一般細胞培養液的pH在7.0-7.4之間。由于碳酸鹽pH緩沖系統是一種生理pH緩沖系統（它是人體血液中最重要的pH緩沖系統），所以大多數培養液用它來保持穩定的pH。用粉末配制培養液時，常常需要加入一定量的碳酸氫鈉。對大多數以碳酸鹽作為pH緩沖系統的培養液而言，以為了維持穩定的pH，培養箱中的二氧化碳需要維持在2-10%之間，以保持培養液中溶解的二氧化碳的濃度。同時細胞培養的器皿需要一定程度的透氣，以便于氣體的交換。

是不是采用其他pH緩沖系統就不需要二氧化碳培養箱了呢？人們發現由于空氣中的二氧化碳濃度很低，如果細胞不在二氧化碳培養箱中培養，培養液中的HCO3-會被耗盡，這樣會影響細胞的正常生長。所以大部分動物細胞的培養，還是需要二氧化碳培養箱。

在過去的數十年間，細胞生物學、分子生物學、藥理學等的研究領域都有了驚人的長足進步，同時，這些領域中的技術應用也不得不跟上“腳步"。雖然典型的生命科學實驗室設備有了很大的改變，但二氧化碳培養箱依然是實驗室中的主要組成部分，其使用的最終目的都是維持和促使細胞和組織更好地生長。然而，隨著技術的進步，其功能和運作都變得越來越精確、可靠和方便。如今，二氧化碳培養箱已成為實驗室最普遍使用的常規儀器之一，已廣泛應用于醫學、免疫學、遺傳學、微生物、農業科學、藥物學的研究和生產。

CO2培養箱是通過對周圍環境條件的控制制造出一個能使細胞/組織更好地生長的環境，條件控制的結果就會形成一個穩定的條件：如恒定的酸堿度（pH值：7.2-7.4）、穩定的溫度（37°C）、較高的相對濕度（95％）、穩定的CO2水平（5％），這就是為什么上述領域的研究員如此熱衷于使用方便穩定可靠的二氧化碳培養箱。

此外，由于增加了二氧化碳濃度控制，并且使用微控制器對培養箱溫度進行精確控制，使生物細胞，組織等的培養成功率、效率都得到改善。總之，二氧化碳培養箱是普通電熱恒溫培養箱不可替代的新型培養箱。

使用者對二氧化碳培養箱的選購最關心的當然就是其可靠性、污染物的控制和使用方便。CO2培養箱主要控制模擬活體內環境相關的3個基本變量：穩定的CO2水平、溫度、相對濕度。要有穩定的培養環境，就要考慮這三方面的影響因素，選購時，就應該對這些“重中之重"有一定的了解才能選到適合自己的儀器。但是，其它的一些方面的“小"因素也不能忽略，因為這些都會影響儀器的使用價值和壽命。選購時，就應該從各方面的因素加以考慮。

溫度控制：

保持培養箱內恒定的溫度是維持細胞健康生長的重要因素。當選購二氧化碳培養箱時，有兩種類型的加熱結構可供選擇：氣套式加熱和水套式加熱。雖然這兩種加熱系統都是精確和可靠的，但是它們都有著各自的優點和缺點。水套式培養箱是通過一個獨立的熱水間隔間包圍內部的箱體來維持溫度恒定的。熱水通過自然對流在箱體內循環流動，熱量通過輻射傳遞到箱體內部從而保持了溫度的恒定。獨特的水套式設計有其優點：水是一種很好的絕熱物質，當遇到斷電的時候，水套式系統就能更可靠地長久保持培養箱內的溫度準確性和穩定性（維持溫度恒定的時間是氣套式系統的4-5倍）。如果您的實驗環境不太穩定（如有用電限制，或者經常停電）并需要保持長時間穩定的培養條件，此時，水套式設計的二氧化碳培養箱就是您最好的選擇。而氣套式加熱系統是通過箱體內的加熱器直接對箱內氣體進行加熱的。氣套式設計在箱門頻繁開關引起的溫度經常性改變的情況下能夠迅速恢復箱體內的溫度穩定。因此，氣套式與水套式相比，具有加熱快，溫度的恢復比水套式培養箱迅速的特點，特別有利于短期培養以及需要箱門頻繁開關的培養。此外，對于使用者來說氣套式設計比水套式更簡單化（水套式需要對水箱進行加水、清空和清洗，并要經常監控水箱運作的情況）。在購買氣套式培養箱時，要注意的是：為了不影響培養，培養箱還應該有一個風扇以保證箱內空氣的流通和循環，此裝置還有助于箱內溫度、CO2和相對濕度的迅速恢復。

此外，有些類型的二氧化碳培養箱還具備外門及輔助加熱系統，這個系統能加熱內門，提供給細胞良好的濕度環境，保證細胞滲透壓維持平衡，且可有效防止形成冷凝水以保持培養箱內的濕度和溫度。如果您的培養環境需要精確的控制，那么這個輔助系統則是必不可少的。

CO2控制：

CO2 濃度探測可通過兩種控制系統——紅外傳感器（IR）或熱傳導傳感器（TC）進行測量。當二氧化碳培養箱的門被打開時，CO2從箱體內漏出，此時傳感器就會探測到CO2濃度的降低，并做出及時的反應，重新注入CO2使其恢復到原先預設的水平。熱傳導傳感器（TC）監控CO2濃度的工作原理是通過測量兩個電熱調節器（一個調節器暴露于箱體環境內，另一個則是封閉的）之間的電阻變化來實現的。箱內CO2濃度的變化會改變兩個電熱調節器間的電阻，從而促使傳感器產生反應以達到調節CO2水平的作用。TC控制系統的一個缺點就是箱內溫度和相對濕度的改變會影響傳感器的精確度。當箱門被頻繁打開時，不僅CO2濃度，溫度和相對濕度也會發生很大的波動，因而影響了TC傳感器的精度。當需要精確的培養條件和頻繁開啟培養箱門時，此控制系統就顯得不太適用了。紅外傳感器（IR）作為另一個可選擇的控制系統比TC系統具備更精確的CO2控制能力，它是通過一個光學傳感器來檢測CO2水平的。IR系統包括一個紅外發射器和一個傳感器，當箱體內的CO2吸收了發射器發射的部分紅外線之后，傳感器就可以檢測出紅外線的減少量，而被吸收紅外線的量正好對應于箱體內CO2的水平，從而可以得出箱體內CO2的濃度。因為IR系統不會因溫度和相對濕度的改變而受到影響，所以它比TC系統更精確，特別適用于需要頻繁開啟培養箱門的細胞培養。然而，此系統比TC系統更貴，這時就要結合經費預算進行考慮了。

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