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第 41 卷 第 1 期 2024 年 2 月 张佳仁 恒温振荡培养箱校准方法的研究 147 恒温振荡培养箱校准方法的研究 张佳仁（上海市质量监督检验技术研究院，上海 201114）摘 要 研究建立了恒温振荡培养箱的校准方法。通过对生产厂家和用户的调研，参考相关的国家标准、行业标准和校准规范，提出一种采用多通道温度计、转速表和位移传感器作为校准装置，校准恒温振荡培养箱的温度偏差、温度波动度、温度均匀度、振荡频率误差和振荡幅度误差的方法。选择代表性的恒温振荡培养箱，依据该校准方法对计量特性进行实验验证，验证结果符合指标要求。该方法促进了恒温振荡培养箱量值溯源的标准化和规范化，推动其校准规范的制定。关键词 恒温振荡培养箱；溯源；校准；验证 中图分类号 TB942 文献标识码 A 文章编号 XXX Calibration Method of Constant Temperature Shaking Incubator Zhang Jiaren(Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research,ShangHai,201114，China)Abstract The calibration method of constant temperature shaking incubator was established.Based on the investigation of manufacturers and users,referring to the relevant national standards,industry standards and calibration specifications,the temperature deviation,temperature fluctuation,temperature uniformity,shaking frequency error and shaking amplitude error were selected as the main measurement characteristics index,and the specific calibration method was determined.Representative incubators were selected,and the measurement characteristics of the incubator were verified by experiments according to the calibration method.The verification results meet the requirements of the measurement characteristics.This method promotes the standardization and normalization of the measurement source of the incubator,and promotes the formulation of its calibration specification.Key words constant temperature shaking incubator；traceability;calibration;validation 振荡培养法是指将微生物或动植物的细胞接种于液体培养基中，并放置在振荡器上不停地摇动而进行的培养，是微生物生理、生化、发酵和其他生命科学研究领域中常用的培养方式1-3。相比于常规静态对照培养法，振荡培养法能够极大地缩短培养时间，这主要是因为振荡能够保持培养基的流动状态，提供更加有利于微生物生长和繁殖的微环境。缩短培养时间对于临床一线和微生物实验室的及时诊断和治疗都具有十分重要的现实意义4。近几年，各种半自动或全自动培养系统的原理均是采用恒温振荡培养箱。恒温振荡培养箱通常由箱体、培养腔、振荡装置、温度和振荡控制显示系统组成，以空气为导热介质、具有温度控制功能并以回旋式或往复式振荡，能够精准稳定地提供适宜的环境温度、液体振荡条件等。计量具有准确性、一致性、溯源性和法制性的特点，是保证不同终端实验室设备的检测结果具有可比性的重要途径5。对于微生物检测领域相关设备校准 收稿日期：2023-04-18 作者简介：张佳仁（1986-）,男,汉，硕士，工程师,研究方向：计量方法 Modern Scientific Instruments Vol.41 No.1 Feb.2024 148 和计量学溯源，CNAS-CL01-A001：2022检测和校准实验室能力认可准则在微生物检测领域的应用说明明确指出：“对结果有重要影响的设备的关键量或值，如培养箱温度及其均匀性和稳定性等指标要求，应纳入设备的校准方案”6。研究表明，恒温振荡培养箱的温度与振荡均会影响细胞的生长繁殖7-10，因此加强恒温振荡培养箱的质量控制具有非常重要的意义和价值。目前国内已有 JB/T 12922-2016恒温培养振荡器11、GB/T32710.13-2016环境试验仪器及设备安全规范第 13 部分12，但没有形成恒温振荡培养箱校准规范。本文结合多年恒温振荡培养箱校准经验，根据恒温振荡培养箱性能参数的不同采用对应标准器与计量方法，建立了恒温振荡培养箱的校准方法，促进恒温振荡培养箱量值溯源的规范化和标准化。