二氧化碳培养箱是密封的气候控制箱，旨在保持足够的内部湿度，以防止培养物变干。由于二氧化碳培养箱内部具有多种传感器结合微电脑控制系统，可以使培养箱内部处于稳定的恒温恒湿状态，利于细胞的生长。大多数中小型二氧化碳培养箱使用湿度盘通过蒸发产生湿度，从而产生促进培养物生长的高湿度水平。

CO2 培养箱主要用于生命科学实验室，用于培养生物细胞培养物。细胞培养环境的需要满足以下三个基本条件。

7.4 pH 中性

98.6°F (37°C)

> 90% 相对湿度

这3个指标，为生物细胞的生长创造了条件。

为什么培养箱中需要二氧化碳？ 

    人类在 CO2 浓度达到或略高于 400 ppm (0.04%)时较为舒适 ，这就是为什么用于培养组织培养物的 CO2 培养箱需要 5-10% 的 CO2 浓度？ 为了在适宜条件下培养细胞，它们生长的培养基需要保持在中性 pH 值（pH 7 左右）。通过添加额外的 CO2，可以将细胞中的 H2O 转化为碳酸 (H2CO3) 缓冲液。H2O 和 CO2 的结合会产生碳酸氢盐 (HCO3-) 和 H2CO3，从而保持 pH 中性，所以这样的环境对生物细胞生长的影响较小。换句话说，通过添加适当水平的二氧化碳，可以防止细胞内的 pH 值变为碱性或酸性，这两者都会抑制细胞生长。

保持二氧化碳水平

多数二氧化碳培养箱内的 CO2 水平调节使用精确的光学非色散红外 (NDIR) 传感器测量。使用 NDIR CO2 传感器时有两个问题：

1.在高海拔环境中，传感器读数必须根据大气压力的变化进行调整。

2.传感器应防止高湿度。空气中过多的水会导致 CO2 传感器内部结露，从而使传感器无法工作。

保持湿度水平

   虽然通常使用水盘来改善湿度，但它会在门打开和关闭时产生潜在的污染问题和不规则的湿度水平。因此，可以使用雾化器来提高湿度水平以及 %RH 传感器来控制湿度水平。

消毒

 二氧化碳培养箱内的污染风险主要是真菌、病毒和细菌的交叉污染。这可以通过样品之间的灭菌来控制。 

  二氧化碳培养箱的温度设置范围为 4°C 至 50°C，CO2 浓度范围为 0.3 至 19.9%。非腐蚀性不锈钢内部是标准配置，但一些较新的型号具有抗菌铜表面以防止污染。部分新型的CO2培养箱还具备紫外灭菌、自动去污功能。
     CO2 培养箱中的温度通常由通过柜壁循环的水浴控制（水套 CO2 培养箱），或通过发出辐射热的电线圈。甚至还有制冷系统使其保持在较低的温度。通过雾化器系统或储水器将相对湿度保持在 95% 和 98% 之间。另外，用于细胞培养的二氧化碳培养箱还会配置带密码保护的可编程控制、温度警报、CO2 警报和开门警报，以提高用户的便利性和安全性。

使用二氧化碳培养箱进行细胞培养，影响细胞培养环境的重要因素有以下几点：

• 精确的温度控制
• 在碳酸氢盐缓冲培养基中调节 pH 值的 CO2 气氛
• 保持适宜的湿度防止蒸发

然而，当培养箱内的空气流出时，每次打开培养箱内门时，这种体内平衡就会受到干扰。之后，这三个因素都需要恢复到设定的值，这可能需要几分钟。为了抵消开门带来的不可避免的影响，应该注意以下几点：

• l 避免打开任何门超过 30 秒
• l 尽可能缩短开门次数
• l 限制开门的角度
• l 寻找开门后恢复速度快的培养箱
• l 使用分门式培养箱，减少干扰，节省气体消耗
• l 考虑为敏感的长期实验增加一个小型培养箱
• l 考虑制作一张统计表来计算每天的开门次数

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