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　　細胞培養(yǎng)基到底如何選擇,？

　　01.細胞基礎(chǔ)培養(yǎng)基

　　早期人們使用的的細胞培養(yǎng)基是從組織提取物和體液中獲得的天然培養(yǎng)基,，之后隨著細胞培養(yǎng)的普及,，人們設(shè)計和開發(fā)出具有成分確定含量標準化的合成培養(yǎng)基。目前合成培養(yǎng)基主要有：基礎(chǔ)培養(yǎng)基,、無血清培養(yǎng)基,、無蛋白培養(yǎng)基和限定化學(xué)成分培養(yǎng)基,，它們對血清添加量的要求不同,，目前常用的是基礎(chǔ)培養(yǎng)基?；A(chǔ)培養(yǎng)基是細胞生存的直接環(huán)境,，為細胞生長提供豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，并能調(diào)節(jié)培養(yǎng)體系的pH值和滲透壓,。因此培養(yǎng)基的質(zhì)量和選擇對于細胞培養(yǎng)至關(guān)重要,。

　　02.基礎(chǔ)培養(yǎng)基種類總覽

　　DMEM(Dulbecco’sModificationofEagle’sMedium)

　　Dulbecco的改良Eagle培養(yǎng)基—DMEM是一種廣泛使用的基礎(chǔ)培養(yǎng)基，適用于多種哺乳動物細胞培養(yǎng),，包括原代成纖維細胞,，神經(jīng)元，神經(jīng)膠質(zhì)細胞,，HUVEC和平滑肌細胞,，以及HeLa，293,，Cos-7和PC-12等細胞系,。

　　DMEM是在MEM培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上研制的，與MEM培養(yǎng)基相比,，氨基酸的含量增加了2倍,，維生素增加了4倍，同時還增加了非必須氨基酸,、微量鐵離子以及丙酮酸鈉,。

　　DMEM培養(yǎng)基最初設(shè)計為葡萄糖含量1000mg/L的低糖型，后來又發(fā)展出葡萄糖含量為4500mg/L的高糖型，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種細胞的培養(yǎng),。DMEM高糖型普遍應(yīng)用于生長快,、粘附性低的細胞、雜交瘤的骨髓瘤細胞,、克隆細胞,、DNA轉(zhuǎn)染的轉(zhuǎn)化細胞、原代病毒宿主細胞,、單一細胞的培養(yǎng)以及疫苗的生產(chǎn),，例如利用CHO細胞表達EPO和生產(chǎn)乙肝疫苗。DMEM低糖培養(yǎng)基更適合代謝作用較慢,、依賴性貼壁細胞的培養(yǎng),。

　　RPMI1640

　　RPMI1640培養(yǎng)基以研發(fā)地點羅斯韋爾公園紀念研究所（RoswellParkMemorialInstitute.RPMI）命名，1640為培養(yǎng)基代號,。它是McCoy's5A培養(yǎng)基的改進型,，使用碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)。RPMI1640培養(yǎng)基最初開發(fā)用于人白血病細胞的懸浮或單層培養(yǎng),，后來被發(fā)現(xiàn)也適用于多種哺乳動物細胞,，包括HeLa、Jurkat,、MCF-7,、PC-12、PBMC,、星形膠質(zhì)細胞和癌細胞,，尤其適用于懸浮細胞的培養(yǎng)，是使用最為廣泛的培養(yǎng)基之一,。

　　RPMI1640培養(yǎng)基與其它培養(yǎng)基的區(qū)別在于含有還原型谷胱甘肽和高濃度的維生素,。RPMI1640培養(yǎng)基含有EMEM和DMEM中沒有的生物素、維生素B12和對氨基苯甲酸,，以及高濃度的氯化膽堿和肌醇,。

　　DMEM/F-12

　　DMEM/F-12培養(yǎng)基(Dulbecco'sModifiedEagleMedium/NutrientMixtureF-12)是DMEM培養(yǎng)基和Ham'sF–12培養(yǎng)基的1:1混合物，是在DMEM培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上,，添加F-12培養(yǎng)基中更為豐富的營養(yǎng)成分,，含有多種微量元素。

　　DMEM是在MEM培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上研制的,，與MEM培養(yǎng)基相比,，氨基酸的含量增加了2倍，維生素增加了4倍,，同時還增加了非必須氨基酸,、微量鐵離子以及丙酮酸鈉。Ham'sF–12以Ham'sF-10培養(yǎng)基為基礎(chǔ)，顯著提高了膽堿,、肌醇,、腐胺和幾種氨基酸的濃度。

　　DMEM/F-12被廣泛用于支持多種哺乳動物細胞的生長,，包括MDCK,、神經(jīng)膠質(zhì)細胞、成纖維細胞,、人內(nèi)皮細胞和大鼠的成纖維細胞等,。同時，DMEM/F12常作為開發(fā)無血清培養(yǎng)基的基礎(chǔ),，也適用于低血清含量下哺乳動物細胞的培養(yǎng)以及克隆密度培養(yǎng),。

