二氧化碳培養(yǎng)箱是細胞培養(yǎng)的有利工具，但對其工作原理、性能指標、如何正確高效使用都知之甚少。工欲善其事，必先利其器。本著讓諸君更好地研究細胞的功能、代謝以及細胞對環(huán)境諸因素影響的宗旨， Esco今天將帶您一起走進二氧化碳培養(yǎng)箱的神秘世界。
二氧化碳培養(yǎng)箱是通過在培養(yǎng)箱箱體內(nèi)模擬形成一個類似細胞/組織在生物體內(nèi)的生長環(huán)境，用來對細胞/組織進行體外培養(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)，并對箱內(nèi)環(huán)境的溫度和濕度進行了嚴格控制，如穩(wěn)定的CO2水平（5％）、穩(wěn)定的溫度（37℃）、較高的相對濕度（95％），因此使生物細胞，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)箱無法替代的新型培養(yǎng)箱。
為什么要使用二氧化碳培養(yǎng)箱
氣體是哺乳動物細胞培養(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)生供給細胞生長增殖的能量和合成細胞生長所需用的各種成分。開放培養(yǎng)時一般把細胞置于95%空氣加5%二氧化碳混合氣體環(huán)境中。CO2既是細胞代謝產(chǎn)物，也是細胞所需成分，它主要與維持培養(yǎng)液的pH有直接關系。動物細胞多數(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。在細胞培養(yǎng)過程中，隨著CO2釋放量的增多，培養(yǎng)基會變酸，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)成一個緩沖對）來調(diào)節(jié)pH。NaHCO3具有釋放CO2的傾向，加入CO2可以抑制這個反應的進行。培養(yǎng)箱中CO2濃度應與培養(yǎng)液中NaHCO3濃度相平衡，如果培養(yǎng)箱中CO2濃度設定在5%，培養(yǎng)液中NaHCO3的加入量應為1.97 g/L；如果CO2濃度維持在10%，則NaHCO3的加入量應為3.95 g/L。
精確控制二氧化碳濃度，這就是為什么二氧化碳培養(yǎng)箱成為細胞或組織體外培養(yǎng)環(huán)境的重要原因。
熱導（TC）傳感器
熱傳導傳感器(TC)監(jiān)控CO2濃度的工作原理是通過測量兩個電熱調(diào)節(jié)器之間的電阻變化來實現(xiàn)的。箱內(nèi)CO2濃度的變化會改變兩個電熱調(diào)節(jié)器間的電阻，輸入CO2氣體的低熱導率會使腔內(nèi)空氣的熱導率發(fā)生變化，這樣就會產(chǎn)生一個與CO2濃度直接成正比的電信號。從而促使傳感器產(chǎn)生反應以達到調(diào)節(jié)CO2水平的作用。
TC控制系統(tǒng)存在一定的缺點：1.TC控制系統(tǒng)檢測結(jié)果會產(chǎn)生漂移。2.重新校準的周期較長。3.箱內(nèi)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(fā)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(yǎng)條件和頻繁開啟培養(yǎng)箱門時，此控制系統(tǒng)就顯得不太適用了
紅外（IR）傳感器
紅外傳感器（IR）系統(tǒng)包括一個紅外發(fā)射器和一個接收檢測器，當箱體內(nèi)的CO2吸收了發(fā)射器發(fā)射的部分紅外線之后，接收檢測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(nèi)CO2的水平，從而可以得出箱體內(nèi)CO2的濃度。IR系統(tǒng)相比TC系統(tǒng)，穩(wěn)定性更高，檢測結(jié)果無漂移，重新校準更快，因而價格也會有所上升。當前市場上出售的二氧化碳培養(yǎng)箱常規(guī)配置的是TC系統(tǒng)，當然也有一些生產(chǎn)制造商更為注重CO2的濃度精確控制，出廠的所有二氧化碳培養(yǎng)箱均標配IR系統(tǒng)
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