細胞培養基介紹

細胞培養基的概念 01

細胞培養基是人工模擬細胞在體內生長(cháng)的營(yíng)養環(huán)境，并提供細胞營(yíng)養和促進(jìn)細胞生長(cháng)增殖的基礎物質(zhì)。細胞培養基是細胞培養的基礎，它為動(dòng)物細胞的健康快速成長(cháng)提供營(yíng)養物質(zhì)。所以，只要用到細胞進(jìn)行生物技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，就勢必少不了細胞培養基。培養液或培養基，英文都是medium。當它是粉劑時(shí)，傾向性地稱(chēng)為培養基，而將粉劑配成液體后，多稱(chēng)為培養液。培養液中常需補加血清、抗生素等成分。

細胞培養基的分類(lèi)02

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和常用的培養基，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，*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，即必需培養基(MEM培養基)，是目前使用*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*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、腐胺、轉鐵蛋白等。

細胞培養基的基本成分03

細胞培養基的主要成分是氨基酸、維生素、碳水化合物、無(wú)機鹽和其它一些輔助物質(zhì)。人工合成培養基使用時(shí)還需添加一定量的血清使細胞生長(cháng)和繁殖。

氨基酸：組成蛋白質(zhì)的基本單位。不同的細胞對氨基酸的需求各異，但幾種必需氨基酸細胞自身不能合成，必須依靠培養液提供，如組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴(lài)氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、酪氨酸等。其余非必需氨基酸，細胞可以自己合成，或通過(guò)轉氨作用由其他物質(zhì)轉化而來(lái)。絕大部分細胞對谷氨酰胺有較高的要求，因為谷氨酰胺是作為能源及碳源物質(zhì)同時(shí)被細胞利用，是細胞合成核酸和蛋白質(zhì)必需的氨基酸，在缺少谷氨酰胺時(shí)，細胞生長(cháng)不良而死亡，所以各種培養液中都含有較多的谷氨酰胺。細胞所能利用的氨基酸是L型同分異構體，D型氨基酸不能被利用。

維生素：維持細胞生長(cháng)的一種生物活性物質(zhì)，對細胞代謝有重大作用。它們在細胞中大多形成酶的輔基或輔酶，沒(méi)有它們，酶便沒(méi)有活性，代謝活動(dòng)將無(wú)法進(jìn)行。維生素分為水溶和脂溶兩大類(lèi)，培養液中直接采用ATP和輔酶。

葡萄糖：大部分培養基都以葡萄糖作為能量來(lái)源之一。

無(wú)機鹽：維持培養基滲透壓平衡，參與細胞的代謝活動(dòng)。主要有Na+、K+、Ca2+、Mg2+ 等。Na+是細胞外液中最主要的陽(yáng)離子，對維持滲透壓的恒定有決定性的作用。K+主要分布在細胞內液，細胞內K+對于激活某些酶是必需的，并在調節細胞內環(huán)境的酸堿平衡上也有極重要意義。Ca2+在細胞外液中的作用是將組織內部細胞之間相互粘著(zhù)，在細胞內參與許多重要的細胞生理活動(dòng)，如傳導、參與肌肉細胞收縮等。在懸浮培養時(shí)，為了減少細胞的聚集和附著(zhù)，要減少Ca2+的濃度。Mg2+是構成細胞間質(zhì)的重要成分，對于細胞間相互穩定結合有很重要的意義。磷的化合物對細胞物質(zhì)代謝和生理功能調控有重要作用。

其他成分：表皮生長(cháng)因子、胰島素、多肽、核苷、嘌呤等?？蓭椭毎目寺』囵B及維持某些特殊細胞系的生長(cháng)。

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