細(xì)胞培養(yǎng)基是人工模擬細(xì)胞在體內(nèi)成長的養(yǎng)分環(huán)境,是供應(yīng)細(xì)胞養(yǎng)分和促進細(xì)胞成長增殖的物質(zhì)基礎(chǔ),。培育液或培育基的含義簡直相同,,英文都是medium。當(dāng)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(xì)胞培養(yǎng)基的5個基本要求:
體外培養(yǎng)的細(xì)胞直接生活在培養(yǎng)基中,因此培養(yǎng)基應(yīng)能滿足細(xì)胞對營養(yǎng)成分,、促生長因子,、激素、滲透壓,、pH等諸多方面的要求,。
1、營養(yǎng)成分,。
維持細(xì)胞生長的營養(yǎng)條件一般包括以下幾個方面:
1)氨基酸:是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的原料,。所有細(xì)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(xì)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(zhì)。
體外培養(yǎng)的各種培養(yǎng)基內(nèi)都含有必需氨基酸,。
2)單糖:培養(yǎng)中的細(xì)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(xì)胞對葡萄糖的吸收能力,,半乳糖,。
體外培養(yǎng)動物細(xì)胞時,幾乎所有的培養(yǎng)基或培養(yǎng)液中都以葡萄糖作為必含的能源物質(zhì)。
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(yǎng)基常有的成分,。
4)無機離子與微量元素:細(xì)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(xì)胞的功能,、保持細(xì)胞的狀態(tài)(分化或未分化)具有十分重要的作用,。有些激素對許多細(xì)胞生長有促生長作用,如胰島素,,它能促進細(xì)胞利用葡萄糖和氨基酸,。有些激素對某一類細(xì)胞有明顯促進作用,如可促進表皮細(xì)胞的生長,,泌乳素有促進乳腺上皮細(xì)胞生長作用等,。
3、滲透壓,。
細(xì)胞必須生活在等滲環(huán)境中,,大多數(shù)培養(yǎng)細(xì)胞對滲透壓有一定耐受性,。人血漿滲透壓290mOsm/kg, 可視為培養(yǎng)人體細(xì)胞的理想滲透壓。鼠細(xì)胞滲透壓在320mOsm/kg左右,。對于大多數(shù)哺乳動物細(xì)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(xì)胞對微生物及一些有害有毒物質(zhì)沒有抵抗能力,,因此培養(yǎng)基應(yīng)達(dá)到無化學(xué)物質(zhì)污染,、無微生物污染(如細(xì)菌、真菌,、支原體,、病毒等)、無其他對細(xì)胞產(chǎn)生損傷作用的生物活性物質(zhì)污染(如抗體,、補體),。對于天然培養(yǎng)基,污染主要來源于取材過程及生物材料本身,,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格選材,,嚴(yán)格操作。對于合成培養(yǎng)基,,污染主要來源于配制過程,,配制所用的水,器皿應(yīng)十分潔凈,,配制后應(yīng)嚴(yán)格過濾除菌。
5,、pH,。
氣體也是細(xì)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(huán),,產(chǎn)生能量供給細(xì)胞生長、增殖和合成各種成分,。一些細(xì)胞在缺氧情況下,,借糖酵解也可獲取能量,但多數(shù)細(xì)胞缺氧不能生存,。在開放培養(yǎng)時,,一般置細(xì)胞于95%空氣加5%二氧化碳的混合氣體環(huán)境中培養(yǎng)。二氧化碳既是細(xì)胞代謝產(chǎn)物,,也是細(xì)胞所需成分,,它主要與維持培養(yǎng)基的pH有直接關(guān)系,。動物細(xì)胞大多數(shù)需要輕微的堿性條件,pH值約在7.2~7.4℃在細(xì)胞生長過程中,,隨細(xì)胞數(shù)量的增多和代謝活動的加強,,二氧化碳不斷被釋放,培養(yǎng)液變酸,,PH值發(fā)生變化,。由于NaHCO3容易分解為二氧化碳,很不穩(wěn)定,,致使緩沖系統(tǒng)難以地控制,。故這一緩沖系統(tǒng)適合密閉培養(yǎng)。HEPES結(jié)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(yǎng)或觀察時難以維持正常的pH值,。造成pH波動主要是代謝產(chǎn)生的CO2,,在封閉式培養(yǎng)過程中CO2與水結(jié)合產(chǎn)生碳酸,培養(yǎng)基pH很快下降,。為解決這一問題,,合成培養(yǎng)基中使用了NaHCO3-CO2緩沖系統(tǒng),并采用開放培養(yǎng),,使細(xì)胞代謝產(chǎn)生的CO2及時溢出培養(yǎng)瓶,,再通過穩(wěn)定調(diào)節(jié)溫箱中CO2濃度(5%),與培養(yǎng)基中的NaHCO3處于平衡狀態(tài),。
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