细胞培养对培养基的要求

体外培养的细胞直接生活在培养基中，因此培养基应能满足细胞对营养成分、促生长因子、激素、渗透压、pH 等诸多方面的要求。

一、营养成分

1. 氨基酸：所有细胞都需要 12 种必须氨基酸：缬、亮、异亮、苏、赖、色、苯丙、蛋、组、酪、精、胱氨酸。

2. 单糖：六碳糖是主要能源，也是合成某些氨基酸、脂肪、核酸的原料。细胞对葡萄糖的吸收能力最高，半乳糖最低。 体外培养动物细胞时，几乎所有的培养基或培养液中都以葡萄糖作为必含的能源物质。

3. 维生素：生物素、叶酸、烟酰胺、泛酸、吡哆醇、核黄素、硫胺素、维生素 B12 都是培养基常有的成分。

4. 无机离子与微量元素：细胞生长除需要钠、钾、钙、镁、氮和磷等基本元素，还需要微量元素，如铁、锌、硒、铜、锰、钼、钒等。

二、促生长因子及激素

各种激素、生长因子对于维持细胞的功能、保持细胞的状态(分化或未分化)具有十分重要的作用。有些激素对许多细胞生长有促生长作用，如胰岛素，它能促进细胞利用葡萄糖和氨基酸。

有些激素对某一类细胞有明显促进作用，如氢化可的松可促进表皮细胞的生长，泌乳素有促进乳腺上皮细胞生长作用等。

三、渗透压

细胞必须生活在等渗环境中，大多数培养细胞对渗透压有一定耐受性。人血浆渗透压290mOsm/kg, 可视为培养人体细胞的理想渗透压。鼠细胞渗透压在 320mOsm/kg 左右。对于大多数哺乳动物 细胞，渗透压在 260-320mOsm/kg 的范围都适宜。

四、pH 气体

也是细胞生存的必需条件之一，所需气体丰要是氧和二氧化碳。氧参与三羧酸循环，产生能量供给细胞生长、增殖和合成各种成分。一些细胞在缺氧情况下，借糖酵解也可获取能量，但多数细胞缺氧不能生存。在开放培养时，一般置细胞于 95% 空气加 5% 二氧化碳的混合气体环境中培养。二氧化碳既是细胞代谢产物，也是细胞所需成分，它主要与维持培养基的pH有直接关系。

动物细胞大多数需要轻微的碱性条件，pH 值约在 7.2~7.4℃ 在细胞生长过程中，随细胞数量的增多和代谢活动的加强，二氧化碳不断被释放，培养液变酸，PH值发生变化。由于 NaHCO3 容易分解为二氧化碳，很不稳定，致使缓冲系统难以精确地控制。故这一缓冲系统适合密闭培养。HEPES 结合碳酸氢钠使用，可提供更有效的缓冲体系，主要是防止pH值迅速变动，但最大缺点是在开放培养或观察时难以维持正常的pH值。

造成 pH 波动主要是代谢产生的 CO2，在封闭式培养过程中 CO2 与水结合产生碳酸，培养基pH很快下降。为解决这一问题，合成培养基中使用了 NaHCO3-CO2 缓冲系统，并采用开放培养，使细胞代谢产生的 CO2 及时溢出培养瓶，再通过稳定调节温箱中 CO2浓度(5%)，与培养基中的 NaHCO3 处于平衡状态。

五、无毒、无污染

体外生长的细胞对微生物及一些有害有毒物质没有抵抗能力，因此培养基应达到无化学物质污染、无微生物污染(如细菌 、真菌、支原体、病毒等)、无其他对细胞产生损伤作用的生物活性物质污染(如抗体、补体)。

对于天然培养基，污染主要来源于取材过程及生物材料本身，应当严格选材，严格操作。对于合成培养基，污染主要来源于配制过程，配制所用的水，器皿应十分洁净，配制后应严格过滤除菌。