細胞培養基大盤(pán)點(diǎn)

培養基主要有：天然細胞培養基、合成細胞培養基和無(wú)血清細胞培養基等。

天然細胞培養基是人們早期采用的細胞培養基，直接取自于動(dòng)物組織提取液或體液，如血漿凝塊、血清、淋巴液、胚胎浸出液等。營(yíng)養價(jià)值高，但成分復雜，差異大、不穩定，來(lái)源也受限制。水解乳蛋白和膠原是兩種較好的天然培養基，富含氨基酸。血清是天然培養基中有效的培養添加物，但其組成成分復雜，其中一些成分與功能不明確。血清的來(lái)源有胎牛血清、小?；虺膳Ｑ?、馬血清、雞血清、羊血清及人血清，廣泛應用的為胎牛血清和小牛血清。

合成細胞培養基是用化學(xué)成分明確的試劑配制的培養基，組分穩定，主要包括糖類(lèi)、必需氨基酸、維生素、無(wú)機鹽類(lèi)等。1950年，Morgan成功研制出具有確定化學(xué)成分的細胞培養液，即M199培養基，可用于培養多種種屬來(lái)源的細胞。1951年，Harry Eagle研發(fā)了動(dòng)物細胞體外生長(cháng)的人工合成培養基，即Eagle's minimum essential medium基(MEM培養基)，是目前使用廣泛的合成細胞培養基之一。合成細胞培養基發(fā)展至今已有幾十種，除了沿用半個(gè)世紀的基礎合成細胞培養基之外，近年來(lái)還出現了營(yíng)養成分更加豐富的低血清細胞培養基。

在細胞培養中，需要根據細胞種類(lèi)和培養條件的不同選擇合適的合成細胞培養基。目前，在動(dòng)物細胞培養中常用的基礎細胞培養基有BME、MEM、DMEM、RPMI-1640、Ham F12、M199 等。由于天然培養基的一些營(yíng)養成分不能被合成細胞培養基*代替，因此一般需在合成細胞培養基中添加5％～10％的胎牛血清。胎牛血清的加入對細胞培養非常有效，但胎牛血清的成分復雜，這對培養產(chǎn)物的分離、純化和檢測會(huì )帶來(lái)一定的不便，為減少胎牛血清的影響，開(kāi)發(fā)了營(yíng)養成分更加豐富的低血清細胞培養基，可以將胎牛血清的使用量降低到1～3％。

無(wú)血清細胞培養基（serum free medium， SFM）是指在使用中無(wú)需添加血清的細胞培養基，且其組成成分不含有任何動(dòng)物組分。按照其組分分類(lèi)，還可以分為無(wú)動(dòng)物組分無(wú)血清細胞培養基和化學(xué)限定無(wú)血清細胞培養基，前者組分中可能含有某些植物來(lái)源成分，而后者*由化學(xué)成分明確的組分組成。

其中，無(wú)動(dòng)物組分無(wú)血清細胞培養基是目前在生物制藥行業(yè)中應用廣泛的，它提高了細胞培養的質(zhì)量，避免了使用血清帶來(lái)的麻煩。目前，已有多種無(wú)血清培養基上市，如雜交瘤細胞無(wú)血清培養基、CHO細胞無(wú)血清培養基、Vero細胞無(wú)血清培養基和NS0 細胞無(wú)血清培養基等。無(wú)血清培養基通常添加生長(cháng)附加成分，如激素與生長(cháng)因子、低分子營(yíng)養成分和轉鐵蛋白等促細胞生長(cháng)的附加成分，一般包括胰島素、孕酮、sodium selenate、腐胺、轉鐵蛋白等。

血清：用于細胞培養的血清主要是牛血清，培養某些特殊細胞也用人血清、馬血清等。選擇用牛血清培養細胞的原因主要是來(lái)源充足、制備技術(shù)成熟、經(jīng)過(guò)長(cháng)期的實(shí)際應用人們對其有比較深入的理解。