　　MEM(MinimumEssentialMedium)

　　MEM培養(yǎng)基是一種添加了營養(yǎng)物的極限必需培養(yǎng)基，也稱低必需培養(yǎng)基,、最小基本培養(yǎng)基或*Eagle培養(yǎng)基,，僅含有12種必需氨基酸、谷氨酰胺和8種維生素,。MEM是一種最基礎(chǔ),、常用的培養(yǎng)基，由HarryEagle在Eagle基本培養(yǎng)基（BEM）的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,。在添加血清后,，MEM可用于培養(yǎng)多種單層生長的細胞，如成纖維細胞,。配方修改后也可用于其他類型細胞培養(yǎng)。

　　MEM含NEAA（非必須氨基酸）的培養(yǎng)基,，是在MEM培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加L-丙氨酸,、L-谷氨酸、L-天門冬酰胺,、L-天門冬氨酸,、L-脯氨酸、L-絲氨酸和甘氨酸7種NEAA,，能降低細胞培養(yǎng)時細胞自身生產(chǎn)非必須氨基酸的副作用,，有效促進細胞增殖代謝。

　　αMEM在MEM的基礎(chǔ)上又添加了NEAA,、丙酮酸鈉,、硫酸鋅、VB12,、生物素,、抗壞血酸等成分，廣泛應(yīng)用于各種哺乳動物懸浮和貼壁細胞的培養(yǎng)。

　　Ham’sF-12Medium

　　Ham'sF-12培養(yǎng)基（Ham'sF-12NutrientMixture）是由Ham在1969年以Ham'sF-10復(fù)合營養(yǎng)培養(yǎng)基為基礎(chǔ)設(shè)計而成的,，最初用于CHO細胞的無血清培養(yǎng),。Ham'sF-12含有一些傳統(tǒng)基礎(chǔ)培養(yǎng)基沒有的成分，如腐胺,、胸苷,、鋅等，常作為無血清培養(yǎng)的基礎(chǔ)培養(yǎng)液,，在低血清含量下時,，特別適合單細胞培養(yǎng)和克隆化培養(yǎng)，添加血清后也廣泛應(yīng)用于癌細胞和原代細胞的培養(yǎng),，如大鼠肝細胞,、大鼠前列腺上皮細胞、軟骨細胞,、大鼠成肌細胞,、雞胚胎細胞等。

　　Ham'sF-12K是Ham'sF-12的Kaighn's改進型,，在Ham'sF-12的基礎(chǔ)上提高了氨基酸和丙酮酸的濃度,，降低了葡萄糖的用量，并修改了鹽的成分和含量,。Ham'sF-12K培養(yǎng)基最初設(shè)計用于培養(yǎng)原代人肝細胞以及分化的大鼠和雞的細胞,，適用于在無血清的條件下CHO細胞的單細胞接種，在添加血清的情況下也適用于一些其他類型的哺乳動物細胞,，如軟骨細胞和大鼠前列腺上皮細胞,。

　　IMDM

　　(Iscove’sModificationofDMEM)

　　IMDM是Guilber和Iscove在1976年設(shè)計的改良型DMEM培養(yǎng)基，用于培養(yǎng)紅細胞前體細胞和巨噬細胞,。IMDM培養(yǎng)基在DMEM培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加了硒,、HEPES、丙酮酸鈉以及額外的氨基酸和維生素,，并用硝酸鉀代替了硝酸鐵,，營養(yǎng)非常豐富，非常適合于快速增殖,，高密度細胞培養(yǎng),。

　　IMDM培養(yǎng)基不僅可以培養(yǎng)有特殊營養(yǎng)要求的細胞（如小鼠B淋巴細胞，LPS刺激的B細胞,，骨髓造血細胞,，T淋巴細胞以及各種雜交瘤細胞），還可以作為一些*的無血清培養(yǎng)基的基礎(chǔ)液,。

　　McCoy’s5A

　　(IwaketaandGraceModification)

　　McCoy's5A培養(yǎng)基是一種通用培養(yǎng)基,，可支持多種類型的原代細胞,、已建立的細胞系以及活檢組織中的外植體的繁殖。這種培養(yǎng)

　　基可支持源自正常骨髓,、皮膚,、脾臟、腎臟,、肺,、大鼠胚胎和其他組織的原代哺乳動物細胞的生長。

　　McCoy's5A培養(yǎng)基的原配方用于滿足Novikoff肝癌細胞的培養(yǎng)需求,，能支持Walker256癌細胞和多種人及大鼠正常和轉(zhuǎn)化細胞的無限增殖,。McCOY's5A培養(yǎng)基(modified)是由Iwakata和Grace改進而來，這個配方的McCoy's5A培養(yǎng)基中有L-谷氨酰胺,，肌醇和葡萄糖的含量更高,。