1 校准设备与方法 1.1 校准用计量标准设备 （1）多通道温度计。测量范围：（080）；MPE：0.3。（2）转速表。测量范围：500r/min；MPE：0.4%。（3）位移传感器。测量范围：（2050）mm；MPE：0.4mm。1.2 校准方法 1.2.1 温度 多通道温度计放置在设备内三个不同的矩形层面上，每层布置 5 个测量点，分别位于四个边角和一个中心点。上下两层及边角布点位置与设备内壁的距离为各边长的 1/10，中间层为上下两层的中间。将恒温振荡培养箱的温度设定为用户常用温度，待仪器温度稳定后，开始记录各测量点温度数据，记录时间间隔为 2 分钟，持续 30 分钟，以各测量点的 16 组数据计算温度偏差、均匀性、波定性。（1）温度偏差 温度上偏差和下偏差的计算公式为：smax-TTT上 （1）smin-TTT 下 （2）式中：T上表示温度上偏差，；T下表示温度下偏差，；Tmax表示各测量点规定时间内测量的最高温度，；Tmin表示各测量点规定时间内测量的最低温度，；Ts表示恒温振荡培养箱设定温度，。（2）温度均匀度 稳定状态下，各测量点在 30 分钟内（记录间隔2 分钟）每次测量中最高值与最低值之差的平均值，按式（3）计算。nTTTniiiu1minmax)(（3）式中：Tu表示温度均匀度，；Timax表示各测量点在第 i 次测得的最高温度，；Timin表示各测量点在第 i 次测得的最低温度，；n 表示测量次数。（3）温度波动度 稳定状态下，各测量点在 30 分钟内（记录间隔2 分钟）每次测量中最高值与最低值之差的一半，冠以“”号，取其中变化量的最大值，按式（4）计算。)2-max(jminjmaxfTTT （4）式中：Tf表示温度波动度，；Tjmax表示测量点 j 在 n 次测量中的最高温度，；Tjmin表示测量点j 在 n 次测量中的最低温度，。1.2.2 振荡频率误差 以激光转速表作为标准器，将反光片粘贴在转动面的反向容易照射的位置，用支架固定转速表并将激光镜头水平对准反光片。将恒温振荡培养箱的振荡频率设定为用户常用振荡频率，在空载下启动设备的振荡功能，待设备稳定后，每隔 1 分钟读取转速表的示值，共 3 次，取 3 次读数的平均值作为测量结果,并按式（5）计算振荡频率的偏差。第 41 卷 第 1 期 2024 年 2 月 张佳仁 恒温振荡培养箱校准方法的研究 149 f=f0-fs （5）式中：f 表示振荡频率误差，次/分钟；f0表示振荡频率的设定值，次/分钟；fs表示振荡频率实测值，次/分钟。1.2.3 振荡幅度误差 以便携式激光测距仪作为标准器，将其固定于托盘上，调节测距仪的水平度与垂直度，使激光面垂直对准于培养箱侧壁。调节振荡频率至最慢，在空载下启动设备的振荡功能，待托盘旋转稳定，记录测距仪行程中最大值与最小值，取极差的 1/2 值作为单次振荡幅度值，以此进行 3 个循环的测量，取 3 次极差的平均值作为测量结果。按公式（6）计算振荡幅度：nDDDDniiif2)(1minmax0 （6）式中：Df表示振荡幅度误差，mm；D0表示振荡幅度的设定值，mm；Dimax表示在第 i 次振荡行程测量中测得的最大值，mm；Dimin表示在第 i 次振荡行程测量中测得的最小值，mm。1.3 统计学处理 根据 JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示提供的方法，对温度、振荡频率和振荡幅度测量结果进行不确定度评定13，不确定度来源主要包括测量重复性、分辨力和标准设备。测量结果根据计量特性表进行判断，恒温振荡培养箱的主要计量特性指标如表 1 所示。表 1 恒温振荡培养箱的主要计量特性指标 校准项目 校准范围 技术要求 温度偏差（560）1.0 温度波动度（560）0.5 温度均匀度（560）1.0 振荡频率误差（30300）r/min MPE：5 r/min 振荡幅度误差（2050）mm 2 mm 2 结果 在两台不同厂家，型号分别为 WS-300 和 Herocell Mini 恒温振荡培养箱上对校准方法进行验证实验，同时对测量结果进行不确定度评定，结果如表 2 所示。通过表 2 可知，根据 JJF 1094-2016测量仪器特性评定的要求14，WS-300 和 Herocell Mini的温度偏差、温度波动度、温度均匀度和振荡幅度的测量不确定度均满足 U1/3MPEV（其中 U 为测量不确定度，MPEV 为最大允许误差的绝对值），可忽略测量不确定度的影响，验证结果符合制定的计量特性指标要求；振荡幅度误差最大值的绝对值满足(MPEV-U)，验证结果符合制定的计量特性指标要求。表 2 WS-300 和 Herocell Mini 恒温振荡培养箱实验结果 技术参数 WS-300 Herocell Mini 不确定度 37温度上偏差 0.3 0.6 0.2 37温度下偏差-0.2 0.1 0.2 37温度波动度 0.1 0.1 0.1 37温度均匀度 0.4 0.3 0.1 振荡频率误差 0 次/min 0 次/min 2 次/min 振荡幅度误差 0.0mm 0.1mm 0.1mm 3 讨论 研究以日常校准工作中常见的两个型号为代表示例，在一定程度上能够表明国内恒温振荡培养箱整体的在用情况。