一、一次性防菌垫的定义与作用
一次性防菌垫，顾名思义，是一种置于培养箱托盘之下的可替换垫片，通常由多层过滤介质构成，中间夹有吸附或抑菌材料，其表面涂覆有抗菌涂层或兼具吸湿功能。其主要作用在于：
阻隔微生物上行或下行传播：床垫上若撒落少量培养基溅物，有可能携带微生物；防菌垫可有效阻止杂菌向下渗透至箱体底层，抑制繁殖。
吸附湿气与残余液体：水套式设备本身湿度较高，若罐内湿度过旺，托盘与托架之间易积聚冷凝水。防菌垫通过其亲水性与多孔结构，可以加速本底水分的吸收，降低培养箱内整体湿度波动幅度。
减少器皿滑动与破损风险：某些防菌垫在设计时兼顾了摩擦力，令试管、培养皿等实验耗材置放在托盘上时更加稳定，降低意外碰撞导致的仪器损伤或细胞样本破坏概率。
简化日常清洁程序：在没有防菌垫的情况下，科研人员需要定期对托盘进行彻底清洗与消毒；而有了可更换的一次性垫片，则仅需定时更换旧垫，减少物理擦洗工序，有助于节省劳动力、降低人为交叉污染风险。
二、市场上设备的配件清单与厂商标配情况
市面上常见的水套式二氧化碳培养箱品牌包括Thermo Fisher（赛默飞世尔）、SANYO（三洋／松下）、Binder、ESCO等，不同型号间虽然在控制系统、加湿方式、搅拌布局等方面存在差异，但就一次性防菌垫的标配与否来看，大体可归纳为以下三种情形：
作为选购项单独出售
部分国外主流品牌并不将一次性防菌垫作为标配件，而是将其列为可选附件。用户在采购时需向销售代表提出购买意向，厂家会将防菌垫与标准托盘一同打包。对于实验室预算较为紧张或认为常规消毒方式足以满足需求的单位而言，这类选配模式能够降低初始购买成本；但是后续若要持续补充耗材，则需额外核算开支。与托盘套装打包配送
某些中小型培养箱厂商为提高设备易用性，会以“托盘+一次性防菌垫”套装形式进行销售。无论用户是否主动提出，设备出厂时即随箱附赠一定数量的垫片（如每个托盘5–10张）。这样做的好处在于：用户开箱即可直接使用，既能体验防菌垫带来的便利，也能在前期评估效果后决定后续采购数量。相对而言，这种模式会在设备标价中包含一定比例的耗材成本。不提供该配件，由第三方或实验室自行制作
有些国产或小众品牌，出于降低制造成本、简化生产环节的考虑，并不主动推广一次性防菌垫。此时，若实验室确有需求，可以联系第三方实验室耗材厂家生产定制规格、材质的防菌垫；也可以在内部利用多层医用纱布、静电吸附层或吸水棉片自行叠加拼装。但此种方案需要用户自己验证材料无毒性、无重金属残留，并确认通过灭菌后不会释放有害物。若挑选不当，反而会给培养箱内部带来二次污染风险。
综合目前市面情况可以看出，水套式二氧化碳培养箱并非统一标配一次性防菌垫，而是分品牌与型号、分档次与市场定位决定是否包含该配件。用户在购买时应提前与销售商沟通，明确当天出厂的标配清单及可选附件，避免后续因缺料而影响正常使用。
三、一次性防菌垫的材质与工艺要求
为了让垫片在培养箱内既能承载吸湿、抑菌功能，又不对细胞生长环境造成二次危害，其材质与生产工艺需满足以下要求：
原料需符合生物实验室标准
防菌垫的基材往往选用聚丙烯（PP）或聚酯无纺布，与医用级过滤介质相似，中间夹层可能含有活性炭或银离子等抗菌成分。但无论是哪种配方，都需具备生物相容性，经严格检测后方可投放市场。劣质原料或含有增塑剂、重金属的产品，会通过水蒸气缓慢释放污染物，对细胞生长造成潜在伤害。因而用户在选购时，应索要材料检测报告或相关合格证明。滤层孔径与吸湿性能需均衡
滤层的孔径如果太大，会降低过滤效率，无法阻拦部分微生物；若太小，又会影响水分迅速通过膜层被吸附，形成积水。理想的孔径控制在0.3–0.5微米左右，既能有效阻挡大多数细菌与真菌孢子，又能在培养箱湿度升高时吸附足量水分。通常，厂家会在垫片中间加入一层超细纤维层或活性炭颗粒，以增强吸附效率。抗菌成分要稳定且释放规范