牛血清可分為胎牛血清、新牛血清、小牛血清。胎牛血清應取自剖腹產(chǎn)的胎牛。新牛血清取自出生24小時(shí)之內的新生牛。小牛血清取自出生10～30 天的小牛。其中，胎牛血清品質(zhì)好是因為胎牛還未接觸外界，血清中所含的抗體、補體等對細胞有害的成分最少。牛血清對絕大多數哺乳動(dòng)物細胞都是適合的，但并不排除在培養某種細胞時(shí)使用其他動(dòng)物血清更合適。牛血清中含有豐富的細胞生長(cháng)必須的營(yíng)養成份，具有極為重要的功能。

血清的主要作用：1) 提供基本營(yíng)養物質(zhì)：氨基酸、維生素、無(wú)機物、脂類(lèi)物質(zhì)、核酸衍生物等，是細胞生長(cháng)必須的物質(zhì)。2) 提供激素和各種生長(cháng)因子：胰島素、腎上腺皮質(zhì)激素（Cortisol、地塞米松）、類(lèi)固醇激素（雌二醇、睪酮、孕酮）等。生長(cháng)因子如成纖維細胞生長(cháng)因子、表皮生長(cháng)因子、血小板生長(cháng)因子等。3) 提供結合蛋白：結合蛋白作用是攜帶重要的低分子量物質(zhì)，如白蛋白攜帶維生素、脂肪、以及激素等，轉鐵蛋白攜帶鐵。結合蛋白在細胞代謝過(guò)程中起重要作用。4) 提供促接觸和伸展因子使細胞貼壁免受機械損傷，對培養中的細胞起到某些保護作用。

血清的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：血清是非常復雜的混合物，成分多樣，含有各種生理平衡的分子量差別很大的生物分子，有的對細胞生長(cháng)有促進(jìn)作用，如含有攜帶激素、礦物質(zhì)、微量元素和脂類(lèi)物質(zhì)的轉運蛋白等。血清能夠提供細胞貼壁因子和擴散因子。血清中含有起穩定作用和解毒的因子，能夠維持培養基的pH 值并抑制蛋白酶直接或間接的酶解。

但是，血清的加入也帶來(lái)了很多問(wèn)題：1) 血清的成份可能有幾百種之多，目前對其準確的成份、含量及其作用機制仍不清楚，尤其是對其中一些多肽類(lèi)生長(cháng)因子、激素和脂類(lèi)等尚未充分認識，這給研究工作帶來(lái)許多困難。2) 血清都是批量生產(chǎn)，各批量之間差異很大，而且血清保存期至多一年，因此，要保證每批血清的相似性極為困難，從而使實(shí)驗的標準化和連續性受到限制。3) 不能排除血清中含有易變物質(zhì)。4) 對大多數細胞，在體內狀態(tài)，血清不是它們接觸的生理學(xué)液體，只是在損傷愈合以及血液凝固過(guò)程中才接觸血清，因此使用血清有可能改變某種細胞在體內的正常狀態(tài)，血清可能促進(jìn)某些細胞的生長(cháng)（成纖維細胞）同時(shí)抑制另一類(lèi)細胞生長(cháng)（表皮細胞）。5) 血清含一些對細胞產(chǎn)生毒性的物質(zhì)，如多胺氧化酶，能與來(lái)自高度繁殖細胞的多胺反應（如精胺、亞精胺）形成有細胞毒性作用的聚精胺。補體、抗體、細菌毒素等都會(huì )影響細胞生長(cháng)，甚至造成細胞死亡。6) 取材中可能帶入支原體、病毒，對細胞產(chǎn)生潛在影響。7) 血清的使用使得實(shí)驗和生產(chǎn)的標準化困難，其中的蛋白質(zhì)使得某些轉基因蛋白生物藥品生產(chǎn)中分離純化工作很難完成。8) 大規模生產(chǎn)中，血清來(lái)源越來(lái)越困難，價(jià)格昂貴，是構成生產(chǎn)成本的主要部分之一。9) 為了使與傳染源相關(guān)的風(fēng)險減少到minimum，存在多個(gè)國家間限制進(jìn)出口生物材料的國際法規。