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什么是水套二氧化碳培養(yǎng)箱
水套式二氧化碳培養(yǎng)箱（Water Jacketed CO? Incubator）是一種通過水夾層加熱方式來保持內(nèi)部恒溫的細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、組織工程、藥物研發(fā)等領(lǐng)域。該裝置專門用于維持恒定的溫度、穩(wěn)定的CO?濃度和高濕度環(huán)境，為哺乳動物細(xì)胞、干細(xì)胞、微生物等提供接近體內(nèi)環(huán)境的體外培養(yǎng)條件。
一、水套式結(jié)構(gòu)原理
水套式培養(yǎng)箱的箱體內(nèi)壁與外殼之間設(shè)有一個(gè)密閉的水夾層（Water Jacket），其原理如下：
加熱元件將水夾層中的水加熱；
熱量通過水的傳導(dǎo)和熱容量緩慢而均勻地傳遞至內(nèi)腔；
與空氣直接加熱方式（氣套）不同，水夾層在斷電等情況下仍可緩慢釋放熱量，具有一定保溫能力。
二、核心組成
水夾套加熱系統(tǒng)
水夾層貫穿整個(gè)箱體三面或四面，包圍內(nèi)膽。加熱元件控制水溫，并通過熱對流保持內(nèi)腔溫度穩(wěn)定。溫度控制系統(tǒng)
配備高精度溫度傳感器（如PT100）、恒溫控制器，通過閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)水加熱功率，保持恒定溫度（通常為37°C）。CO?控制系統(tǒng)
通入5% CO?氣體以維持培養(yǎng)基pH穩(wěn)定。配置紅外或熱導(dǎo)式傳感器進(jìn)行濃度監(jiān)測。濕度調(diào)節(jié)
利用水盤自然蒸發(fā)，在箱內(nèi)維持90%以上的相對濕度，防止培養(yǎng)液蒸發(fā)和滲透壓波動。內(nèi)膽與托盤
多為不銹鋼材質(zhì)，耐腐蝕、易清洗。內(nèi)部設(shè)有培養(yǎng)架或托盤，便于放置培養(yǎng)皿或細(xì)胞瓶。
三、水套式培養(yǎng)箱的主要特點(diǎn)
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 溫控穩(wěn)定性高 | 水具有高比熱容，溫度變化緩慢，有效減緩?fù)獠繙囟炔▌訉ο鋬?nèi)的影響。 |
| 保溫性能好 | 斷電后水夾層可維持一段時(shí)間溫度，減少對細(xì)胞的熱應(yīng)激損傷。 |
| 加熱均勻性好 | 水傳導(dǎo)熱量均勻，箱體內(nèi)溫差小，適合對溫控要求嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)。 |
| 預(yù)熱時(shí)間較長 | 水升溫速度慢，啟動后需較長時(shí)間達(dá)到設(shè)定溫度。 |
| 維護(hù)需求高 | 需定期更換夾套水，防止藻類、水垢及細(xì)菌滋生。 |
| 設(shè)備較重 | 因加滿水后整體質(zhì)量大，不便于頻繁移動或搬運(yùn)。 |
四、適用場景
水套式CO?培養(yǎng)箱適用于對溫控穩(wěn)定性要求高、培養(yǎng)周期長或?qū)﹄娫捶€(wěn)定性依賴較低的實(shí)驗(yàn)，如：
干細(xì)胞與胚胎細(xì)胞培養(yǎng)
長期病毒感染實(shí)驗(yàn)
溫度波動敏感型細(xì)胞
關(guān)鍵藥物篩選與毒理實(shí)驗(yàn)
五、使用注意事項(xiàng)
使用蒸餾水或去離子水注入水夾層，防止水垢和腐蝕；
定期檢查水位和水質(zhì)，避免缺水或污染；
避免頻繁開門，保持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定；
斷電后快速檢查溫度變化，確認(rèn)是否延長培養(yǎng)或轉(zhuǎn)移細(xì)胞。
六、總結(jié)
水套式二氧化碳培養(yǎng)箱是一種通過水熱傳導(dǎo)方式實(shí)現(xiàn)恒溫控制的細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)備，具有優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性與抗干擾能力，特別適合需要長時(shí)間培養(yǎng)和對熱波動敏感的實(shí)驗(yàn)類型。盡管其維護(hù)略顯繁瑣、設(shè)備較重，但在許多高精度細(xì)胞研究中仍具備穩(wěn)定的應(yīng)用價(jià)值。