细胞培养为什么需要二氧化碳

气体是人体细胞培养生存必需条件之一，所需气体主要有氧气和二氧化碳。氧气参与三羧酸循环，产生供给细胞生长增殖的能量和合成细胞生长所需用的各种成分。开放培养时一般把细胞置于95%空气加5%二氧化碳混合气体环境中。所以在密封的条件下，不能不用二氧化碳。

一般细胞培养液的pH在7.0-7.4之间。由于碳酸盐pH缓冲系统是一种生理pH缓冲系统（它是人体血液中最重要的pH缓冲系统），大多数培养液用它来保持稳定的pH。用粉末配制培养液时，常常需要加入一定量的碳酸氢钠。对大多数以碳酸盐作为pH缓冲系统的培养液而言，为了维持稳定的pH，培养箱中的二氧化碳需要维持在2- 10%之间，以保持培养液中溶解的二氧化碳的浓度。同时细胞培养的器皿需要一定程度的透气，以便于气体的交换。

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 细胞培养为什么需要CO2

CO2既是细胞代谢产物，也是细胞所需成分。细胞培养所用的培养箱一般为CO2培养箱。

一是：二氧化碳培养箱能够对温度、二氧化碳浓度和湿度提供精确稳定的控制，以便于其研究工作的进展；

二是：二氧化碳培养箱能够对培养箱内的微生物污染进行有效的防范，并且能够定期消除污染，以保护研究成果，防止样品损失。

那么是不是采用其他pH缓冲系统就不需要CO2培养箱了呢？

细胞培养的气体环境一般是95%的空气和5%的CO2。人们发现由于空气中的二氧化碳浓度很低，如果细胞不在二氧化碳培养箱中培养，培养液中的HCO3会被耗尽，这样会影响细胞的正常生长。所以大部分动物细胞的培养，还是需要二氧化碳培养箱。

细胞培养液中常附加其他的pH缓冲系统，比如HEPES缓冲系统,来增加pH缓冲能力。HEPES在pH7.2-7.4之间有很强的缓冲能力，当透气的培养器皿被拿到二氧化碳培养箱外面的时候，由于空气中二氧化碳浓度很低，培养液中碳酸盐缓冲系统就会失去效果，这时候HEPES缓冲系统就能继续保持pH的稳定。

为什么动物细胞培养用CO2培养箱，植物细胞不用？

通常来说，CO2培养箱主要用来模拟形成一个类似细胞在生物体内的生长环境，例如提供适当的pH值、温度、湿度等。二氧化碳不仅是细胞生长的必需成分，还与维持培养液的pH有关，刺激细胞呼吸。植物体细胞可以在离体的情况下增值分化，对二氧化碳的要求不高，一般空气中的浓度就可以满足，只需保证空气新鲜干净即可。而动物体细胞不行，所以动物体细胞需要二氧化碳培养箱，而植物体细胞可以不使用二氧化碳培养箱。

大多数细胞培养时为什么用5%CO2？

细胞培养中所用的培养箱一般称为CO2培养箱，它的气体环境是95%的空气和5%的CO2。

CO2既是细胞代谢产物，也是细胞所需成分，它主要与维持培养液的pH有直接关系。动物细胞多数需要微碱性环境，pH为7.2～7.4，以不超出6.8～7.6为宜。在细胞培养过程中，随着CO2释放量的增多，培养基会变酸，因此常加入NaHCO3（与CO2溶于水后所形成的H2CO3构成一个缓冲对）来调节pH.NaHCO3具有释放CO2的倾向，加入CO2可以抑制这个反应的进行。

培养箱中CO2浓度应与培养液中NaHCO3浓度相平衡，如果培养箱中CO2浓度设定在5%，培养液中NaHCO3的加入量应为1.97 g/L；如果CO2浓度维持在10%，则NaHCO3的加入量应为3.95 g/L。

总之，细胞的培养中，氧气、二氧化碳都是细胞生存的必要条件。氧气参与细胞的三羧酸循环，为细胞生存、代谢与合成提供能量；二氧化碳既是细胞的代谢产物，是细胞生长的必需成分，又与维持培养液的pH有关。大多数细胞适宜的pH范围往往是7.2—7.4。

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