二氧化碳培養(yang) 箱原理是其通過在培養(yang) 箱箱體(ti) 內(nei) 模擬形成一個(ge) 類似細胞/組織在生物體(ti) 內(nei) 的生長環境如恒定的酸堿度（pH值：7.2～7.4）、穩定的溫度（37℃）、較高的相對濕度（95%）、穩定的CO2水平（5%），來對細胞/組織進行體(ti) 外培養(yang) 的一種裝置。二氧化碳培養(yang) 箱廣泛應用於(yu) 醫學、免疫學、遺傳(chuan) 學、微生物、農(nong) 業(ye) 科學、藥物學的研究和生產(chan) ，已經成為(wei) 上述領域實驗室普遍使用的常規儀(yi) 器之一.
一般細胞培養(yang) 液的pH在7.0-7.4之間。由於(yu) 碳酸鹽pH緩衝(chong) 係統是一種生理pH緩衝(chong) 係統（它是人體(ti) 血液中最重要的pH緩衝(chong) 係統），所以大多數培養(yang) 液用它來保持穩定的pH。用粉末配製培養(yang) 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(wei) pH緩衝(chong) 係統的培養(yang) 液而言，以為(wei) 了維持穩定的pH，培養(yang) 箱中的二氧化碳需要維持在2-10%之間，以保持培養(yang) 液中溶解的二氧化碳的濃度。同時細胞培養(yang) 的器皿需要一定程度的透氣，以便於(yu) 氣體(ti) 的交換。
是不是采用其他pH緩衝(chong) 係統就不需要二氧化碳培養(yang) 箱了呢？人們(men) 發現由於(yu) 空氣中的二氧化碳濃度很低，如果細胞不在二氧化碳培養(yang) 箱中培養(yang) ，培養(yang) 液中的HCO3-會(hui) 被耗盡，這樣會(hui) 影響細胞的正常生長。所以大部分動物細胞的培養(yang) ，還是需要二氧化碳培養(yang) 箱。
用戶對二氧化碳培養(yang) 箱都有兩(liang) 條最基本的要求，一是要求二氧化碳培養(yang) 箱能夠對溫度、二氧化碳濃度和濕度提供精確穩定的控製，以便於(yu) 其研究工作的進展；二是要求二氧化碳培養(yang) 箱能夠對培養(yang) 箱內(nei) 的微生物汙染進行有效的防範，並且能夠定期消除汙染，以保護研究成果，防止樣品損失。所以，選購二氧化碳培養(yang) 箱的老師最關(guan) 心的當然就是其高可靠性、對汙染的防範和控製及使用方便。
（一）溫度的控製
1.加熱方式：氣套式加熱和水套式加熱，兩(liang) 種加熱係統都是精確和可靠的，同時它們(men) 都有著各自的優(you) 點和缺點。
水套式加熱是通過一個(ge) 獨立的水套層包圍內(nei) 部的箱體(ti) 來維持溫度恒定的，其優(you) 點：水是一種很好的絕熱物質，當遇到斷電的時候，水套式係統就可以比較長時間的保持培養(yang) 箱內(nei) 的溫度準確性和穩定性（維持溫度恒定的時間是氣套式係統的3～4倍），有利於(yu) 實驗環境不太穩定（如有用電限製，或者經常停電）並需要保持長時間穩定的培養(yang) 條件的用戶選用。
氣套式加熱是通過遍布箱體(ti) 氣套層內(nei) 的加熱器直接對內(nei) 箱體(ti) 進行加熱的，又叫六麵直接加熱。氣套式與(yu) 水套式相比，具有加熱快，溫度的恢複比水套式培養(yang) 箱迅速的特點，特別有利於(yu) 短期培養(yang) 以及需要箱門頻繁開關(guan) 的培養(yang) 。此外，對於(yu) 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，並要經常監控水箱運作的情況）。
2.溫控係統：
保持培養(yang) 箱內(nei) 恒定的溫度是維持細胞健康生長的重要因素，因此精確可靠的溫控係統是培養(yang) 箱*的重要部分。為(wei) 了使培養(yang) 箱更加穩定的工作，我們(men) 推薦用戶選用具備相互獨立三重溫度控製功能的二氧化碳培養(yang) 箱，即箱內(nei) 溫度控製、超溫報警控製和環境溫度監控。
我們(men) 知道培養(yang) 箱的低工作溫度一般是高於(yu) 室溫5℃，如果沒有緩慢加熱模式就非常容易在夏天高溫天氣（如室溫30℃左右時）產(chan) 生箱內(nei) 溫度過高；如果有獨立超溫報警功能能夠快速準確的在培養(yang) 箱內(nei) 溫度高於(yu) 培養(yang) 溫度1℃時，切斷培養(yang) 箱的主加熱係統，同時聲光報警；環境溫度監控可以根據環境溫度的變化自動調節培養(yang) 箱外門輔助加熱係統的功率，達到精確控製箱體(ti) 內(nei) 溫度的目的。
