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細胞培養基的5個基本要求

更新時間:2021-08-24

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   細胞培養基是人工模擬細胞在體內成長的養分環境,是供應細胞養分和促進細胞成長增殖的物質基礎。培育液或培育基的含義簡直相同,英文都是medium。當它是粉劑時,傾向性地稱為培育基,而將粉劑配成液體后,多稱為培育液。培育液中常常補加血清、抗生素等成分。
  細胞培養基的5個基本要求:
  體外培養的細胞直接生活在培養基中,因此培養基應能滿足細胞對營養成分、促生長因子、激素、滲透壓、pH等諸多方面的要求。
  1、營養成分。
  維持細胞生長的營養條件一般包括以下幾個方面:
  1)氨基酸:是細胞合成蛋白質的原料。所有細胞都需要12種必須氨基酸:纈氨酸、亮、異亮、蘇、賴、色、苯丙、蛋、組、酪、精氨酸、胱氨酸。此外還需要谷氨酰胺,它在細胞代謝過程中有重要作用,所含的氮是核酸中嘌令和嘧啶合成的來源,同樣也是合成三、二、一磷酸酰苷所需要的基本物質。
  體外培養的各種培養基內都含有必需氨基酸。
  2)單糖:培養中的細胞可以進行有氧與無氧酵解,六碳糖是主要能源。此外六碳糖也是合成某些氨基酸、脂肪、核酸的原料。細胞對葡萄糖的吸收能力,半乳糖。
  體外培養動物細胞時,幾乎所有的培養基或培養液中都以葡萄糖作為必含的能源物質。
  3)維生素:主要扮演輔酶、輔基的角色,*。生物素、葉酸、煙酰胺、泛酸、吡哆醇、核黃素、硫胺素、維生素B12都是培養基常有的成分。
  4)無機離子與微量元素:細胞生長除需要鈉、鉀、鈣、鎂、氮和磷等基本元素,還需要微量元素,如鐵、鋅、硒、銅、錳、鉬、釩等。
  2、促生長因子及激素。
  各種激素、生長因子對于維持細胞的功能、保持細胞的狀態(分化或未分化)具有十分重要的作用。有些激素對許多細胞生長有促生長作用,如胰島素,它能促進細胞利用葡萄糖和氨基酸。有些激素對某一類細胞有明顯促進作用,如可促進表皮細胞的生長,泌乳素有促進乳腺上皮細胞生長作用等。
  3、滲透壓。
  細胞必須生活在等滲環境中,大多數培養細胞對滲透壓有一定耐受性。人血漿滲透壓290mOsm/kg, 可視為培養人體細胞的理想滲透壓。鼠細胞滲透壓在320mOsm/kg左右。對于大多數哺乳動物細胞,滲透壓在260-320mOsm/kg的范圍都適宜。
  4、無毒、無污染。
  體外生長的細胞對微生物及一些有害有毒物質沒有抵抗能力,因此培養基應達到無化學物質污染、無微生物污染(如細菌、真菌、支原體、病毒等)、無其他對細胞產生損傷作用的生物活性物質污染(如抗體、補體)。對于天然培養基,污染主要來源于取材過程及生物材料本身,應當嚴格選材,嚴格操作。對于合成培養基,污染主要來源于配制過程,配制所用的水,器皿應十分潔凈,配制后應嚴格過濾除菌。
  5、pH。
  氣體也是細胞生存的必需條件之一,所需氣體豐要是氧和二氧化碳。氧參與三羧酸循環,產生能量供給細胞生長、增殖和合成各種成分。一些細胞在缺氧情況下,借糖酵解也可獲取能量,但多數細胞缺氧不能生存。在開放培養時,一般置細胞于95%空氣加5%二氧化碳的混合氣體環境中培養。二氧化碳既是細胞代謝產物,也是細胞所需成分,它主要與維持培養基的pH有直接關系。動物細胞大多數需要輕微的堿性條件,pH值約在7.2~7.4℃在細胞生長過程中,隨細胞數量的增多和代謝活動的加強,二氧化碳不斷被釋放,培養液變酸,PH值發生變化。由于NaHCO3容易分解為二氧化碳,很不穩定,致使緩沖系統難以地控制。故這一緩沖系統適合密閉培養。HEPES結合碳酸氫鈉使用,可提供更有效的緩沖體系,主要是防止pH值迅速變動,但大缺點是在開放培養或觀察時難以維持正常的pH值。造成pH波動主要是代謝產生的CO2,在封閉式培養過程中CO2與水結合產生碳酸,培養基pH很快下降。為解決這一問題,合成培養基中使用了NaHCO3-CO2緩沖系統,并采用開放培養,使細胞代謝產生的CO2及時溢出培養瓶,再通過穩定調節溫箱中CO2濃度(5%),與培養基中的NaHCO3處于平衡狀態。
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