较为常见的抗菌剂类型包括：银离子、铜离子、尼泊金酯衍生物等。其中，银离子由于对多种细菌、真菌具有广谱抑制作用，且对人体与细胞毒性较低，应用最为广泛。但垫片中银离子的释放速率与累积量，要严格控制在安全范围（例如总含量不超过0.1%），否则在高湿度条件下，金属离子会弥散到培养槽中，影响细胞生长。为了保证出厂质量，正规厂商通常会进行离子释放曲线测试，并附带相关报告。尺寸与贴合度需与托盘匹配
一次性防菌垫应与培养箱托盘的实际尺寸相吻合，过大容易翘边形成死角，过小则无法覆盖托盘全部区域。理想的垫片边缘距托盘边缘保持约0.5–1厘米的空隙，以避免物理挤压或因热胀冷缩导致贴合不良。在定制或选购时，务必向厂家提供准确的托盘尺寸，并要求试用装或样品进行实际贴合测试。
四、一次性防菌垫的使用频率与更换规范
即便防菌垫能够吸附水分并提供抑菌保护，也并非“一劳永逸”。根据不同实验室的使用强度与环境条件，更换频次与检查方式会存在差异，归纳如下：
高频使用环境（每日多次开关箱门或长时间高湿培养）
对于需要连续进行几天乃至数周高湿度培养的项目，箱内湿度往往维持在90%以上，托盘与垫片会因持续吸湿而迅速饱和。此时，建议每次培养结束后，取出耗材并更换一次性垫片；若条件允许，也可在每日工作结束时进行更换，以避免孢子或霉菌在垫片表面繁殖。中等频使用环境（常规细胞传代、偶尔保持培养）
大多数基础型实验室属于此类情形，箱门打开次数有限，湿度控制在50%–70%之间。可将一次性防菌垫的更换周期设置为每周一次；若发现垫片表面出现黄斑、局部变色或有异味，则应提前更换，并对托盘进行清洁。低频使用环境（仅用于样品短期储存或特定实验）
如果培养箱使用频次很低，例如仅用于将细胞短暂保存在设定气体环境中，箱内湿度也较低，垫片可保持更长时间的有效性。此时，每两周至一个月更换一次即可。但需要注意，在换季或气温波动较大的时期，室内空气湿度会影响箱内环境，因此应在湿度较高的节点及时检查并更换垫片。更换时机的判断要素
外观变化：垫片表面若出现霉斑、颜色斑点或分层脱胶现象，说明已失去防菌功能，应立即更换。
触感与重量：若用手指轻轻按压垫片，若能明显感觉到水分滋生或弹性消失，则说明已接近饱和。称重方法亦可：若发现重量较初始增加超过20%–30%，可判定垫片已饱和，需要更换。
实验异常：若在同一批次实验中连续出现偏高的细胞污染比例或孢子生长痕迹，应排查垫片是否失效，并在必要时全盘更换所有托盘垫片，配合彻底清洁、消毒程序共同执行。
五、可能的替代方案与配合措施
尽管一次性防菌垫能够在一定程度上降低箱内微生物污染风险，但它并非万能。实验室在日常维护中，还应搭配其他手段共同发挥作用：
定期紫外消毒
借助培养箱内置紫外灯，在箱门关闭状态下进行至少15分钟的紫外照射，可对空气与可见平面进行表面灭菌。若实验室人员能每周至少进行两次紫外消毒，并在更换垫片时同步开启，将显著降低微生物在垫片周边的滋生几率。化学消毒剂擦拭
对于托盘、支架、箱壁等可接触部位，使用75%酒精或过氧化氢消毒液进行擦拭，可进一步去除垫片不能覆盖的隐蔽区域。对于严谨的无菌需求，可使用低浓度的次氯酸钠溶液消毒，但需要注意对金属部件的腐蚀风险。循环水更换与消毒
水套式设备的加热依赖于循环水系统，若循环水长期不更换或水质控制不当，会成为细菌、藻类滋生的温床。建议每隔三个月或根据仪器说明书要求，将循环水抽出，清洗水管与换热器后，加入经过0.2微米过滤的灭菌纯化水。在水中添加适量符合厂商建议的抗藻剂或经核准的生物抑制剂，也能在一定程度上抑制微生物繁殖。定期维护与校准
培养箱使用一段时间后，温度与CO₂控制系统可能偏离标称值，导致湿度不易精准控制。定期请专业技术人员校准温度传感器、CO₂探头与湿度传感器，可保证湿度处于目标区间，减少因湿度失控而导致的垫片过快饱和或霉菌繁殖风险。合理规划实验流程
实验室应在开展细胞传代或新样本接种前，预先规划好培养箱内的物品放置顺序，将已消毒并贴有防菌垫的托盘置于排最前方，待确认环境稳定后再逐步添加样本。操作时避免长时间频繁开关箱门，也尽量减少在箱内进行取放操作，以降低外界微生物进入箱体的可能性。
六、选择一次性防菌垫时需考虑的因素
实验室在决定采购一次性防菌垫时，除了关注价格与替换频次，还要综合考虑以下几个方面：
