二氧化碳培養(yǎng)箱是密封的氣候控制箱，旨在保持足夠的內(nèi)部濕度，以防止培養(yǎng)物變干。由于二氧化碳培養(yǎng)箱內(nèi)部具有多種傳感器結(jié)合微電腦控制系統(tǒng)，可以使培養(yǎng)箱內(nèi)部處于穩(wěn)定的恒溫恒濕狀態(tài)，利于細胞的生長。大多數(shù)中小型二氧化碳培養(yǎng)箱使用濕度盤通過蒸發(fā)產(chǎn)生濕度，從而產(chǎn)生促進培養(yǎng)物生長的高濕度水平。

CO2 培養(yǎng)箱主要用于生命科學實驗室，用于培養(yǎng)生物細胞培養(yǎng)物。細胞培養(yǎng)環(huán)境的需要滿足以下三個基本條件。

7.4 pH 中性

98.6°F (37°C)

> 90% 相對濕度

這3個指標，為生物細胞的生長創(chuàng)造了條件。

為什么培養(yǎng)箱中需要二氧化碳？ 

    人類在 CO2 濃度達到或略高于 400 ppm (0.04%)時較為舒適 ，這就是為什么用于培養(yǎng)組織培養(yǎng)物的 CO2 培養(yǎng)箱需要 5-10% 的 CO2 濃度？ 為了在適宜條件下培養(yǎng)細胞，它們生長的培養(yǎng)基需要保持在中性 pH 值（pH 7 左右）。通過添加額外的 CO2，可以將細胞中的 H2O 轉(zhuǎn)化為碳酸 (H2CO3) 緩沖液。H2O 和 CO2 的結(jié)合會產(chǎn)生碳酸氫鹽 (HCO3-) 和 H2CO3，從而保持 pH 中性，所以這樣的環(huán)境對生物細胞生長的影響較小。換句話說，通過添加適當水平的二氧化碳，可以防止細胞內(nèi)的 pH 值變?yōu)閴A性或酸性，這兩者都會抑制細胞生長。

保持二氧化碳水平

多數(shù)二氧化碳培養(yǎng)箱內(nèi)的 CO2 水平調(diào)節(jié)使用精確的光學非色散紅外 (NDIR) 傳感器測量。使用 NDIR CO2 傳感器時有兩個問題：

1.在高海拔環(huán)境中，傳感器讀數(shù)必須根據(jù)大氣壓力的變化進行調(diào)整。

2.傳感器應防止高濕度?？諝庵羞^多的水會導致 CO2 傳感器內(nèi)部結(jié)露，從而使傳感器無法工作。

保持濕度水平

   雖然通常使用水盤來改善濕度，但它會在門打開和關(guān)閉時產(chǎn)生潛在的污染問題和不規(guī)則的濕度水平。因此，可以使用霧化器來提高濕度水平以及 %RH 傳感器來控制濕度水平。

消毒

 二氧化碳培養(yǎng)箱內(nèi)的污染風險主要是真菌、病毒和細菌的交叉污染。這可以通過樣品之間的滅菌來控制。 

  二氧化碳培養(yǎng)箱的溫度設置范圍為 4°C 至 50°C，CO2 濃度范圍為 0.3 至 19.9%。非腐蝕性不銹鋼內(nèi)部是標準配置，但一些較新的型號具有抗菌銅表面以防止污染。部分新型的CO2培養(yǎng)箱還具備紫外滅菌、自動去污功能。
     CO2 培養(yǎng)箱中的溫度通常由通過柜壁循環(huán)的水浴控制（水套 CO2 培養(yǎng)箱），或通過發(fā)出輻射熱的電線圈。甚至還有制冷系統(tǒng)使其保持在較低的溫度。通過霧化器系統(tǒng)或儲水器將相對濕度保持在 95% 和 98% 之間。另外，用于細胞培養(yǎng)的二氧化碳培養(yǎng)箱還會配置帶密碼保護的可編程控制、溫度警報、CO2 警報和開門警報，以提高用戶的便利性和安全性。

使用二氧化碳培養(yǎng)箱進行細胞培養(yǎng)，影響細胞培養(yǎng)環(huán)境的重要因素有以下幾點：

• 精確的溫度控制
• 在碳酸氫鹽緩沖培養(yǎng)基中調(diào)節(jié) pH 值的 CO2 氣氛
• 保持適宜的濕度防止蒸發(fā)

然而，當培養(yǎng)箱內(nèi)的空氣流出時，每次打開培養(yǎng)箱內(nèi)門時，這種體內(nèi)平衡就會受到干擾。之后，這三個因素都需要恢復到設定的值，這可能需要幾分鐘。為了抵消開門帶來的不可避免的影響，應該注意以下幾點：

• l 避免打開任何門超過 30 秒
• l 盡可能縮短開門次數(shù)
• l 限制開門的角度
• l 尋找開門后恢復速度快的培養(yǎng)箱
• l 使用分門式培養(yǎng)箱，減少干擾，節(jié)省氣體消耗
• l 考慮為敏感的長期實驗增加一個小型培養(yǎng)箱
• l 考慮制作一張統(tǒng)計表來計算每天的開門次數(shù)

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