一、水盘在CO₂培养箱中的作用机制

1.1 湿度维持

水盘通过自然蒸发或风扇加速蒸发作用，在培养箱内部形成90%~95%的高湿度环境，从而：

• 减少培养基蒸发；

• 稳定细胞生长微环境；

• 避免pH变化（蒸发浓缩效应）；

• 降低培养皿壁面水分蒸腾引起的渗透压异常。

1.2 温度调节缓冲

水作为比热容较大的物质，能起到一定的热缓冲作用，使箱体温度更加平稳，抵抗外界干扰。

二、水盘更换不及时的风险分析

2.1 微生物污染源头

在湿热环境中（37°C，高湿），水盘成为：

• 细菌孳生温床：如假单胞菌、大肠杆菌；

• 霉菌/酵母生长地：包括黑曲霉、青霉属；

• 藻类生长平台：若使用含氯或光照强烈区域的自来水；

• 支原体散播平台：通过空气气溶胶进入培养基。

这些微生物即便未直接进入培养皿，也会通过空气流动、实验员操作、门开闭行为传播，最终造成细胞污染。

2.2 pH失控与气体浓度波动

若水盘水量不足，湿度降低将加速培养基蒸发，培养液pH值波动，引起细胞应激反应或死亡。

2.3 水垢和沉淀物积累

使用硬水或矿物质含量高的水源，会在水盘形成沉积物（钙镁盐），影响蒸发效率并腐蚀内胆。

三、厂商与行业标准建议更换周期

结论建议频率范围：

建议水盘至少每周更换一次水，同时每2周彻底清洗并消毒。 特殊高敏实验应增加频率。

四、决定水盘更换频率的变量因素分析

实际使用中，水盘的更换频率应根据以下因素灵活调整：

4.1 实验类型

• 普通贴壁细胞培养：每周更换基本可满足需求；

• 干细胞、iPSC培养：建议每3~4天更换一次；

• 支原体易感染实验：采用日常换水+抗菌剂+高频清洗；

• 病毒/疫苗生产：应采用每日监控湿度与定期微生物检测。

4.2 水源纯度

• 超纯水/Milli-Q水：污染风险小，更换周期可适度延长；

• 去离子水（DI water）：仍存在微生物隐患；

• 自来水：不建议使用；更易生菌并有沉积物问题。

4.3 实验室环境

• 通风条件差、人员进出频繁、门开启次数多的实验室，需增加换水频率。

4.4 培养箱使用频率

• 24小时连续运行的箱体比间断使用者需更频繁更换；

• 若样品多（如药筛板、大批量培养皿），需增强管理。

五、水盘更换与清洗流程标准操作程序（SOP）

步骤一：准备

• 手套、消毒剂（如70%乙醇、次氯酸钠）、新鲜高纯水；

• 必要时准备铜离子棒或抗菌片（抑菌剂）。

步骤二：水盘移除

• 打开培养箱门，缓慢取出水盘，避免溅洒；

• 检查有无杂质、异色、沉淀、霉斑。

步骤三：清洗消毒

• 使用无菌纱布擦拭水盘；

• 以热水+中性清洁剂清洗，再以高压蒸汽或紫外照射杀菌；

• 定期（如每月）使用稀释漂白水彻底消毒后漂洗干净。

步骤四：补水与复位

• 加入新鲜灭菌水或超纯水；

• 保持水量约水盘容量80%，勿注满；

• 若有湿度传感器，确认其未接触水面。

步骤五：记录与复查

• 在培养箱日志中记录更换时间、水源批次；

• 若有污染报警，应优先检查水盘来源。

六、水盘污染检测与评估手段

6.1 肉眼检查法

• 水面浮物、絮状物、白色斑块为污染早期表现；

• 颜色变化如发黄、发绿说明已有微生物生长。

6.2 微生物培养法

• 抽样培养水样于营养琼脂平板；

• 可检查细菌、真菌、生孢子体等指标。

6.3 快速ATP检测法

• 利用ATP荧光检测设备判断生物活性污染；

• 可实现10分钟内定量污染评估。

七、水盘相关的新型抗污染策略

7.1 铜离子杀菌法

• 将铜片或铜球置于水盘底部，利用铜的抗菌性抑制生长；

• 需每6~12个月更换。

7.2 抗菌陶瓷片

• 一种含银离子和活性氧微孔陶瓷材料，逐渐释放抑菌因子。

7.3 加湿器替代水盘

• 部分高端CO₂培养箱采用自动湿度控制加湿器，避免开放水面污染。

7.4 紫外灭菌水源系统

• 使用UV-C照射预处理系统净化加注水源；

• 可在RO纯水基础上进一步控制微生物含量。

八、未来趋势与智能监控

8.1 湿度传感器智能分析

• 智能湿度传感器可判断蒸发效率下降，反推水质变化；

• 与物联网平台结合实现“换水提醒”。

8.2 云端设备日志管理

• 自动记录换水与清洗周期，防止遗忘；

• 联动报警系统提醒异常变化。

九、结语

CO₂培养箱的湿度系统虽然结构简单，却在整个细胞培养环境控制中发挥着不可替代的基础作用。水盘作为湿度调节的载体，其管理不当极易成为污染源，影响实验质量、样品安全甚至研究成果的可靠性。

综上所述，建议CO₂培养箱在使用期间每周至少更换一次水盘，水源使用超纯水或灭菌水，并结合每月一次彻底清洗与消毒。对于高要求实验（如干细胞、疫苗、毒性检测等），更应缩短更换周期