通过对生产厂家和用户的调研，同时参考 JJF 1101-2019环境试验设备温度、湿度参数校准规范、GB/T32710.13-2016环境试验仪器及设备安全规范第 13 部分和 JB/T 12922-2016恒温培养振荡器11-12,15，选择了温度偏差、温度波动度、温度均匀度、振荡频率误差、振荡幅度误差等指标作为恒温振荡培养箱的计量特性指标，建立了相应的校准方法。本文建立的恒温振荡培养箱校准方法，通过实验验证其温度偏差、温度波动度、温度均匀度、振荡频率误差和振荡幅度误差均符合预设的技术指标要求。（下转第 211 页）第 41 卷 第 1 期 2024 年 2 月 钱雪 等 智谋干预与 dTMS 对卒中伴抑郁患者康复结局的影响 211谋干预其对抑郁情绪改善并不立竿见影，但随着治疗时间的延长可逐渐提高患者应对困难的能力，进而长期有效抵抗抑郁情绪。二者联合治疗在起效时间与效果维持方面相互补充，从而达到更佳的康复结局。综上所述，智谋干预与 dTMS 治疗均能有效改善脑卒中患者的抑郁症状，并能促进功能康复，二者联合治疗可获得更好的治疗效果，更有益于患者康复结局。需要指出的是该研究也存在不足，首先这是一项单中心的随机对照实验，其次重度抑郁患者未纳入到本次研究中，此外远期随访还在观察中。后续研究将重点关注智谋干预联合 dTMS 治疗脑卒中伴抑郁患者的远期影响。参考文献 1 曹凌云,张萍淑,元小冬等.卒中后抑郁认知损害和睡眠障碍认知损害脑网络及 ERP 研究进展（综述）J.中国健康心理学杂志,2023,31(10):1479-1484.2 牟君,杨文松,谢鹏.从“卒中后抑郁”到“卒中伴抑郁”谈卒中防控的新思路J.中华内科杂志,2021,60(8):691-695.3 祝永俊,刘登堂.深部经颅磁刺激在精神疾病中的研究进展J.神经疾病与精神卫生,2020,20(5):360-364.4 孟英涛,吕仕杰,王格等.智谋在癌症患者失志综合征和社会支持中的中介效应J.中华肿瘤防治杂志,2023,30(22):1381-1386.5 孟英涛,吕仕杰,王格等.智谋在癌症患者失志综合征和社会支持中的中介效应J.中华肿瘤防治杂志,2023,30(22):1381-1386.6 王向群,丁荣晶,陈冬雪,等.常规体检中纳入心理健康评估项目的专家意见J.中国心理卫生杂志,2023,37(7):570-576.7 庞兰,李佩璠,朱晓岗,等.深部经颅磁刺激联合草酸艾司西酞普兰治疗抑郁症的疗效观察研究J.中国全科医学,2023,26(36):1-7.8 唐中玉,柏婷,韩利,等.基于智谋理论的综合团体式干预对抑郁症患者康复效果的影响J.武汉大学学报(医学版),2023,44(12):1-6.9 白铁娟,王建辉,董建秀,等.智谋训练对PCI术后抑郁患者的影响研究J.中国护理管理,2021,21(12):1805-1809.（上接第 149 页）4 结论 本文以相关国标、行业标准、计量规范等作为参考，确定了恒温振荡培养箱的主要计量特性指标与校准方法，并进行了实验验证，验证结果符合要求，以此为基础推动制定恒温振荡培养箱校准规范，促进了恒温振荡培养箱量值溯源的规范化和标准化。参考文献 1 何静,杨珊珊,黄明月,等.快速震荡法分离培养东方田鼠腹腔巨噬细胞J.中国动物传染病学报,2022,30(4):99-103.2 贾璇,郭萌,冶荣霞,等.米曲霉发酵厨余垃圾制备富酶产物的研究J.环境科学研究,2022,35(3):828-835.3 李志英,符运柳,徐立.铁兰液体振荡培养再生与快速繁殖J.热带作物学报,2019,40(1):92-97.4 陈黔,王玲,魏玲,等.振荡培养法是一种适宜基层医院或基层部队卫生队的细菌快速培养法J.医学信息,2010,23(5):1443-1443.5 周伟燕,刘庆香,刘珍妮,等.计量溯源性和临床检验参考系统J.临床检验杂志,2020,38(10):721-728.6 中国合格评定国家认可委员会.检测和校准实验室能力认可准则在微生物检测领域的应用说明:CNAS-CL01-A001：2022S.北京:中国标准出版社,2022.7 罗顺珍,陈燕曹,旸纪光,等.不同培养温度及孢子稀释液对黑牛肝菌孢子萌发的影响J.中国食用菌,2021,040(005):50-53,57.8 魏焱,吕锦,孔敏,等.振荡频率对变形链球菌生长及黏附的影响J.现代临床医学,2012,38(6):456-458.9 Nur Amalina Samat et al.Effects of temperature,pH,and photoperiod on the performance of a freshwater cladoceran Moina micrura culture enriched with Lysinibacillus fusiformis and Bacillus pocheonensisJ.Latin American Journal of Aquatic Research,2022,50(5):681-691.10 周晓峰,李明,刘剑峰,楼晗芬.一种新型生物人工肝温度控制系统的研制.现代科学仪器,2007(6):38-41.11 JB/T 12922-2016 恒温培养振荡器S.12 GB/T 32710.13-2016 环境试验仪器及设备安全规范第 13部分：振荡器、振荡恒温水槽和振荡恒温培养箱S.13 JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示S.14 JJF1094-2002 测量仪器特性评定S.15 JJF 1101-2019 环境试验设备温度、湿度参数校准规范S.