3.溫度均一性：
二氧化碳培養(yang) 箱箱體(ti) 內(nei) 的溫度均一性也是用戶需要考慮的主要因素，一般在箱體(ti) 內(nei) 配備了風扇以及風道的培養(yang) 箱的均一度要好很多，同時此裝置還有助於(yu) 箱內(nei) 溫度、CO2濃度和相對濕度的迅速恢複。
當然，風扇/風道的優(you) 化也是同等重要的，二氧化碳培養(yang) 箱*設計的大直徑風扇和循環風道能夠保證箱體(ti) 內(nei) 溫度和二氧化碳濃度的均一性。大直徑風扇相比其他品牌培養(yang) 箱的風扇，能夠在低轉速（低風速）時產(chan) 生大的空氣循環流量，在達到均一性目的的同時，降低風速、減少箱內(nei) 震動。降低風速、減少震動同時也就大大提高了箱內(nei) 細胞培養(yang) 的成功率。
-（二）二氧化碳濃度控製-
1.兩(liang) 種控製係統：
紅外傳(chuan) 感器（IR）或熱導傳(chuan) 感器（TCD）進行測量。兩(liang) 種傳(chuan) 感器都是準確的，但都各有優(you) 缺點。熱導傳(chuan) 感器監控CO2濃度的工作原理是基於(yu) 對內(nei) 腔空氣熱導率的連續測量，輸入CO2氣體(ti) 的低熱導率會(hui) 使腔內(nei) 空氣的熱導率發生變化，這樣就會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 與(yu) CO2濃度直接成正比的電信號。
紅外傳(chuan) 感器（IR）它是通過一個(ge) 光學傳(chuan) 感器來檢測CO2水平的。IR係統包括一個(ge) 紅外發射器和一個(ge) 傳(chuan) 感器，當箱體(ti) 內(nei) 的CO2吸收了發射器發射的部分紅外線之後，傳(chuan) 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於(yu) 箱體(ti) 內(nei) CO2的水平，從(cong) 而可以得出箱體(ti) 內(nei) CO2的濃度。
由於(yu) IR係統是通過紅外線減少來確定箱內(nei) CO2濃度，而箱體(ti) 內(nei) 顆粒物能夠反射或部分吸收紅外線，使得IR係統對箱體(ti) 內(nei) 顆粒物的多少比較敏感，因此IR傳(chuan) 感器應用在含HEPA高效空氣過濾器的培養(yang) 箱內(nei) 比較合適。
2.CO2測量係統自動校準功能：
無論哪種CO2測量係統在使用一段時間後都會(hui) 產(chan) 生漂移，而產(chan) 生漂移後直接會(hui) 導致箱體(ti) 內(nei) 二氧化碳濃度不能穩定在我們(men) 的設定值，致使培養(yang) 失敗，所以我們(men) 在這裏強烈建議用戶在選購培養(yang) 箱時必須要選擇帶有CO2測量係統自動校準功能的培養(yang) 箱。
3.CO2濃度均一性：此點與(yu) 溫度均一性的要求類似，在此就不做贅述。
-（三）相對濕度-
箱內(nei) 濕度對於(yu) 培養(yang) 工作來說是一項非常重要然而又經常被忽略的因素。維持足夠的濕度水平並且要有足夠快的濕度恢複速度（如在開關(guan) 門後）才能保證不會(hui) 由於(yu) 過度幹燥而導致培養(yang) 失敗。目前大多數的二氧化碳培養(yang) 箱是通過增濕盤的蒸發作用產(chan) 生濕氣的（其產(chan) 生的相對濕度水平可達95%左右，但開門後濕度恢複速度很慢）。
我們(men) 在此建議用戶在選購二氧化碳培養(yang) 箱的時候盡量選擇濕度蒸發麵積大的培養(yang) 箱，因為(wei) 我們(men) 知道濕度蒸發麵積越大，越容易達到最大相對飽和濕度並且開關(guan) 門後的濕度恢複的時間越短。
-（四）防汙染設計和消毒滅菌係統-
汙染是導致細胞培養(yang) 失敗的一個(ge) 主要因素，因而，二氧化碳培養(yang) 箱的製造商們(men) 設計了多種不同的裝置去減少和防止汙染的發生，其主要途徑都是盡量減少微生物可以生長的區域和表麵，並結合自動排除汙染裝置來有效防止汙染的產(chan) 生。
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