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細胞培養基的pH一般在7.0-7.4之間。由于碳酸鹽pH緩沖體系是一種生理pH緩沖體系(是人體血液中最重要的pH緩沖體系)，大多數培養基都是用它來維持穩定的pH值，用粉末配制培養液時，往往需要加入一定量的碳酸氫鈉。
對于大多數以碳酸鹽作為pH緩沖體系的培養液，為了維持穩定的pH，培養箱中的二氧化碳需要維持在2-10%之間，以維持培養液中溶解的二氧化碳濃度。同時，用于細胞培養的容器需要一定程度的通風，以便于氣體的交換。
使用其他pH緩沖系統是否不需要二氧化碳培養箱？已經發現，由于空氣中二氧化碳濃度低，如果細胞不在二氧化碳培養箱中培養，培養液中的HCO 3-將被耗盡，這將影響細胞的正常生長。因此，大多數動物細胞的培養仍然需要二氧化碳培養箱。
細胞培養基中常加入其他pH緩沖體系，如HEPES緩沖體系，以增加pH緩沖容量。HEPES在pH7.2-7.4有很強的緩沖能力。當可呼吸的培養容器從二氧化碳培養箱中取出時，培養液中的碳酸鹽緩沖體系會因為空氣中二氧化碳濃度低而失去作用。此時HEPES的緩沖體系可以保持pH穩定。
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