材料来源与质量保证
应优先选择具备ISO 13485或其他相关认证的耗材生产商生产的产品。若是国内第三方定制，应索要材料检测报告及无毒性测试报告。确认滤层、抗菌涂层与底材三者之间粘结牢固，避免出现脱层或粉尘析出情况。包装与灭菌方式
市售的防菌垫若采用单片独立包装，便于每次取用时保持无菌状态；若是多片捆绑包装，考虑到开封后需要尽快使用完毕，避免长时间暴露在空气中。包装袋袋口处的微孔透气性，也能影响垫片内部残留湿度。大多数厂家会在出厂前进行辐照或环氧乙烷灭菌，应核实包装上是否注明灭菌方式以及灭菌有效期。适配性与兼容性测试
由于不同厂家生产的托盘厚度、尺寸、表面涂层等可能存在差异，若将第三方垫片直接套用到原厂托盘上，有可能出现整体贴合不良或滑移现象。因此建议先与耗材供应商索要样品，在实验室真实环境下测试贴合效果、吸湿速度与抗菌性能，经评估合格后再大批量采购。环境友好与可降解性
随着环保意识增强，部分实验室不愿产生大量一次性塑料废弃物。市场上出现了若干可生物降解或可焚烧处理的环保型防菌垫，采用PLA（聚乳酸）等可降解聚合物作为基材。这类产品在保持吸湿抗菌功能的前提下，可以通过有机堆肥或专业焚烧设施进行处理，减少实验室对环境的负担。
七、成本效益分析
一次性防菌垫能够降低清洗频次、减少箱体内部化学擦拭需求，但相对而言会产生持续性耗材成本。为了帮助实验室管理者做出合理决策，下面给出一份简化版成本对比示例（仅供参考，具体数值需结合实际采购价格与实验室使用强度）：
耗材购置费用
若某品牌一次性防菌垫单价约为5元/片，托盘数量为5片，则一次性更换套装费用约25元；若高频使用环境需每周更换一次，则月费用约100元。
相比之下，若采用传统方式对托盘进行酒精或化学药剂擦拭，所需消毒液与劳动力成本（若人工成本按50元/小时计算，每次彻底清洗约0.5小时）约为25元/次，若每周两次，则月成本约200元。
设备维护与故障风险
没有防菌垫且依赖单纯化学消毒时，托盘上的残余化学品或水渍，可能导致培养箱内部金属件或电路板受腐蚀，增加维护成本。假设一年保养费用增加约2000元。
使用防菌垫后，可延长托盘使用寿命，减少因腐蚀导致的部件更换频率，间接节省每年1000元左右的维护支出。
实验失败率与时间成本
若实验室因培养箱内部微生物污染导致一个月内出现2次污染事故，每次重做实验涉及试剂、细胞株损失与人力占用，约计损失2000元。
使用防菌垫配合其他无菌措施后，将污染率降低至月均0–1次，可节省约1500元的损失。
综合上述要素测算，尽管一次性防菌垫本身会产生稳定的耗材预算支出，但与减少化学消毒频次、降维维护成本及降低实验风险所带来的节省相比，其性价比往往更高。特别在高强度、严要求的细胞培养环境下，投入一小部分耗材费用换取持续的实验稳定性与可靠性，是一种值得考虑的策略。
八、案例分享：不同实验室的实践经验
高校基础研究实验室
某医学院基础细胞生物学实验室，拥有两台水套式培养箱，主要进行肿瘤细胞系与原代干细胞研究。在引入一次性防菌垫之前，常规紫外灯消毒与化学擦拭仍无法完全杜绝偶尔出现的瓶壁污染与托盘底部水渍霉斑。采购一次性防菌垫后，实验室在每张托盘下方铺设一张垫片，每周更换一次，并在更换当日对箱体内壁进行化学擦拭，紫外灯照射30分钟。
结果显示：一个季度内未发生因箱体内部导致的实验污染事故；
托盘清洗需求减少50%，相应的劳动力配置从两人每周4小时调整为两人每周2小时；
周边同事在看到防菌垫使用效果后，也陆续向楼栋共享采购了同款耗材。
医院检验技师实验室
某综合医院临床检验科室，以二氧化碳培养箱作为细菌培养与真菌培养的补充设备，日常操作频率极高。考虑到培养箱内高湿度环境易导致反复污染，技术主管决定由科室统一向耗材商订购专用防菌垫，每次采购量为300张，供应6个月用量。在使用中：垫片搭配70%乙醇定期擦拭，严格按照“每日更换、每月紫外检测、更换垫片后进行生物指示剂验证”的流程执行；
由于医院对环境卫生有更高要求，还对垫片更换做了台账记录，护士长每周汇总一次；
