1.什么是二氧化碳培養(yǎng)箱

二氧化碳培養(yǎng)箱是通過(guò)在培養(yǎng)箱箱體內(nèi)模擬形成一個(gè)類似細(xì)胞/組織在生物體內(nèi)的生長(zhǎng)環(huán)境，用來(lái)對(duì)細(xì)胞/組織進(jìn)行體外培養(yǎng)的一種裝置。

二氧化碳培養(yǎng)箱比普通的電熱恒溫培養(yǎng)箱多了二氧化碳濃度控制系統(tǒng)，并對(duì)箱內(nèi)環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行了嚴(yán)格控制，如穩(wěn)定的CO₂水平（5％）、穩(wěn)定的溫度（37℃）、較高的相對(duì)濕度（95％），因此使生物細(xì)胞，組織等的培養(yǎng)成功率、效率都得到改善，是普通的電熱恒溫培養(yǎng)箱無(wú)法替代的新型培養(yǎng)箱。

2.為什么要用二氧化碳培養(yǎng)箱

氣體是哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)生存必需條件之一,所需氣體主要有氧氣和二氧化碳。氧氣參與三羧酸循環(huán),產(chǎn)生供給細(xì)胞生長(zhǎng)增殖的能量和合成細(xì)胞生長(zhǎng)所需用的各種成分。開(kāi)放培養(yǎng)時(shí)一般把細(xì)胞置于95%空氣加5%二氧化碳混合氣體環(huán)境中。CO₂既是細(xì)胞代謝產(chǎn)物，也是細(xì)胞所需成分，它主要與維持培養(yǎng)液的pH有直接關(guān)系。動(dòng)物細(xì)胞多數(shù)需要微堿性環(huán)境，pH為7.2~7.4，以不超出6.8~7.6為宜。在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，隨著CO₂釋放量的增多，培養(yǎng)基會(huì)變酸，因此常在培養(yǎng)基中加入NaHCO₃（與CO₂溶于水后所形成的H₂CO₃構(gòu)成一個(gè)緩沖對(duì)）來(lái)調(diào)節(jié)pH。NaHCO₃具有釋放CO₂的傾向，加入CO₂可以抑制這個(gè)反應(yīng)的進(jìn)行。培養(yǎng)箱中CO₂濃度應(yīng)與培養(yǎng)液中NaHCO₃濃度相平衡，如果培養(yǎng)箱中CO₂濃度設(shè)定在5%，培養(yǎng)液中NaHCO₃的加入量應(yīng)為1.97 g/L；如果CO₂濃度維持在10%，則NaHCO₃的加入量應(yīng)為3.95 g/L。

精確控制二氧化碳濃度，這就是二氧化碳培養(yǎng)箱成為細(xì)胞或組織體外培養(yǎng)環(huán)境不二之選的重要原因。

3.如何選擇二氧化碳培養(yǎng)箱

二氧化碳培養(yǎng)箱，需要保證穩(wěn)定的氣體環(huán)境、溫度、濕度、具備良好的防污染措施，以及便捷的控制方式。

細(xì)胞培養(yǎng)其他必須的因素：

1、無(wú)毒和無(wú)菌是體外培養(yǎng)細(xì)胞的首要條件。為保證細(xì)胞能在體外環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖，必須要確保無(wú)菌工作區(qū)域。

2、合適的溫度：一般哺乳類與禽類細(xì)胞在體外培養(yǎng)的適宜溫度是37℃，不適宜的環(huán)境溫度會(huì)影響細(xì)胞的生長(zhǎng)。

3、適宜的滲透壓：高滲溶液或低滲溶液會(huì)引起細(xì)胞發(fā)生褶皺、腫脹、破裂。

①CO2濃度精確控制

②溫度精準(zhǔn)控制

③滿足細(xì)胞培養(yǎng)的濕度要求

水是細(xì)胞的重要組成部分，在培養(yǎng)箱中對(duì)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)過(guò)程里，制冷或者制熱最直接的影響是細(xì)胞的培養(yǎng)基快速蒸發(fā)失水，蒸發(fā)將導(dǎo)致培養(yǎng)基上的滲透作用增強(qiáng)，產(chǎn)生滲透性脫水；培養(yǎng)基中鹽濃度增加，細(xì)胞中水分跑出細(xì)胞外細(xì)胞收縮，新陳代謝變緩，細(xì)胞死亡。

培養(yǎng)箱內(nèi)相對(duì)濕度的控制室非常重要的，飽和濕度環(huán)境可以避免培養(yǎng)液中二氧化碳逃逸，保持pH值穩(wěn)定，也能防止由于干燥使培養(yǎng)液中水分蒸發(fā)，滲透壓升高，導(dǎo)致細(xì)胞培養(yǎng)失敗。大多數(shù)的二氧化碳培養(yǎng)箱是通過(guò)增濕盤的蒸發(fā)作用產(chǎn)生濕氣的，大型的二氧化碳培養(yǎng)箱是用蒸汽發(fā)生器或噴霧器來(lái)控制相對(duì)濕度水平的。一些培養(yǎng)箱在底部設(shè)置濕度蓄水池，這樣可以增強(qiáng)蒸發(fā)作用，但是，這個(gè)系統(tǒng)也更復(fù)雜，由于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的增加一些難以預(yù)料的問(wèn)題也會(huì)在使用過(guò)程中出現(xiàn)。

④有效控制污染物

體外培養(yǎng)的細(xì)胞缺乏抗感染能力，所以防止污染是決定培養(yǎng)成功與否的首要條件，因而需要操作過(guò)程中盡可能地保證無(wú)菌。二氧化碳培養(yǎng)箱可應(yīng)用不同的裝置去減少和防止污染的發(fā)生，讓用戶具有多重滅菌選擇。

（1）干熱滅菌

利用干熱空氣使細(xì)菌的原生質(zhì)凝固，并使細(xì)菌的酶系統(tǒng)破壞而殺死細(xì)菌的方法。對(duì)于耐熱芽孢桿菌，干熱滅菌容易形成芽孢，無(wú)法一次徹底滅菌。通常需要在37℃培養(yǎng)，使芽孢復(fù)蘇后進(jìn)行二次滅菌才能達(dá)到徹底滅菌效果。

（2）濕熱滅菌

以高溫高壓水蒸氣為介質(zhì)，由于蒸汽潛熱大，穿透力強(qiáng)，容易使蛋白質(zhì)變性或凝固，進(jìn)而導(dǎo)致微生物的死亡，所以該法的滅菌效率比干熱滅菌法高。且濕熱滅菌溫度較干熱低，對(duì)電子元件特別是傳感器的損傷小，可以延長(zhǎng)培養(yǎng)箱的使用壽命。

（3）紫外滅菌

紫外線滅菌是用紫外線管照射進(jìn)行的。波長(zhǎng)在220-300nm的紫外線稱為“殺生命區(qū)”，紫外線殺菌效果取決于紫外線燈管的功率大小和照射時(shí)間，加上被照空間及面積大小等諸多不穩(wěn)定因素，導(dǎo)致紫外線殺菌效果不是很理想。此外紫外線對(duì)人體有傷害作用。

（4）過(guò)濾滅菌

所有進(jìn)入培養(yǎng)箱的氣體均經(jīng)過(guò)0.2μm在線過(guò)濾器過(guò)濾，以消除氣體雜質(zhì)和污染物。