上个月一个高校实验室的老师来找我，说他买的 CO₂摇床，养的细胞状态一直不对。换了试剂、换了操作人、换了培养瓶，还是不对。细胞长势忽快忽慢，pH 值也不稳定。
我让他把机器后盖打开拍个照片。照片发过来，我一看传感器型号就明白了。他那台机器用的是热导式 CO₂传感器，不是 NDIR 红外传感器。
他跟我说，当初买的时候销售跟他讲 "CO₂精度 ±0.1%"，他觉得够用。我说你这个 ±0.1% 是空载、关门、恒温恒湿条件下测出来的，你实际用的时候要开门取样，里面还有培养皿蒸发的水汽，这个精度不作数。
今天把 CO₂细胞培养摇床的浓度控制这件事讲透。传感器怎么选、气路怎么验、校准怎么做，全是拆机器拆出来的经验。
两种传感器，差别到底在哪
我拆过十几台不同价位的 CO₂摇床，传感器就两类：热导式和 NDIR 红外。
热导式传感器，原理是测气体导热率变化来推算 CO₂浓度。结构简单，成本低，一颗传感器几十块钱。但是有个致命毛病 —— 对温度和湿度特别敏感。你腔体里湿度大一点，温度波动一点，它读数就飘。用个两三年，传感器漂移得能差出 1%。
做微生物摇床无所谓，菌对 CO₂浓度不敏感。做细胞培养，这个精度扛不住。细胞培养要求 CO₂稳定在 5%，偏差超过 0.3%，培养液 pH 值就变，细胞状态就不对。
NDIR 红外传感器，是靠红外光吸收来测 CO₂，不受温湿度影响，稳定，寿命长。但是成本高，一颗进口传感器大几百到上千，国产的也要两三百。便宜的机器为了压价，用热导式给你糊弄上去，你外行根本看不出来。
怎么区分？你问销售一句："传感器是 NDIR 红外的还是热导式的？" 他答不上来，或者跟你讲 "我们传感器精度很高" 这种废话，你就知道他自己都不懂。你再让他把传感器型号写在合同里，他不敢写，那就是热导式。
做个测试，两分钟验出来
我让那个老师做个测试。买一瓶标准 CO₂气体，浓度 5% 的，带证书，大概 300 到 500 块钱。接个流量计，通到腔体里。
他那台通了十分钟，显示屏显示 4.8%，实际通进去的是 5%，差 0.2%。再通一小时，慢慢爬到 5.1%。这就是热导式传感器的漂移 —— 刚开始读数偏低，时间长了慢慢飘上去。
好的 NDIR 机器，通标气进去，两分钟内显示屏稳定在 4.95% 到 5.05% 之间，不再动。这个精度做细胞培养才靠谱。
你买 CO₂摇床的时候，让供应商现场给你做这个测试。带一瓶标气过去，或者让他准备。不敢做的，你心里有数。
气路泄漏，是第二个大坑
CO₂进气阀，好机器用的是高精度电磁阀，响应快，开关次数几十万次不泄漏。便宜机器用普通阀，用久了密封不严，CO₂一直往腔体里漏。你设定 5%，实际跑到 6%，细胞在里面被高浓度 CO₂泡着。
怎么验？很简单。设定 5%，机器稳定后，把 CO₂气瓶关了，看显示屏数值变化速度。
如果关瓶后数值十分钟内开始往下掉，说明气路有泄漏，阀的密封不行。泄漏的机器，你 CO₂气体用得特别快，一瓶气正常用两三个月，泄漏的机器一个月就用完了。你算算 CO₂气体多少钱一瓶，一年多花多少气钱。
如果半小时还稳稳压在 5%，说明阀是好的。
再教你一招。关瓶之后，用肥皂水喷在气路接头处，看有没有冒泡。冒泡就是漏。这个办法土，但有效。
校准怎么做，周期多长
药厂 QA 一般要求 CO₂摇床每季度校准一次。高校实验室宽松一点，半年一次。
校准用什么气？一定要用有证书的标准气体，浓度选你常用的那个点，一般是 5%。证书上有不确定度，一般在 ±2% 以内。你自己买一瓶，放实验室，每次校准时接上去，跟显示屏对。
偏差超过 0.2%，就要调整。调整要找工程师，别自己拧旋钮，拧乱了更麻烦。
你还要注意一个事：传感器是有寿命的。NDIR 传感器寿命一般 5 到 8 年，热导式的 3 到 5 年。到期了要换，不是校准能解决的。你问供应商换传感器多少钱，好机器换一颗 NDIR 传感器 1000 到 2000，差机器换热导式的几百块，但你两年换一次，加起来也不便宜。
说几个行业里心照不宣的事
第一个，销售跟你说 "我们 CO₂精度 ±0.1%"，你问他这个数据是在什么条件下测的。空载、关门、恒温恒湿，测出来当然好看。你实际用的时候要开门取样，里面还有培养皿蒸发的水汽，他那个数据不作数。他不会告诉你测试条件。正确做法是让他把测试条件写在技术协议里，不写你就当他是吹的。
第二个，校准气体你自己买，别用厂家配的。厂家配的那瓶标气，浓度准不准、过期没过期，你没法查。自己去气体公司买一瓶有证书的，300 到 500 块钱，每次校准都用它。你会发现很多机器拿标气一通，读数根本不对。厂家给你校准的时候，你盯着他测，别让他拿个手机读数糊弄你。
第三个，CO₂摇床这个品类，国产和进口的差距这几年主要就在传感器和阀上。很多客户一开始冲着便宜买了热导式的，细胞养不好，折腾半年，最后还是换了 NDIR 的。算下来，便宜机器省的那两万块钱，不够赔一批细胞的。做细胞的人都知道，一批细胞值多少钱，你自己算。
上海赫田做 CO₂细胞培养摇床，标配 NDIR 红外传感器，气路用对标进口品牌的电磁阀方案。不是为了卖贵，是知道做细胞的客户经不起折腾。这几年做进口平替，不少药厂和科研单位对比完进口品牌和我们的参数，选了国产高标准方案。传感器这一关过不去，别的都白说。
