
每月檢查溫度曲線波動，發現異常及時處理；
校準后應重新驗證 CO? 控制系統，以防參數聯動偏移。
| 現象 | 原因分析 | 處理方法 |
|---|---|---|
| 校準后仍偏差大 | 傳感器損壞或控制板老化 | 更換傳感器或主控模塊 |
| 溫度顯示跳動 | 接頭松動或信號干擾 | 檢查接線并屏蔽電磁源 |
| PID 控制不穩定 | 算法參數漂移 | 恢復出廠設定或重新整定 |
| 校準值無法保存 | 存儲單元故障 | 重新設置后重啟系統 |
| 多點溫差過大 | 氣流循環不暢 | 調整擱板分布、清理風道 |
所有維護應由具備資質的技術人員執行，避免自行拆解主板或電氣部件。
在 36–38 ℃ 區間內，溫度波動 0.5 ℃ 即可改變細胞增殖速率約 10%。若培養箱未校準，誤差累積會導致實驗結果偏移或重復性下降。
藥物敏感性實驗對環境穩定性要求極高。未校準的溫度系統可能導致不同批次實驗結果差異，從而影響統計分析。
干細胞或胚胎培養需持續數周，若溫度偏高，會加速培養液蒸發；偏低則抑制分化過程。定期校準能確保整個培養周期的可控性與一致性。
完成溫度校準后，建議進行 24 小時驗證測試，以確保控制系統在長期運行中的穩定性。
運行穩定性：持續記錄溫度，分析波動范圍；
恢復性能：開門 1 分鐘后，記錄溫度恢復至設定值所需時間；
超溫保護：設定高于目標值的溫度，驗證系統能否及時報警并停止加熱；
數據一致性：對比連續三天的平均溫度，確保漂移小于 ±0.1 ℃。
驗證結果合格后，設備方可投入正式實驗使用。
操作安全：校準前必須切斷外部氣源，防止誤觸控制鍵。
電氣安全：操作探頭時避免接觸加熱元件與電路。
探頭保護：標準探頭應輕放，避免彎折或擠壓。
防污染：操作時戴無粉手套，防止腔體二次污染。
避免誤輸入：輸入校正值時須確認正負方向，防止偏差擴大。
防止數據丟失：完成校準后保存設置并打印記錄。
為保證實驗室內所有培養箱的一致性，應建立統一的溫度校準管理體系，主要包括以下內容：
年度校準計劃：列出各設備的計劃時間與責任人；
校準標準化文件（SOP）：明確方法、工具和判定標準；
校準結果歸檔：保存電子與紙質報告；
外部比對：定期與第三方計量機構進行交叉驗證；
質量追溯：建立編號體系，實現數據可追溯性。
完善的管理體系可有效減少人為差異，提升整體實驗質量。
賽默飛培養箱 371 的溫度校準是確保實驗精度與可靠性的核心環節。通過科學的校準程序、標準化操作與周期性驗證，可以：
消除長期使用導致的傳感器漂移；
保持控制系統與真實溫度的一致性；
提高細胞培養與藥物實驗的可重復性；
延長設備使用壽命，降低維護風險。
溫度校準不僅是一項技術操作，更是實驗室質量控制的重要體現。
只有嚴格執行校準制度，科學記錄每一次數據，才能確保賽默飛 371 培養箱在未來的科研與生產應用中，持續提供穩定、準確、可追溯的溫度環境，為科學研究奠定可靠基礎。
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