细胞培养基的pH值一般7.0～7.4之间。由于碳酸盐pH缓冲体系是一种生理性的pH缓冲体系（是人体血液中最重要的pH缓冲体系），大多数培养基都用它来维持pH值的稳定，用粉末制备培养基时，往往需要加入一定量的碳酸氢钠。
对于大多数以碳酸盐为pH缓冲系统的培养基，有必要保持稳定的pH值， 恒温恒湿培养箱为了保持培养基中溶解的二氧化碳浓度，培养基中的二氧化碳需要保持2-10%之间。同时，细胞培养的血管需要一定的通风，以便于气体交换。
是否可以不需要二氧化碳培养箱哪里？研究发现，由于空气中二氧化碳浓度较低，如果不二氧化碳培养箱中培养细胞，培养基中的HCO3-会耗尽，影响细胞的正常生长。所以大多数动物细胞需要二氧化碳培养箱。
其他pH缓冲系统，如HEPES缓冲系统，通常添加到细胞培养基中以增加pH缓冲容量。HEPESph7.2和7.4之间具有很强的缓冲能力。当可呼吸培养容器从二氧化碳培养箱中取出时，由于空气中二氧化碳浓度较低，培养基中的碳酸盐缓冲系统将失去作用。此时，HEPES缓冲系统可以继续保持pH值的稳定性。
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