二氧化碳培養(yǎng)箱是一種專門用于細胞、組織或微生物培養(yǎng)的恒溫恒濕裝置，通過模擬人體生理環(huán)境，提供恒定的溫度、一定濃度的二氧化碳以及相對穩(wěn)定的濕度，以滿足細胞生長所需的生理條件。

工作原理

- 溫度控制：主要有空氣夾套式和水套式加熱兩種。溫度控制系統(tǒng)根據(jù)設定值通過閉環(huán)反饋調節(jié)加熱功率，使箱體內部溫度保持在細胞生長適宜的范圍內。

- 二氧化碳濃度控制：二氧化碳通過培養(yǎng)箱的氣體入口持續(xù)通入，并由紅外或熱導二氧化碳傳感器實時監(jiān)測濃度，系統(tǒng)通過調節(jié)電磁閥開閉來控制二氧化碳流量，以維持設定濃度。

- 濕度調節(jié)：常見方法是通過水盤自然蒸發(fā)形成濕潤環(huán)境，有些設備也配備主動加濕系統(tǒng)，使相對濕度一般維持在90%以上。

結構組成

- 外殼與內膽：外殼多為鋼板噴塑材質，內膽通常采用不銹鋼材質，具備抗腐蝕性及易清潔性。

- 控制系統(tǒng)：包含溫控器、二氧化碳濃度控制器、濕度調節(jié)器、報警系統(tǒng)、操作界面等。

- 傳感器與執(zhí)行部件：如溫度傳感器、二氧化碳傳感器、濕度傳感器、電磁閥、風機等。

- 輔助設備：包括水盤、培養(yǎng)托盤、高效空氣過濾器、紫外燈等。

類型

- 水套式二氧化碳培養(yǎng)箱：通過箱體內部的水夾套作為加熱介質，熱穩(wěn)定性和抗干擾能力好，適合對溫度波動要求嚴格的實驗。

- 氣套式二氧化碳培養(yǎng)箱：利用空氣直接加熱箱體內部，升溫速度快，結構簡單，維護方便。

- 多氣體培養(yǎng)箱：除了控制二氧化碳外，還能調控氧氣濃度，適用于研究低氧或高氧條件下細胞的生理響應。

- 堆疊式培養(yǎng)箱：適合實驗室空間有限的環(huán)境，可將多個培養(yǎng)箱垂直疊放使用，獨立控制，互不干擾。

應用領域

- 細胞生物學研究：用于培養(yǎng)人類或動物細胞系，研究細胞增殖、凋亡、分化等生理過程。

- 藥物篩選與開發(fā)：通過細胞水平篩選候選化合物對特定靶標的作用。

- 組織工程：為細胞擴增和組織構建提供穩(wěn)定的微環(huán)境支持。

- 生物制品生產：包括抗體、疫苗、細胞因子等產品的研發(fā)與生產所需的細胞培養(yǎng)過程。

- 微生物培養(yǎng)：部分微需氧或特定二氧化碳條件下的細菌、真菌也可借助二氧化碳培養(yǎng)箱進行生長實驗。