傳統(tǒng)上，孵化器一直是大多數(shù)生物和生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的支柱，以生長或維持生物文化，繁殖菌落或繁殖/生長昆蟲。zui基本的孵化器使研究人員能夠重新創(chuàng)建嚴(yán)格的溫度條件，以zui佳地生長，發(fā)育和/或維持細(xì)小細(xì)胞。溫度均勻性也很關(guān)鍵，因?yàn)樯瞽h(huán)境的波動(dòng)可能是致命的。

隨著生物技術(shù)和生物制藥*域的擴(kuò)大，對高精度培養(yǎng)箱的需求也在增加。另外，關(guān)于良好實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)規(guī)范（GLP和GMP）的法規(guī)要求已經(jīng)完善和強(qiáng)化。除其他外，這導(dǎo)致了用于細(xì)胞培養(yǎng)控制和監(jiān)測的復(fù)雜性的增加。附加的儀器功能意味著額外的成本，使許多實(shí)驗(yàn)室管理人員想知道，對于應(yīng)用而言，是否確實(shí)需要所有的花哨功能。

實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)室預(yù)算的縮減使許多實(shí)驗(yàn)室尋求負(fù)擔(dān)得起的選擇，而這些選擇不會(huì)損害其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對于帶有二氧化碳傳感器和控制器的培養(yǎng)箱，樣品類型將確定是否必要，因?yàn)槟承┘?xì)胞類型依賴于理想的培養(yǎng)。這里有幾點(diǎn)要考慮：

我需要控制CO 2嗎？

孵化器通常控制用戶指定的內(nèi)部溫度和濕度條件。另一個(gè)共同特征是能夠?qū)⒍趸迹–O 2）控制在5％左右。這很重要，原因有兩個(gè)：5％的CO 2緊密模擬細(xì)胞在人體系統(tǒng)中會(huì)經(jīng)歷的生理?xiàng)l件，并起著至關(guān)重要的pH緩沖劑的作用。實(shí)際上，培養(yǎng)細(xì)胞內(nèi)的pH值非常重要，以至于大多數(shù)細(xì)胞培養(yǎng)基都含有指示劑，因此操作員可以從視覺上識(shí)別出危險(xiǎn)的pH值變化。培養(yǎng)中的動(dòng)物細(xì)胞已從其較大的生物“宿主”（即器官）中移出，但研究人員希望獲得與活生物體zui相關(guān)的結(jié)果。

因此，控制盡可能多的參數(shù)以模仿這些條件至關(guān)重要。一些與細(xì)菌（例如大腸桿菌）或單細(xì)胞真核細(xì)胞（例如  啤酒酵母）一起工作的生物實(shí)驗(yàn)室不需要二氧化碳控制即可實(shí)現(xiàn)zui佳培養(yǎng)。因此，這些實(shí)驗(yàn)室通常會(huì)選擇僅控制溫度和濕度的更經(jīng)濟(jì)的培養(yǎng)箱。但是，如果您的實(shí)驗(yàn)室正在培養(yǎng)動(dòng)物的細(xì)胞或組織，那么“我是否需要控制CO 2？” 這個(gè)問題的答案肯定是“是的”。

控制CO 2級別：導(dǎo)熱率還是紅外？

CO 2孵化器通常可以指定二氧化碳水平的設(shè)定點(diǎn)（通常為5％）。該培養(yǎng)箱包含一個(gè)CO 2傳感器和一個(gè)控制模塊，當(dāng)液位下降時(shí)，該模塊會(huì)提示CO 2的流動(dòng)。打開培養(yǎng)箱門時(shí)，由于濃度與外部環(huán)境的差異，CO 2迅速從培養(yǎng)箱中噴出。傳感器檢測到該下降，繼電器發(fā)送信號以提高二氧化碳水平。有兩種常見形式的檢測器可用于監(jiān)測培養(yǎng)箱中的二氧化碳水平：導(dǎo)熱率和紅外線。

導(dǎo)熱率傳感器可測量溫度電阻的變化。在培養(yǎng)箱中，一個(gè)傳感器暴露于培養(yǎng)箱（環(huán)境）中，而另一個(gè)則被隔離（對照）。由于二氧化碳的減少也會(huì)導(dǎo)致溫度降低，因此兩個(gè)傳感器之間的電阻會(huì)發(fā)生變化。這將觸發(fā)從CO 2儲(chǔ)罐進(jìn)行“吹掃” ，一直持續(xù)到腔室達(dá)到預(yù)編程的設(shè)定點(diǎn)為止。不幸的是，培養(yǎng)箱的溫度設(shè)置和濕度水平也會(huì)影響熱導(dǎo)率傳感器，因此存在一定程度的誤差。經(jīng)常打開培養(yǎng)箱門時(shí)尤其如此。打開門，不僅CO 2丟失，但相對濕度下降。因此，熱導(dǎo)率監(jiān)測培養(yǎng)箱更適合長期保存細(xì)胞培養(yǎng)物。

紅外線（波長比可見光長的不可見能量）是更準(zhǔn)確（但也更昂貴）的CO 2液位監(jiān)測系統(tǒng)。一個(gè)光學(xué)傳感器，測量紅外光譜中的光吸收，尋找培養(yǎng)箱中的二氧化碳含量；吸收程度與CO 2量成正比。吸收不受溫度或濕度的影響，因此它是比熱導(dǎo)傳感器更可靠的CO 2濃度指示器。大多數(shù)儀器都有一個(gè)獨(dú)立的傳感模塊，該模塊會(huì)按設(shè)置的時(shí)間間隔自動(dòng)校準(zhǔn)。盡管存在成本較高的缺點(diǎn)，但是當(dāng)需要頻繁訪問培養(yǎng)箱中的內(nèi)容物時(shí)，紅外傳感單元是理想的解決方案。