细胞是构成所有活的有机体的基本单位。要想研究细胞的功能/代谢以及细胞对环境诸因素影响的反应等，需要创造既能使细胞脱离复杂环境的直接影响，又能维持正常生命活动的环境条件。二氧化碳培养箱就是这样一种能使细胞在人工环境正常生长的科学实验装置。
二氧化碳培养箱是通过在培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞/组织在生物体内的生长环境，培养箱要求稳定的温度（37°C）、稳定的CO2水平（5%）、恒定的酸碱度（pH值：7.2-7.4）、较高的相对饱和湿度（95%），来对细胞/组织进行体外培养的一种装置。
目前，二氧化碳培养箱通过模拟微生物、组织、细胞等生长环境，提供稳定的温度、二氧化碳浓度、提供饱和湿度其广泛应用于细胞、组织培养和某些特殊微生物的培养；常用于微生物培养，细胞动力学研究、哺乳动物细胞分泌物的收集、各种物理、化学因素的致癌或毒理效应、抗原的研究和生产、培养杂交瘤细胞生产抗体、体外授精（IVF）、干细胞、组织工程、药物筛选等研究领域；已经成为上述领域实验室普遍使用的常规仪器之一。
为了对细胞培养进行严格的质量监控，必须使用符合细胞培养要求的培养箱，而合格的二氧化碳培养箱都有两条基本的要求：
一是要求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；
二是要求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。
例如，保持培养箱内恒定的温度是维持细胞健康生长的重要因素，因此精确可靠的温控系统是培养箱不可或缺的重要部分。而采用了温度探头传感器的多重温控功能的二氧化碳培养箱，则可缩短温度恢复时间，增强了箱体环境的稳定性。
所以，在二氧化碳培养箱的内部小室中，通常配备有很多传感器检测元件。例如，温湿度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器等。
目前GSS推出的迷你型红外二氧化碳传感器MINIR有着很小的尺寸（20mm外径）
同时，为了满足模拟量输出的客户需求，推出了COZIR-W这种模拟量输出的红外CO2传感器。
微处理控制系统是维持培养箱内温度、湿度和CO2 浓度稳态的操作系统。微处理控制系统和其它各种功能附件（如高低温自动调节和警报装置、CO2警报装置、密码保护设置等）的运用，使得二氧化碳培养箱的操作和控制都非常的简便。
CO2传感器是用来检测箱内CO2浓度，将检测结果传递给控制电器及电磁阀等控制器件，如果检测到箱内CO2浓度偏低，就会自动打开电磁阀，CO2进入箱体内，直到CO2浓度达到所设置的浓度，此时，电磁阀才会关闭，箱内CO2切断，达到稳定的状态。气体混合泵将箱内底部CO2气体与空气充分混合，均匀后，再次注入箱内，避免了CO2的分层或不均匀的现象。
CO2采样管将箱内CO2和空气混合后的气体取样到机器外部面板的采样口，以随时是使用CO2浓度测定仪来检测CO2的浓度是否达到要求。置于气流通路中的传感器结合和微处理器，能够对气流通路中的温度、二氧化碳浓度提供及时的监测提醒，以便对培养箱环境要素实现精确、稳定的控制。
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