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在CO2培養箱中，通過在培養箱箱體內模擬形成一個類似細胞/組織在生物體內的生長環境，培養箱要求穩定的溫度（37°C）、穩定的CO2水平（5%）、恒定的酸堿度（pH值：7.2-7.4）、較高的相對飽和濕度（95%），來對細胞/組織進行體外培養的一種裝置，是細胞、組織、細菌培養的一種儀器，為珍貴的細胞樣品提供穩定的家。
按CO2培養箱的加熱系統來分，可分為水套式二氧化碳培養箱和氣套式二氧化碳培養箱。兩種加熱系統均精確可靠，但是它們有著各自的優點和缺點。水套式和氣套式二氧化碳培養箱可根據箱體有無入水口和排水口來區別。
水套式二氧化碳培養箱的溫度是通過一個獨立的水套層包圍內部的箱體來維持溫度恒定的，通過電熱絲給水套內的水加熱，再通過箱內溫度傳感器來檢測溫度變化，使箱內的溫度恒定在設置溫度。由于水的比熱容很高，水套式的優點是有助于均勻散熱和避免形成冷區，以及在斷電后能夠比較好地減緩培養箱內溫度的降低。水套式因四周環水，所以溫度均勻性很好。
水套式二氧化碳培養箱的溫度是通過一個獨立的水套層包圍內部的箱體來維持溫度恒定的，通過電熱絲給水套內的水加熱，再通過箱內溫度傳感器來檢測溫度變化，使箱內的溫度恒定在設置溫度。由于水的比熱容很高，水套式的優點是有助于均勻散熱和避免形成冷區，以及在斷電后能夠比較好地減緩培養箱內溫度的降低。水套式因四周環水，所以溫度均勻性很好。此外，氣套式設計比水套式更簡單化，無需加水、清空和清洗。
CO2培養箱旨在保護珍貴的細胞培養物安全，是開展免疫學、腫瘤學、遺傳學及生物工程所必須的關鍵設備。
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