一、湿度在培养系统中的关键作用

在细胞培养与组织工程实验中，培养环境的湿度参数（通常以相对湿度 RH表示）不仅决定水分蒸发速率，还直接影响：

• 培养基浓缩度；

• 细胞渗透压平衡；

• 蒸发造成的pH偏移；

• 结构性组织样本的稳定性。

低湿度环境将加速培养基蒸发，改变细胞微环境；过高湿度又易导致冷凝、细菌滋生等问题。因此，一个性能可靠的二氧化碳培养箱必须具备稳定维持高湿度的能力。

二、3131培养箱的湿度维持范围：≥93% RH（典型值）

根据Thermo Scientific官方规格数据与实测结果，3131型号在标准工作状态下：

湿度维持范围为：90% ~ 95% RH（相对湿度）
典型工作湿度稳定值为：≥93% RH

该湿度水平通过被动蒸发加湿系统实现，稳定并接近水蒸气饱和状态，有效减少蒸发量并维持腔体气体含水量的恒定。

三、湿度控制系统结构详解

1. 自然蒸发式水盘加湿

3131采用底部不锈钢水盘加热蒸发方式，借助腔体内温度使水缓慢蒸发，从而保持恒定高湿。

• 无强制风扇扰动，避免气流对细胞剪切；

• 蒸发均匀，饱和度高，运行静音；

• 加水方便，结构易清洁。

2. 门加热与防冷凝设计

高湿环境常伴随冷凝风险，3131通过门体加热系统维持玻璃门温度高于露点，从源头抑制水珠凝聚。

3. 密封结构增强湿度封闭性

高密闭性箱门设计与硅胶门封条可有效防止湿气外泄，使腔体内部长时间维持高RH不需频繁补水。

四、相对湿度的定义与计算原理

**相对湿度（RH, Relative Humidity）**指的是当前空气中水汽分压力与在相同温度下饱和水汽压的比值，单位为%：

RH=(PH2OPsat)×100%\text{RH} = \left(\frac{P_{H₂O}}{P_{\text{sat}}}\right) \times 100\%RH=(PsatPH2O)×100%

在培养箱37℃设定下，饱和水汽压约为6.28 kPa。3131通过不断蒸发水分使箱体内水蒸气分压趋近于饱和状态，实现高湿维持。

五、实际环境中的湿度维持能力测试

通过标准实验条件（设定37℃、CO₂浓度5%、湿度目标≥90% RH）下的测试数据如下：

该数据表明，在未频繁开门状态下，3131可持续维持湿度在93%以上数十小时，适合多种连续性实验。

六、与其他同类产品湿度性能比较

3131在湿度维持上表现稳定、快速恢复、静音无噪，更适合对湿度波动敏感的样本（如胚胎、原代细胞等）。

七、湿度维持的实验影响

1. 避免培养基蒸发

高湿环境能有效防止培养液浓缩，提高细胞生长一致性与培养周期延续性。

2. 维持pH值稳定

蒸发带走HCO₃⁻可导致pH漂移，高RH可最大限度稳定碳酸盐缓冲系统。

3. 防止冷凝污染

水珠附着于腔壁或培养皿表面可能滋生杂菌，3131门加热可阻止冷凝点形成。

4. 提升细胞贴壁效率

特别是在无血清条件下，蒸发带来的渗透压波动会影响细胞附着与分化，高湿环境可改善实验基础条件。

八、影响湿度维持效果的因素

九、用户应用场景反馈

✅ 干细胞培养平台

某研究所对人iPSC进行长期分化实验，持续10天不换液。使用3131后，培养基蒸发量不足5%，终点pH一致，细胞形态良好。

✅ 胚胎实验中心

小鼠胚胎体外发育阶段，3131保持RH >93%，门体无凝水，胚胎发育率从以往的70%提高到88%。

✅ 自动化高通量站点

在使用机械臂取放样本的场景下，3131仍能稳定保持湿度≥92% RH，表明其密闭性和加湿效率优越。

十、湿度维护建议与优化技巧

• 建议水源：电阻率>10 MΩ·cm的去离子水；

• 推荐加水频率：每2–3天一次，依据环境调整；

• 水盘清洁周期：每周擦洗一次防止生物膜形成；

• 开门时可遮挡水盘上部，避免瞬间冷凝扰动；

• 定期观察门封干裂情况，必要时更换。

十一、结论

Thermo Scientific 3131培养箱在湿度维持方面具有以下优势：

• 典型相对湿度维持值 ≥93% RH；

• 稳定性好，适应24小时连续实验环境；

• 恢复时间快（10–15分钟内可回到稳态）；

• 加湿系统简洁耐用、维护便捷；

• 适用于干细胞、胚胎、长周期药物测试等对蒸发极其敏感的实验场景。

其综合表现不仅满足日常生物实验需求，更适合高精度细胞工程、生物制药、免疫学等科研领域的高要求应用。