監測和調節氧（除了溫度和CO 2）的濃度的能力是在細胞培養工作站和孵化器日益可用。 在這種情況下，重要的是清楚地了解氣體和液體氧濃度的定義。 例如，百分比的使用并不總是與濃度相關。 盡管大氣氧的百分比在高和低海拔（以及相應的壓力）下是相同的（20.9％），但是在極高的高度處濃度（ppm或mg / L）降低，因為壓力的降低減少了氣體分子的數目當下。 另外，工作站或培養箱的氣體氣氛中的氧濃度與細胞培養基的液相內的氧濃度不同。 事實上，當討論液體中的氧溶液時，定義一定量的氧的含義更為關鍵。

氧氣在液體中溶解的程度由許多規律和因素決定，當測量液體中的溶解氧和在氧氣減少的環境中工作時，必須考慮所有這些因素。 通常，當編程工作站或孵化器設定點時，選擇的氧百分比的報告是指僅針對室內的氣氛選擇的百分比，而不管所選擇的細胞培養基的溫度，高度和鹽度，所有這些都影響溶解度的氧氣。 相關參數，其是細胞培養物本身中的氧的量，通常被忽略。 這可以相對或**地報告。

關于氣體擴散到液體中的法律

三種定律決定了氣體擴散到液體中的程度：

Dalton的部分壓力定律

道爾頓定律規定，氣體混合物中的單獨氣體的壓力與同一系統中存在的**氣體的壓力相同。 因此，非反應性氣體的混合物的總壓等于每種單獨氣體的分壓的總和。

亨利定律

亨利定律指出，在恒定溫度下，液體中給定氣體的濃度與施加氣體的分壓成正比。當液體上方的壓力增加時，液體中的溶解氧的量成比例地增加。

理想氣體定律

理想氣體定律規定每種氣體的分壓是依賴于并且與存在的氣體分子的數量成比例。在這方面必須考慮亨利定律; 對氣體分子數量的任何改變（例如，通過高度變化）將改變其分壓，并因此影響氣體在液體中溶解的能力。

總之，氣體擴散到液體中的程度與施加氣體的分壓成正比并且取決于氣體施加的分壓。

影響溶解氧在液體中的濃度的其它因素

三個另外的因素特別影響液體中溶解氧的濃度。

溫度

氧在液體中的溶解度與液體的溫度成反比，當考慮百分比飽和時必須考慮該溫度。例如，在15℃下，水將保持**大為11.24mg / L，而在30℃下，其將保持7.54mg / L。在兩個溫度下保持一半可能量的氧的水將連續地顯示為50％的飽和度，盡管該濃度將大大不同。 另外，用于測量溶解氧的常用工具是電化學探針，由此氧必須擴散穿過半透膜，受溫度影響的過程（Lighton 2008）。

鹽度

氧的溶解度也與給定液體的鹽度反相關。 隨著鹽度增加，氧必須競爭水分子之間的空間以溶解。 再次，因為這影響**大可能的氧飽和度，在評估百分比飽和度時必須考慮鹽度。

高度

隨著高度增加，壓力下降。 這種壓力的降低導致存在于空氣中的氣體分子（包括氧氣）的數量減少，這影響亨利定律和理想氣體定律（上文詳述）。 當測量液體中氧氣的飽和度百分比時，必須考慮海拔高度的大幅增加。

定義溶解氧的濃度

在混合氣體群中或當溶解到液體中時，氣體的濃度可以以多種方式限定。 常用方法是空氣飽和度百分比（即20.9％O 2）或使用分壓（PO 2）。 在干燥的大氣中，這涉及總氣壓（760mmHg）和由氧氣貢獻的比例（20.9％）; 760×0.209 = 160mmHg。

當氣體溶解在液體中時，上述定義和它們的含義都改變。 在這個意義上，百分比的使用使存在的溶解氧的量與在水中可能的**大量相關; 當在固定溫度，鹽度和壓力下的水體積達到平衡并且被空氣完全飽和時，其可以被定義為包含100％的氧。 這些通常被認為是相對溶解氧測量。

作為更精確的替代方案，相對于存在的分子的總數計算濃度的**測量。 這些通常包括每百萬份（ppm的，O-的每個樣品中存在的所有樣品的百萬2分子的數量），mg / L和摩爾（相對于固定體積濃度）（每升液體體積的 O 2毫克） 。

溶解氧在細胞培養中的應用

僅暴露于具有降低的氧濃度的氣相（例如，由于培養箱或工作站中的內容物的變化）的液體組織培養物將需要約5-10小時的溫育以達到平衡，而不搖動/攪拌培養基（Fernandes等人，2010年），據說形成Ø組織培養皿中2梯度。 在培養物本身的細胞間隙中可觀察到氧濃度的進一步降低（Pettersen等人2005）。

當使用前介質中的氧水平降低時，對暴露于高于期望的和不一致的氧水平的培養物的影響被顯著地**小化。 HypoxyCOOL™是一種經過測試的，可重復的方案，可在短短三小時內快速，精確地減少培養基中的溶解氧。