動物細(xì)胞的體外培養(yǎng)需要理想的氣體環(huán)境和適宜的pH環(huán)境。氧氣和二氧化碳是細(xì)胞生存的必要條件。氧氣參與細(xì)胞的三羧酸循環(huán)，為細(xì)胞生存、代謝與合成提供能量；二氧化碳既是細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，也是細(xì)胞生長的必需成分，同時又與維持培養(yǎng)液的pH有關(guān)，一般需要把細(xì)胞置于95%空氣和5%二氧化碳的氣體環(huán)境和微堿性的環(huán)境中才能有利于細(xì)胞生長。

大多數(shù)動物細(xì)胞需要微堿性的環(huán)境，適宜的pH范圍往往是7.2～7.4，而在細(xì)胞的培養(yǎng)過程中，細(xì)胞代謝的二氧化碳增多，培養(yǎng)液會逐漸變?yōu)樗嵝?/strong>，而細(xì)胞代謝的其他物質(zhì)也可能會使得培養(yǎng)液在一段時間內(nèi)過于堿性，這都不利于細(xì)胞正常生長，因此需要有pH緩沖系統(tǒng)來調(diào)節(jié)培養(yǎng)液中的pH穩(wěn)定，就是碳酸鹽緩沖系統(tǒng)，因為其也是動物體內(nèi)最常見的生理pH緩沖系統(tǒng)，大多數(shù)培養(yǎng)液中會通過加入一定量的碳酸氫鈉來制造碳酸鹽pH緩沖系統(tǒng)。

為了維持穩(wěn)定的pH，其實也就是維持HCO3- 含量的穩(wěn)定，培養(yǎng)液需要保持在2-10%之間的二氧化碳?xì)怏w環(huán)境中，而空氣中二氧化碳濃度只有0.04%左右，濃度很低，這就需要使用二氧化碳培養(yǎng)箱（例如點成EC 160二氧化碳培養(yǎng)箱）來提供合適的環(huán)境條件，二氧化碳培養(yǎng)箱不僅能夠在箱內(nèi)提供恒定的溫度條件和較高的相對濕度，還能控制二氧化碳?xì)怏w水平來控制培養(yǎng)基周圍環(huán)境中的二氧化碳濃度從而保持培養(yǎng)液中溶解的二氧化碳濃度，進(jìn)而間接維持培養(yǎng)液pH穩(wěn)定。

如果不在二氧化碳培養(yǎng)箱進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)液中的HCO3- 將會被慢慢消耗殆盡，培養(yǎng)液中的pH值也會發(fā)生變化，這將不利細(xì)胞的正常生長。所以大多數(shù)動物細(xì)胞的體外培養(yǎng)往往都是需要用到二氧化碳培養(yǎng)箱。

當(dāng)把二氧化碳培養(yǎng)箱中的細(xì)胞培養(yǎng)基由箱內(nèi)轉(zhuǎn)移到箱外時，培養(yǎng)基的周圍環(huán)境二氧化碳濃度降低了許多，此時碳酸鹽pH緩沖系統(tǒng)就會失去作用，解決方法之一就是向培養(yǎng)基中添加其他不受二氧化碳環(huán)境影響的pH緩沖系統(tǒng)來增加pH緩沖能力，例如HEPES緩沖系統(tǒng)等。

總

結(jié)

　　一般細(xì)胞培養(yǎng)液的pH在7.0-7.4之間。由于碳酸鹽pH緩沖系統(tǒng)是一種生理pH緩沖系統(tǒng)（它是人體血液中重要的pH緩沖系統(tǒng)），所以大多數(shù)培養(yǎng)液用它來保持穩(wěn)定的pH。用粉末配制培養(yǎng)液時，常常需要加入一定量的碳酸氫鈉。對大多數(shù)以碳酸鹽作為pH緩沖系統(tǒng)的培養(yǎng)液而言，以為了維持穩(wěn)定的pH，培養(yǎng)箱中的二氧化碳需要維持在2-10%之間，以保持培養(yǎng)液中溶解的二氧化碳的濃度。同時細(xì)胞培養(yǎng)的器皿需要一定程度的透氣，以便于氣體的交換。

　　是不是采用其他pH緩沖系統(tǒng)就不需要二氧化碳培養(yǎng)箱了呢？人們發(fā)現(xiàn)由于空氣中的二氧化碳濃度很低，如果細(xì)胞不在二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)液中的HCO3-會被耗盡，這樣會影響細(xì)胞的正常生長。所以大部分動物細(xì)胞的培養(yǎng)，還是需要二氧化碳培養(yǎng)箱。

　　在過去的數(shù)十年間，細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、藥理學(xué)等的研究領(lǐng)域都有了驚人的長足進(jìn)步，同時，這些領(lǐng)域中的技術(shù)應(yīng)用也不得不跟上“腳步"。雖然典型的生命科學(xué)實驗室設(shè)備有了很大的改變，但二氧化碳培養(yǎng)箱依然是實驗室中的主要組成部分，其使用的目的都是維持和促使細(xì)胞和組織更好地生長。然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步，其功能和運作都變得越來越精確、可靠和方便。如今，二氧化碳培養(yǎng)箱已成為實驗室普遍使用的常規(guī)儀器之一，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)、微生物、農(nóng)業(yè)科學(xué)、藥物學(xué)的研究和生產(chǎn)。

　　CO2培養(yǎng)箱是通過對周圍環(huán)境條件的控制制造出一個能使細(xì)胞/組織更好地生長的環(huán)境，條件控制的結(jié)果就會形成一個穩(wěn)定的條件：如恒定的酸堿度（pH值：7.2-7.4）、穩(wěn)定的溫度（37°C）、較高的相對濕度（95％）、穩(wěn)定的CO2水平（5％），這就是為什么上述領(lǐng)域的研究員如此熱衷于使用方便穩(wěn)定可靠的二氧化碳培養(yǎng)箱。

　　此外，由于增加了二氧化碳濃度控制，并且使用微控制器對培養(yǎng)箱溫度進(jìn)行精確控制，使生物細(xì)胞，組織等的培養(yǎng)成功率、效率都得到改善。總之，二氧化碳培養(yǎng)箱是普通電熱恒溫培養(yǎng)箱不可替代的新型培養(yǎng)箱。

二氧化碳培養(yǎng)箱是眾多動物細(xì)胞體外培養(yǎng)的實驗儀器，通過精確控制提供穩(wěn)定的環(huán)境因素從而給細(xì)胞提供適宜且穩(wěn)定的生長條件，例如恒定的酸堿度（pH值：7.2-7.4）、穩(wěn)定的溫度（37°C）、較高的相對濕度（95％）、穩(wěn)定的二氧化碳水平（5％），使得實驗過程便利穩(wěn)定且可靠。如今，因其優(yōu)質(zhì)性能和帶來的便利性，二氧化碳培養(yǎng)箱已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)等領(lǐng)域的研究與生產(chǎn)。