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二氧化碳培養箱是通過在培養箱箱體內模擬形成一個類似細胞或組織在生物體內的生長環境，如穩定的溫度（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。

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。在生物活體內，生物體有自身的免疫系統保護細胞或組織，但是在體外培養時，沒有任何保護自己的免疫屏障。

對于二氧化碳培養箱的基本參數溫度、CO2和濕度，大多數培養箱都能滿足研究實驗的需要。然而，針對培養過程中面臨的各種污染源，各品牌二氧培養箱的控制方式和效果不盡相同，因此細胞體外培養中的威脅實際上是污染問題。二氧化碳培養箱中的主要污染源：細菌、真菌（霉菌和酵母菌）、病毒、支原體以及非同種細胞對于細胞來說，非常理想的培養環境同樣也適合這些污染源的生存，培養箱本身是不會辨別的，而細胞培養中大部分時間里細胞都是被放置于培養箱內，因此箱體內能否抑菌或滅菌非常關鍵！

細菌：細菌污染后，培養基1-2天就會渾濁變黃，對細胞生長影響明顯，應迅速將污染細胞與其它細胞系隔離，滅菌后丟棄，還要用實驗室消毒劑消毒培養器皿和超凈臺。病毒：由于病毒寄生生存，爆發后盡快和正常細胞隔離，丟棄處理，相對來說容易處理，病毒污染對操作者威脅較大；盡管病毒污染的細胞不影響原代培養，但生產疫苗是不安全的。潛在的病毒污染是細胞大量生產和疫苗、干擾素等生物制品制作中的難題。

真菌（霉菌和酵母菌）：真菌污染后培養液不變渾濁，不象細菌污染那么容易被發現，真菌污染是細胞培養中zui常見的一種污染；污染后細胞生長的比較慢，目前沒有好的抑制方法，包括現在常用的兩性霉素，一旦污染容易反復爆發，尤其孢子很難殺滅。

支原體：支原體污染細胞后，不會使細胞死亡且可以與細胞長期共存，培養基一般不發生渾濁，多數情況下細胞病理變化輕微或不顯著，細微變化也可由于傳代、換液而緩解，外觀上給人以正常感覺，往往被大多數實驗者忽視，實則細胞已經受到多方面潛在影響，如引起細胞變形，影響DNA合成，抑制細胞生長等。非同種細胞：即細胞交叉污染，由于細胞培養操作時各細胞株所需的器材和溶液沒有嚴格分開，往往會使一種細胞被另一種細胞污染。目前，世界上已有幾十種細胞都被HeLa細胞所污染，致使許多實驗宣告無效。