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二氧化碳培養箱原理是其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如恒定的酸堿度(pH值：7。2～7。4)、穩定的溫度(37℃)、較高的相對濕度(95%)、穩定的CO2水平(5%)，來對細胞/組織進行體外培養的一種裝置。二氧化碳培養箱廣泛應用于醫學、免疫學、遺傳學、微生物、農業科學、藥物學的研究和生產，已經成為上述領域實驗室普遍使用的常規儀器之一
一般細胞培養液的pH在7。0-7。4之間。由于碳酸鹽pH緩沖系統是一種生理pH緩沖系統(它是人體血液中重要的pH緩沖系統)，所以大多數培養液用它來保持穩定的pH。用粉末配制培養液時，常常需要加入一定量的碳酸氫鈉。對大多數以碳酸鹽作為pH緩沖系統的培養液而言，以為了維持穩定的pH，二氧化碳培養箱中的二氧化碳需要維持在2-10%之間，以保持培養液中溶解的二氧化碳的濃度。同時細胞培養的器皿需要一定程度的透氣，以便于氣體的交換。
廣泛應用于細胞、組織培養和某些特殊微生物的培養，常見于細胞動力學研究、哺乳動物細胞分泌物的收集、各種物理、化學因素的致癌或毒理效應、抗原的研究和生產、培養雜交瘤細胞生產抗體、體外授精(IVF)、干細胞、組織工程、藥物篩選等研究領域。
二氧化碳培養箱有兩條基本的要求。
一是要求能夠對溫度、二氧化碳濃度和濕度提供精確穩定的控制，以便于其研究工作的進展；
二是要求能夠對培養箱內的微生物污染進行有效的防范，并且能夠定期消除污染，以保護研究成果，防止樣品損失。
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