二氧化碳（CO2）濃度在細(xì)胞培養(yǎng)中起著至關(guān)重要的作用，主要影響包括：

1. 維持培養(yǎng)液pH穩(wěn)定：動(dòng)物細(xì)胞大多數(shù)需要微堿性環(huán)境（pH 7.2～7.4），CO2與培養(yǎng)基中的碳酸氫鈉（NaHCO3）構(gòu)成緩沖系統(tǒng)，幫助維持培養(yǎng)液的pH值。隨著細(xì)胞代謝產(chǎn)生CO2，培養(yǎng)基會(huì)變酸，因此需要額外的CO2來(lái)平衡。

2. 細(xì)胞代謝和生長(zhǎng)的影響：CO2是細(xì)胞代謝的產(chǎn)物，對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝至關(guān)重要。細(xì)胞培養(yǎng)中不精確控制CO2分壓（pCO2），但維持在一定范圍（30 - 80 mmHg）十分重要。過(guò)高或過(guò)低的pCO2水平都不利于細(xì)胞生長(zhǎng)、代謝以及蛋白生產(chǎn)和質(zhì)量控制。

3. 影響細(xì)胞的代謝途徑：例如，HEK293細(xì)胞在特定的環(huán)境條件下，即使在指數(shù)生長(zhǎng)期也會(huì)同時(shí)消耗葡萄糖和乳酸。這種代謝轉(zhuǎn)變導(dǎo)致細(xì)胞代謝更加平衡，細(xì)胞密度更高。

4. 細(xì)胞分化和行為的影響：pH值的偏離最佳值可以改變癌細(xì)胞的行為，包括增殖、轉(zhuǎn)移、代謝適應(yīng)和腫瘤形成，通過(guò)改變選擇性pH敏感蛋白的結(jié)構(gòu)和功能。此外，CO2水平的變化也會(huì)影響細(xì)胞的分化，例如，提高的CO2（和降低的pH）水平加速了培養(yǎng)中的人類(lèi)前脂肪細(xì)胞的分化。

5. 細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境的模擬：在體外培養(yǎng)模型中，CO2的測(cè)量和監(jiān)控至關(guān)重要。溶解CO2濃度的理想操作范圍通常為5 – 30%，具體數(shù)值由培養(yǎng)過(guò)程和所使用的重組細(xì)胞系決定。溶解CO2濃度過(guò)高會(huì)對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，包括有害的代謝變化、生長(zhǎng)抑制以及由此導(dǎo)致的生產(chǎn)效率低下。

6. 細(xì)胞培養(yǎng)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)：在長(zhǎng)時(shí)間細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，維持CO2水平對(duì)于保持細(xì)胞的生理狀態(tài)至關(guān)重要。例如，使用先進(jìn)的技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞行為，提供對(duì)細(xì)胞遷移、增殖、分化等過(guò)程的深入理解。維持長(zhǎng)期生命條件，如溫度、CO2濃度和濕度，可能具有挑戰(zhàn)性，特別是在傳統(tǒng)的倒置顯微鏡下進(jìn)行觀察時(shí)。

綜上所述，CO2濃度對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)有著多方面的影響，包括維持培養(yǎng)液的pH穩(wěn)定、影響細(xì)胞代謝和生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝途徑、影響細(xì)胞分化和行為，以及在細(xì)胞培養(yǎng)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)中發(fā)揮作用。因此，精確控制CO2濃度對(duì)于細(xì)胞培養(yǎng)的成功至關(guān)重要。