为什么动物细胞培养大都需要二氧化碳培养箱

动物细胞的体外培养需要理想的气体环境和适宜的pH环境。氧气和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，也是细胞生长的必需成分，同时又与维持培养液的pH有关，一般需要把细胞置于95%空气和5%二氧化碳的气体环境和微碱性的环境中才能有利于细胞生长。

大多数动物细胞需要微碱性的环境，适宜的pH范围往往是7.2～7.4，而在细胞的培养过程中，细胞代谢的二氧化碳增多，培养液会逐渐变为酸性，而细胞代谢的其他物质也可能会使得培养液在一段时间内过于碱性，这都不利于细胞正常生长，因此需要有pH缓冲系统来调节培养液中的pH稳定，就是碳酸盐缓冲系统，因为其也是动物体内最常见的生理pH缓冲系统，大多数培养液中会通过加入一定量的碳酸氢钠来制造碳酸盐pH缓冲系统。

为了维持稳定的pH，其实也就是维持HCO3- 含量的稳定，培养液需要保持在2-10%之间的二氧化碳气体环境中，而空气中二氧化碳浓度只有0.04%左右，浓度很低，这就需要使用二氧化碳培养箱（例如点成EC 160二氧化碳培养箱）来提供合适的环境条件，二氧化碳培养箱不仅能够在箱内提供恒定的温度条件和较高的相对湿度，还能控制二氧化碳气体水平来控制培养基周围环境中的二氧化碳浓度从而保持培养液中溶解的二氧化碳浓度，进而间接维持培养液pH稳定。

如果不在二氧化碳培养箱进行培养，培养液中的HCO3- 将会被慢慢消耗殆尽，培养液中的pH值也会发生变化，这将不利细胞的正常生长。所以大多数动物细胞的体外培养往往都是需要用到二氧化碳培养箱。

当把二氧化碳培养箱中的细胞培养基由箱内转移到箱外时，培养基的周围环境二氧化碳浓度降低了许多，此时碳酸盐pH缓冲系统就会失去作用，解决方法之一就是向培养基中添加其他不受二氧化碳环境影响的pH缓冲系统来增加pH缓冲能力，例如HEPES缓冲系统等。

总

结

　　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），所以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。对大多数以碳酸盐作为pH缓冲系统的培养液而言，以为了维持稳定的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。

　　是不是采用其他pH缓冲系统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。

　　在过去的数十年间，细胞生物学、分子生物学、药理学等的研究领域都有了惊人的长足进步，同时，这些领域中的技术应用也不得不跟上“脚步"。虽然典型的生命科学实验室设备有了很大的改变，但二氧化碳培养箱依然是实验室中的主要组成部分，其使用的目的都是维持和促使细胞和组织更好地生长。然而，随着技术的进步，其功能和运作都变得越来越精确、可靠和方便。如今，二氧化碳培养箱已成为实验室普遍使用的常规仪器之一，已广泛应用于医学、免疫学、遗传学、微生物、农业科学、药物学的研究和生产。

　　CO2培养箱是通过对周围环境条件的控制制造出一个能使细胞/组织更好地生长的环境，条件控制的结果就会形成一个稳定的条件：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％），这就是为什么上述领域的研究员如此热衷于使用方便稳定可靠的二氧化碳培养箱。

　　此外，由于增加了二氧化碳浓度控制，并且使用微控制器对培养箱温度进行精确控制，使生物细胞，组织等的培养成功率、效率都得到改善。总之，二氧化碳培养箱是普通电热恒温培养箱不可替代的新型培养箱。

二氧化碳培养箱是众多动物细胞体外培养的实验仪器，通过精确控制提供稳定的环境因素从而给细胞提供适宜且稳定的生长条件，例如恒定的酸碱度（pH值：7.2-7.4）、稳定的温度（37°C）、较高的相对湿度（95％）、稳定的二氧化碳水平（5％），使得实验过程便利稳定且可靠。如今，因其优质性能和带来的便利性，二氧化碳培养箱已被广泛应用于医学、生物学、免疫学、遗传学、农业科学等领域的研究与生产。