一、核心除氧方法
- 真空置换法
- 原理：通过抽真空将箱内空气（含约21%氧气）排出，再充入高纯度氮气（N₂）或混合气体（如N₂+CO₂+H₂），重复2-3次以降低氧气浓度。
- 操作：
- 关闭箱门，启动真空泵抽真空至-0.08MPa以下。
- 关闭真空泵，充入氮气至常压，重复此过程2-3次。
- 最终充入混合气体（如85% N₂ + 10% CO₂ + 5% H₂）至工作气压。
- 催化除氧法
- 原理：利用钯催化剂（Pd）在高温（通常300-400℃）下催化氢气（H₂）与氧气（O₂）反应生成水（H₂O），从而去除残留氧气。
- 反应式：2H₂ + O₂ → 2H₂O（催化剂：Pd）
- 操作：
- 在混合气体中加入少量氢气（通常5%以下）。
- 气体通过加热的催化剂床层，氧气被消耗。
- 生成的水蒸气通过冷凝或干燥装置去除。
- 化学除氧剂
- 原理：使用强还原性化学物质（如焦亚硫酸钠、连二亚硫酸钠）与氧气反应，生成无害产物（如硫酸盐）。
- 应用：
- 在培养箱内放置除氧剂包，或通过气体循环系统使其与空气接触。
- 需定期更换除氧剂以维持效果。
二、辅助除氧措施
- 气体循环系统
- 通过内置风扇或泵使气体循环，确保除氧剂或催化剂与氧气充分接触，提高除氧效率。
- 氧气传感器监测
- 实时监测箱内氧气浓度，当浓度升至阈值（如0.5%）时触发报警或自动启动除氧程序。
- 密封性维护
- 定期检查箱门密封条、手套接口等部位，防止外界空气渗入。
三、操作流程示例
- 预处理：清洁箱内，放置除氧剂或连接催化剂装置。
- 抽真空与充气：重复2-3次真空置换，最后充入混合气体。
- 催化除氧：启动催化剂加热系统，通入含氢混合气体。
- 验证：通过氧气传感器确认浓度≤0.5%，方可放入样品。
四、注意事项
- 安全风险：氢气易燃易爆，需严格控制浓度（通常≤5%），并配备防爆装置。
- 气体纯度：氮气、氢气等需达到99.99%以上纯度，避免杂质干扰。
- 温度控制：催化剂需在高温下工作，需确保设备耐温性能。
- 定期维护：更换除氧剂、清洁催化剂床层，避免效率下降。
五、替代方案（无催化条件）
若无法使用氢气催化，可采用以下方法：
- 多次真空置换：增加抽真空-充气次数至5次以上。
- 使用高浓度CO₂：CO₂可抑制部分好氧菌，但需配合其他除氧方法。
- 厌氧袋/罐：小型实验可用商业厌氧袋，通过化学除氧包快速降氧。
通过上述方法组合，厌氧培养箱可实现氧气浓度≤0.1%，满足严格厌氧菌（如梭菌、甲烷菌）的培养需求。
