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细胞培养为何需要在CO2培养箱中？
点击次数：726 发布时间：2022/11/1 10:33:10
细胞培养为何需要在CO2培养箱中？二氧化碳不仅是细胞生长的必需成分，还与维持培养液的pH有关。 
细胞的体外培养需要理想的气体环境，氧气、二氧化碳是细胞生存的必要条件。氧气参与细胞的三羧酸循环，为细胞生存、代谢与合成提供能量；二氧化碳既是细胞的代谢产物，是细胞生长的必需成分，又与维持培养液的pH有关。大多数细胞适宜的pH范围往往是7.2～7.4。在开放式培养中，以5%的二氧化碳气体比例为宜。
细胞污染的预防
①实验用品防止污染。细胞培养所用试剂、耗材、器材的清洗、消毒要彻/底，各种溶液灭菌要仔细，并在无菌实验检测阴性后才能使用。操作室及剩余的无菌器材要定期清洁、消毒、灭菌。
②操作过程防止污染。
③穿着容易起静电或吸附灰尘的衣物必须更换为白大褂后才能进入细胞间。
④实验开始需要确定戴的手套没有问题，只要接触过生物安全柜之外的物品，必须及时对手套进行消毒。
⑤不要从敞开的容器口上方经过，以避免衣服上掉落不明物体对细胞的污染。
⑥细胞操作时动作要轻，必须在火焰周围无菌区内打开瓶口，并将瓶口放在火焰周围简单转动烧灼，注意不要让火焰把塑料瓶口烧化。
⑦瓶盖应当倒放在远离自己的地方，以避免瓶盖被误操作所污染。
如何选用二氧化碳培养箱？
二氧化碳培养箱广泛应用于医学、免疫学、遗传学、微生物、农业科学、药物学的研究和生产，已经成为上述域实验室普遍使用的常规仪器，其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如恒定的酸碱度（pH值：7.2-7.4）、稳定的温度（37°C）、较高的相对湿度（95%）、稳定的CO2水平（5%），来对细胞/组织进行体外培养的一种装置。
全的用户对二氧化碳培养箱都有两条基本的要求，一是要求二氧化碳培养箱能够对温度、二氧化碳浓度和湿度提供稳定的控制，以便于其研究工作的进展；二是要求二氧化碳培养箱能够对培养箱内的微生物污染进行有效的防范，并且能够定期消除污染，以保护研究成果，防止样品损失。所以，选购二氧化碳培养箱的老师ZUI关心的当然就是其高可靠性、对污染的防范和控制及使用方便。
一、温度控制
1. 加热方式：
气套式加热和水套式加热，两种加热系统都是和可靠的，同时它们都有着各自的优点和缺点。水套式加热是通过一个独立的水套层包围内部的箱体来维持温度恒定的，其优点：水是一种很好的绝热物质，当遇到断电的时候，水套式系统就可以比较长时间的保持培养箱内的温度准确性和稳定性（维持温度恒定的时间是气套式系统的3－4倍），有利于实验环境不太稳定（如有用电限制，或者经常停电）并需要保持长时间稳定的培养条件的用户选用。气套式加热是通过遍布箱体气套层内的加热器直接对内箱体进行加热的，又叫六面直接加热。气套式与水套式相比，具有加热快，温度的恢复比水套式培养箱迅速的特点，特别有利于短期培养以及需要箱门频繁开关的培养。此外，对于使用者来说气套式设计比水套式更简单化（水套式需要对水箱进行加水、清空和清洗，并要经常监控水箱运作的情况）。
2. 温控系统：
保持培养箱内恒定的温度是维持细胞健康生长的重要因素，因此可靠的温控系统是培养箱不可或缺的重要部分。为了使培养箱更加稳定的工作，我们推荐用户选用具备相互独立三重温度控制功能的二氧化碳培养箱，即箱内温度控制、超温报警控制和环境温度监控。
