细胞培养设备

在细胞培养实验室中，所使用的基本仪器和设备将取决于所培养的细胞类型。就我们的目的而言，以下清单将针对哺乳动物细胞培养进行调整，但其中一些设备对于其他类型的培养也可能适用。

细胞培养实验室的主要要求是维持一个仅限于细胞培养操作的无菌工作区。虽然建议设立单独的组织培养室，但在较大的实验室内划定专门的细胞培养区域，仍可用于无菌操作、细胞培养物的孵育和储存，以及试剂和培养基的保存。提供无菌条件最简单且最经济的方法是使用层流工作台（即细胞培养罩或生物安全柜）。

细胞培养罩旨在通过隔离感染性飞溅物并维持恒定的过滤气流，保护无菌工作区，从而防止灰尘和空气传播污染物对您和您的培养物造成威胁。

了解更多关于层流工作台如何维持无菌工作区的信息

培养箱为细胞生长提供适宜的环境。培养箱应足够大以满足您的实验室需求，具备强制空气循环，并能将温度控制在±0.2°C以内。不锈钢培养箱便于清洁，并在需要潮湿空气进行培养时，能提供防腐蚀保护。尽管细胞培养箱对无菌条件的要求没有细胞培养罩那么严格，但为了避免细胞培养物受到污染，仍需经常清洁培养箱。

培养箱主要有两种基本类型：干式培养箱和湿式CO₂培养箱。干式培养箱要求将细胞培养物密封在培养瓶中，以防止蒸发。在干式培养箱中放置一个盛水盘可以提供一定的湿度，但无法精确控制培养箱内的大气条件。湿式CO₂培养箱则能很好地控制培养条件，非常适合在高湿度和高CO₂张力的受控气氛下培养细胞。

查看CO₂培养箱

细胞培养实验室应配备储存区域。这些区域应包括用于存放培养基、试剂、化学品等液体的空间，以及一次性移液管、培养容器和实验室个人防护装备（如手套）等耗材的存放空间。实验室还应有专门用于存放特殊设备、组织和细胞的储存区。培养器具、个人防护装备和专用设备可以在常温下放置于货架或抽屉中；然而，所有培养基、试剂和化学品必须按照标签上的说明进行储存。

某些培养基、试剂和化学品对光线敏感。光照会分解培养基中细胞生长所需的重要维生素。在正常实验室照明条件下使用这些物质是可以接受的，但在不使用时，培养基和试剂应存放在黑暗处或用铝箔包裹。

在细胞培养实验室中，保护和保存细胞培养样本、培养基和试剂对于实现最佳细胞生长至关重要。为储存这些物品，您需要一种可靠的冷藏方法，以保持材料和样本的完整性。普通家用或商用冰箱与专为细胞培养设计的冰箱不同，因为它们无法维持温度的稳定性和均匀性。非实验室专用冷藏设备的温度波动较大，可能导致细胞受损或细胞培养试剂的完整性受损等不良后果。

专为实验室环境设计的冰箱和冷冻柜具有时间和温度敏感的自动除霜循环，这对于将温度波动控制在较小范围内非常重要。实验室冰箱非常适合以2–8°C的温度范围储存细胞培养基和试剂。实验室冷冻柜通常可达到–20或–30°C，用于储存如胎牛血清（FBS）等高价值补充剂。超低温冷冻柜可达到–40或–80°C。能够达到–80°C的型号适用于短期样本储存或为长期冷冻保存细胞做准备。将细胞分装成单次使用的小份保存是良好做法，以避免反复冻融产生冰晶并损伤细胞。在处理任何细胞培养物时，从培养箱到冷藏储存，保持温度的一致性和可预测性对于支持细胞生长至关重要。

查看实验室冰箱
查看实验室冷冻柜
查看超低温冷冻柜

连续培养的细胞系在传代次数增加时很可能会出现遗传不稳定性，因此，必须制备细胞的工作库并将其保存在低温储存中。如需更多信息和具体操作流程，请访问哺乳动物细胞的冷冻保存。

建议采用冷冻保存方法，在最低–130°C的温度下对细胞进行长期或无限期储存。所有细胞培养物在冷冻或冷冻保存前都应使用含有DMSO或甘油的冷冻保存液，以保护细胞免受冷冻和复苏过程的损伤。

标准的冷冻保存流程要求以不超过–1°C每分钟的速度缓慢冷冻。这可以通过使用可编程冷冻机或将冻存管放入绝缘盒（如Mr. Frosty冷冻容器）来实现。该容器设计用于在–70°C至–90°C的冰箱中将降温速率限制在接近–1°C每分钟，之后可以转移至液氮储存。

液氮储存系统主要有两种类型：气相和液相。气相系统可最大程度降低冷冻储存管爆炸的风险，并且在储存生物危害材料时是必须的；而液相系统通常具有更长的静态保存时间，因此更具经济性。

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细胞计数器的主要功能是计数活细胞和死细胞、测量存活率，并报告平均细胞大小。细胞计数器对于定量生长动力学至关重要，尤其是在实验室培养两种或三种以上细胞系时具有极大优势。大多数实验在后续分析前都需要准确、精确地测量细胞数量及其存活率。此项评估可以通过传统的血球计数板和显微镜手动完成，但自动细胞计数器（如Countess 3自动细胞计数器）可加快流程并提供更高精度的结果。

水浴有助于将培养基和试剂加热至适合细胞培养实验的温度，特别是在解冻冷冻试剂、冻存细胞和样品时。然而，如果水浴没有得到妥善维护，它可能成为细胞培养实验室中的污染源。现代替代水浴用水的产品是Lab Armor Beads（实验室护甲珠）。它们是由干燥的金属热合金制成的小型不规则金属珠，专为替代非循环、非震荡实验室水浴中的水或冰桶中的冰而设计。这种“干浴”消除了积水，有助于降低许多细胞培养实验室关键步骤中的污染风险。

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离心机在细胞培养流程的多个环节中至关重要，包括传代、冻存和解冻细胞。在这些阶段，含有细胞的物质会从培养容器中移入培养管，并通过离心将细胞与培养基或解离试剂分离。最终会得到细胞沉淀，可用于流程的下一步准备。

台式离心机通常因其体积小、易于操作而成为细胞培养的首选。在这些过程中，离心机的速度和离心力会根据所选细胞类型而有所不同。有些细胞系对离心过于敏感——请参照您的实验方案，判断离心机是否适合用于分离您的细胞。

成像系统用于细胞培养流程的分析阶段，以研究培养细胞。研究人员可能希望分析细胞的形态、生长速度和模式、细胞行为，或检查是否存在污染。在进行下一轮传代准备时，显微镜也是必不可少的工具。在解离步骤中使用显微镜观察细胞，有助于防止解离液对细胞造成损伤，并判断细胞是否已经脱落。像EVOS细胞成像系统这样的先进设备，采用明亮的LED光源和30多种高性能物镜，能够捕捉高分辨率图像。

大多数在细胞培养实验室中使用的材料都是消耗品。它们有助于降低污染风险，并为您的培养物提供无菌环境。常见的消耗品包括细胞培养容器和塑料制品，如培养板和培养瓶、移液器、移液器吸头、培养管以及腔室载玻片。此外，实验室消耗品还包括用于安全的细胞培养用品，如手套、工作服、鞋套和面罩。有关个人防护装备（PPE）和实验室安全的详细信息，请参阅细胞培养中的无菌技术与安全。

如需了解在细胞培养实验中可能需要的更多细胞培养用品，请参见下方列表。