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)域培養(yǎng)箱 。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）培養(yǎng)箱 ，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，具有一定保溫能力培養(yǎng)箱 。

二、核心組成

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)膽培養(yǎng)箱 。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）培養(yǎng)箱 。

CO?控制系統(tǒng)

通入5% CO?氣體以維持培養(yǎng)基pH穩(wěn)定培養(yǎng)箱 。配置紅外或熱導(dǎo)式傳感器進行濃度監(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)和滲透壓波動培養(yǎng)箱 。

內(nèi)膽與托盤

多為不銹鋼材質(zhì)，耐腐蝕、易清洗培養(yǎng)箱 。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

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)的影響培養(yǎng)箱 。保溫性能好斷電后水夾層可維持一段時間溫度，減少對細胞的熱應(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)格的實驗。預(yù)熱時間較長水升溫速度慢，啟動后需較長時間達到設(shè)定溫度。維護需求高需定期更換夾套水，防止藻類、水垢及細菌滋生。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。

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培養(yǎng)箱 ，如：

干細胞與胚胎細胞培養(yǎng)

長期感染實驗

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

使用蒸餾水或去離子水注入水夾層培養(yǎng)箱 ，防止水垢和腐蝕；

定期檢查水位和水質(zhì)培養(yǎng)箱 ，避免缺水或污染；

避免頻繁開門培養(yǎng)箱 ，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)移細胞培養(yǎng)箱 。

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培養(yǎng)箱 。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。