二氧化碳培养箱是通过在培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞/组织在生物体内的生长环境，培养箱要求稳定的温度(37°C)、稳定的CO2水平(5%)、恒定的酸碱度(pH值：7.2-7.4)、较高的相对饱和湿度(95%)，来对细胞/组织进行体外培养的一种装置。
二氧化碳培养箱作为精密培养设备，要求CO2浓度、温度、控制精度高，误差小，使生物细胞，组织等的培养成功率、效率都得到改善。相对于普通培养箱，二氧化碳培养箱具有不可替代优势性能。
为什么大多数细胞培养需要用二氧化碳培养箱?用普通培养箱不行吗?
我们知道，一般细胞培养液的pH在7.0-7.4之间，由于碳酸盐pH缓冲系统是一种生理pH缓冲系统(它是人体血液中重要的pH缓冲系统)，大多数培养液用它来保持稳定的pH。用粉末配制培养液时，常常需要加入一定量的碳酸氢钠。
而对大多数以碳酸盐作为pH缓冲系统的培养液而言，为了维持稳定的pH，培养箱中的二氧化碳需要维持在2-10%之间，以保持培养液中溶解的二氧化碳的浓度。同时细胞培养的器皿需要一定程度的透气，以便于气体的交换。
那么采用其他pH缓冲系统是不是就不需要二氧化碳培养箱了呢?人们发现由于空气中的二氧化碳浓度很低，如果细胞不在二氧化碳培养箱中培养，培养液中的HCO3-会被耗尽，这样会影响细胞的正常生长。所以大部分动物细胞的培养，还是需要二氧化碳培养箱。细胞培养液中常附加其他的pH缓冲系统，比如HEPES缓冲系统，来增加pH缓冲能力。在pH7.2-7.4之间有很强的缓冲能力，当透气的培养器皿被拿到二氧化碳培养箱外面的时候，由于空气中二氧化碳浓度很低，培养液中碳酸盐缓冲系统就会失去效果，这时候缓冲系统就能继续保持pH的稳定。
对于细胞来说，非常理想的培养环境同样也适合这些污染物的生存，培养箱本身是不会辨别的，而细胞培养中大部分时间里细胞都是位于培养箱内，因此箱体内能否抑菌或灭菌非常关键! 病毒：由于病毒寄生生存，爆发后尽快和正常细胞隔离，丢弃处理，相对来说容易处理，对操作者威胁较大;尽管病毒污染的细胞不影响原代培养，但生产疫苗是不安全的。因此，二氧化碳培养箱潜在病毒是细胞大量生产和疫苗、干扰素等生物制品制作中的难题。真菌：真菌生长的比较慢，不象细菌那么容易被发现，但是一旦发现有它的存在细胞就被污染了;目前没有好的抑制方法，包括现在常用的两性霉素，一旦污染容易反复爆发，尤其孢子很难杀灭。支原体：支原体污染后，因为它们不会使细胞死亡可以与细胞长期共存，培养基一般不发生浑浊，细胞无明显变化，外观上给人以正常感觉，实则细胞已经受到多方面潜在影响，如引起细胞变形，影响DNA合成，抑制细胞生长等，往往被大多数实验者忽视。细菌：细菌污染后，培养基1-2天就会变色，对细胞生长影响明显，应迅速将污染细胞与其它细胞系隔离，灭菌后丢弃，还要用实验室消毒剂消毒培养器皿和超净台。
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