3. 温度均一性：
二氧化碳培养箱箱体内的温度均一性也是用户需要考虑的主要因素，一般在箱体内配备了风扇以及风道的培养箱的均一度要好很多，同时此装置还有助于箱内温度、CO2浓度和相对湿度的迅速恢复。
二、二氧化碳浓度控制
1. 两种控制系统：
红外传感器（IR）或热导传感器（TCD）进行测量。两种传感器都是准确的，但都各有优缺点。热导传感器监控CO2浓度的工作原理是基于对内腔空气热导率的连续测量,输入CO2气体的低热导率会使腔内空气的热导率发生变化,这样就会产生一个与CO2浓度直接成正比的电信号。红外传感器（IR）它是通过一个光学传感器来检测CO2水平的。IR系统包括一个红外发射器和一个传感器，当箱体内的CO2吸收了发射器发射的部分红外线之后，传感器就可以检测出红外线的减少量，而被吸收红外线的量正好对应于箱体内CO2的水平，从而可以得出箱体内CO2的浓度。由于IR系统是通过红外线减少来确定箱内CO2浓度，而箱体内颗粒物能够反射或部分吸收红外线，使得IR系统对箱体内颗粒物的多少比较敏感，因此IR传感器应用在含HEPA空气过滤器的培养箱内比较合适。
2. CO2测量系统自动校准功能：
无论哪种CO2测量系统在使用一段时间后都会产生漂移，而产生漂移后直接会导致箱体内二氧化碳浓度不能稳定在我们的设定值，致使培养失败，所以我们在这里强烈建议用户在选购培养箱时必须要选择带有CO2测量系统自动校准功能的培养箱。
3. CO2浓度均一性：
此点与温度均一性的要求类似，在此就不做赘述。
三、相对湿度
箱内湿度对于培养工作来说是一项非常重要然而又经常被忽略的因素。维持足够的湿度水平并且要有足够快的湿度恢复速度（如在开关门后）才能保/证不会由于过度干燥而导致培养失败。目大多数的二氧化碳培养箱是通过增湿盘的蒸发作用产生湿气的（其产生的相对湿度水平可达95%左右，但开门后湿度恢复速度很慢）。我们在此建议用户在选购二氧化碳培养箱的时候尽量选择湿度蒸发面积大的培养箱，因为我们知道湿度蒸发面积越大，越容易达到大相对饱和湿度并且开关门后的湿度恢复的时间越短。
四、防污染设计和消毒灭菌系统
污染是导致细胞培养失败的一个主要因素，因而，二氧化碳培养箱的制造商们设计了多种不同的装置去减少和防止污染的发生，其主要途径都是尽量减少微生物可以生长的区域和表面，并结合自动排除污染装置来有效防止污染的产生。例如，鉴于CO2培养箱在使用过程中有时会伴有霉菌生长，为确保培养箱免受污染并且保/证仪器箱体内的生物清洁性，相继问世了多种消毒灭菌方式，如带有紫外消毒功能的CO2培养箱；还有的设计生产了HEPA过滤器能过滤培养箱内空气，可过滤除去99.97%的0.3微米以上的颗粒；此外，还开发设计了能使箱内达到高温湿热的环境从而杀死污染微生物，达到消毒灭菌目的的培养箱。
这些装置对于细胞培养来说是必不可少，但选择何种清洁装置呢？先，我们考虑的当然是各种方式的灭菌能力，紫外消毒能力是与紫外灯距离目标的距离的二次方成反比，距离越远，消毒能力越差，所以紫外消毒方式有其局限性，难以达到彻/底灭菌的要求；HEPA过滤器由于受到过滤膜孔径的影响，无法去除病毒和一些微小细菌，也有其局限性；相比较而言，高温消毒是目比较有效消毒灭菌的方法，高温消毒又分为两类，一是传统的高温干热消毒，另一种是先/进的高温湿热灭菌。
原创作者：上海岑特生物科技有限公司
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