一年后，该科室培养箱内菌落率下降了40%，再感染率也大幅减少，院方评价该举措为“低成本高回报”的改进方案。
小型生物试剂公司质控室
某生物试剂公司需用培养箱进行批量试剂检测，以确保出厂产品无菌。鉴于公司规模不大，采购多品牌耗材成本较高，他们采用自制方案：将医用级无纺布、活性炭层与不含荧光增白剂的吸水棉叠合，通过高温高压灭菌后裁剪成与托盘尺寸一致的垫片。试制初期，由于自制材料孔径不够均匀，几次出现吸湿不及时且内部滋生霉菌的问题；经过三次改进后，确定了最佳的材料配比与多次清洗工艺，最终保证了垫片除菌率＞99%。
在连续使用八个月后，该垫片完全满足实验室需求，且成本下降了70%。不过，由于要承担自制风险，其质控人员每月需对垫片进行末端菌落检测，以防止潜在隐患。
以上案例说明，是否使用一次性防菌垫、如何选择与应用，必须结合实验室规模、预算、使用强度以及对无菌环境的需求程度综合考量。即便同样是水套式二氧化碳培养箱，不同实验室在采购与使用此类耗材时，也会得出各异的实践经验与效果。
九、使用一次性防菌垫可能存在的局限与潜在风险
尽管一次性防菌垫具有诸多优点，但它并非万能，使用过程还需警惕以下几点：
积水滞留风险
若垫片吸湿速度过快但未及时更换，水分可能在垫片下层或托盘边缘滞留，形成“死水区”，长此以往，会诱发厌氧细菌滋生。为此，用户必须按规定周期更换，且在更换时注意清理托盘下凹槽与托架接口处的残余水迹。细菌、真菌的耐受性
市面上的防菌垫多采用银离子等抗菌成分，但少数耐药菌株对银离子的敏感性降低，可能在垫片表面存活并逐步繁殖。因此，仅依赖垫片而不配合其他无菌措施，难以实现全面灭菌。与培养基或试剂的相容性
若垫片在设计时未充分考虑所用培养基中蛋白或盐类对垫片抗菌层的腐蚀性，在高温高湿环境下，垫片抗菌层可能出现分解或脱落，影响细胞生长。为此，购买前应了解厂家对产品相容性的测试数据，并可自行取少量预先与实验室常用培养基做适配性测试。环保与废弃物处理压力
不少实验室不具备集中焚烧或高温无害化处理设施，一次性垫片使用后若直接丢入普通固废桶，将造成环境负担。理想情况下，应将其与生物医用废物分开回收，委托有资质的第三方进行焚烧处理。若实验室规模较小，收集到一定数量后，可集中交由所在单位机构统一处理，或与有条件的临近大实验室联合处理。未经验证的第三方耗材带来的质量风险
悬殊的市场价格背后，往往隐藏着生产工艺与质量控制的巨大差距。若选择低价且缺乏资质保证的防菌垫，反而可能导致培养箱内部出现难以追溯的污染源，影响实验室整体的质量体系。因此应尽量选用品牌正宗、已通过相关检测并能提供批次报告的正规耗材。
十、总结与建议
综上所述，水套式二氧化碳培养箱并不一定自带一次性防菌垫，而是取决于品牌、型号及售后服务策略。如果实验室对细胞培养环境有较高的无菌需求，建议在采购阶段与销售商沟通清楚是否包含防菌垫，或在选型时考虑带有一次性防菌垫标配的机型。如果设备标配不含耗材，也应结合预算与使用强度，决定是否后期自行购置或定制。
对于确实采用一次性防菌垫的实验室，应注意：
认真甄别材料与供应商资质，避免因耗材质量不佳而引入二次污染；
制定合理的更换周期与记录制度，结合实验室实际使用频率与环境条件，设定周、月、季不同层级的更换规范；
配合紫外消毒、化学灭菌与循环水消毒等多重无菌手段综合实施，避免单一依赖耗材；
关注环保与废弃物处理，将使用过的一次性垫片与其他生物医用废物分类回收，对环境负责；
在使用过程中持续监测与验证，可定期进行表面或空气菌落计数，以评估整体无菌方案的有效性，并及时进行改进。
总而言之，一次性防菌垫作为水套式二氧化碳培养箱无菌环境建设中的一种辅助手段，在合理选购与正确使用的前提下，能够显著降低培养箱内部的微生物污染风险，提高细胞培养实验的稳定性与重复性。但需注意其并不能替代紫外灭菌与化学灭菌，并且存在使用周期与环境相容性等局限。只有在严格的无菌操作规范与多重防护措施共同作用下，才能最大化发挥该配件的价值，为科研与临床实验提供更可靠的技术保障。
