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)部恒溫的細胞培養(yǎng)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、細胞生物學(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，為哺乳動物細胞、干細胞、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

1. 水夾套加熱系統(tǒng)
   水夾層貫穿整個箱體三面或四面，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。

2. 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）。

3. 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)式傳感器進行濃度監(jiān)測。

4. 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。

5. 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)皿或細胞瓶。

三、水套式培養(yǎng)箱的主要特點

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)定性依賴較低的實驗，如：

• 干細胞與胚胎細胞培養(yǎng)

• 長期病毒感染實驗

• 溫度波動敏感型細胞

• 關(guān)鍵藥物篩選與毒理實驗

五、使用注意事項

1. 使用蒸餾水或去離子水注入水夾層，防止水垢和腐蝕；

2. 定期檢查水位和水質(zhì)，避免缺水或污染；

3. 避免頻繁開門，保持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定；

4. 斷電后快速檢查溫度變化，確認是否延長培養(yǎng)或轉(zhuǎn)移細胞。

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)方式實現(xiàn)恒溫控制的細胞培養(yǎng)設(shè)備，具有優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性與抗干擾能力，特別適合需要長時間培養(yǎng)和對熱波動敏感的實驗類型。盡管其維護略顯繁瑣、設(shè)備較重，但在許多高精度細胞研究中仍具備穩(wěn)定的應(yīng)用價值。