　　Leibovitz'sL-15

　　Leibovitz'sL-15培養(yǎng)基的配方中不含用于CO2平衡環(huán)境的碳酸鹽緩沖系統(tǒng)，而是用磷酸鹽,、L-精氨酸,、L-組氨酸和L-半胱氨酸作為緩沖劑。同時,，用D-半乳糖和丙酮酸鈉代替D-葡萄糖以防止酸性代謝副產(chǎn)物乳酸的形成,，有助于維持培養(yǎng)基PH的穩(wěn)定，適用于非CO2平衡環(huán)境的細胞培養(yǎng),。

　　Leibovitz'sL-15培養(yǎng)基適用于猴腎細胞和HEP-2的培養(yǎng),、來源于胚胎或組織的原代細胞分離、多種病毒的培養(yǎng)以及神經(jīng)元的培養(yǎng)等,。

　　確定了培養(yǎng)基種類之后,，還會遇到培養(yǎng)基有不同配方分型的情況。下面介紹經(jīng)典培養(yǎng)基中不同成分的作用及選擇原則,。

　　D-葡萄糖（D-Glucose）

　　作用：細胞生長所需的主要能量來源,。

　　●最初的DMEM中，葡萄糖濃度為1g/L,，現(xiàn)在稱其為低糖型DMEM，適合培養(yǎng)代謝作用較慢,、依賴性貼壁細胞的哺乳動物細胞,。

　　●高糖型DMEM中的葡萄糖濃度為4.5g/L，普遍應(yīng)用于生長快,、粘附性低的細胞,、雜交瘤的骨髓瘤細胞、克隆細胞,、DNA轉(zhuǎn)染的轉(zhuǎn)化細胞,、原代病毒宿主細胞,、單一細胞的培養(yǎng)以及疫苗的生產(chǎn)，例如利用CHO細胞表達EPO和生產(chǎn)乙肝疫苗,。

　　●使用無糖培養(yǎng)基的主要目的是,，通過控制細胞的能量來源，研究細胞的代謝過程或葡萄糖利用效率,。

　　L-谷氨酰胺（L-glutamine）

　　作用：L-谷氨酰胺是一種氨基酸,，細胞的重要能量來源，參與蛋白質(zhì)的合成,，也為合成核酸提供碳源,。

　　存在的問題：

　　●L-谷氨酰胺不穩(wěn)定，在中性的水溶液中會自發(fā)降解,。

　　●降解產(chǎn)物氨對細胞有毒性,。

　　●對氨敏感的細胞（如干細胞和原代細胞等）或培養(yǎng)環(huán)境（高密度反應(yīng)器，無補料的長期培養(yǎng)）不推薦含L-谷氨酰胺的培養(yǎng)基,。

　　解決方案：

　　●選擇不含谷氨酰胺的培養(yǎng)基,，使用前自行添加L-谷氨酰胺。

　　●選擇穩(wěn)定的谷氨酰胺替代物含L-丙氨酰-L-谷氨酰胺,。

　　丙酮酸鈉（Sodiumpyruvate）

　　作用：能量來源

　　●丙酮酸鈉可以作為細胞培養(yǎng)中的替代碳源

　　●葡萄糖不足的時候,，細胞可以代謝丙酮酸鈉

　　●保證細胞更好地生長

　　●非必需組分

　　HEPES

　　作用：pH緩沖劑。

　　●是一種氫離子緩沖劑,，其作用不依賴于二氧化碳,。

　　●在一定范圍內(nèi)對細胞無毒性作用，能較長時間控制恒定的pH范圍,，保證細胞良好生長,。

　　●部分細胞對酸堿度的變化非常敏感，建議使用含有HEPES的培養(yǎng)基,。

　　●添加后價格相對較高,，非必需。

　　酚紅（Phenolred）

　　作用：pH值指示劑,，pH值低時培養(yǎng)基呈黃色,，pH值高時培養(yǎng)基呈紫色，pH值7.2～7.4時為紅色,，適合細胞培養(yǎng),。

　　●在一些無血清培養(yǎng)基的配方中酚紅會干擾鈉-鉀平衡培養(yǎng)，干細胞或細胞克隆時傾向于不加酚紅,。

　　●酚紅可以模擬固醇類激素的作用（特別是雌激素）,，在培養(yǎng)雌激素敏感的細胞（如乳腺組織）時，建議使用不含酚紅的培養(yǎng)基,。

　　●酚紅的顏色會對流式細胞分析產(chǎn)生一定的干擾,，不建議使用含酚紅的培養(yǎng)基制備細胞樣品,。

　　碳酸氫鈉（Sodiumbicarbonate）

　　作用：pH緩沖劑。

　　●pH6.8-7.8為細胞生長的最佳pH條件,，多數(shù)培養(yǎng)基利用碳酸氫鈉進行緩沖,。

　　●碳酸氫鈉的緩沖需要二氧化碳。高碳酸氫鈉(1.5-3.7g/L)需要5-10%二氧化碳,；低碳酸氫鈉(0.35g/L)不需要二氧化碳培養(yǎng)箱,。

　　●干粉培養(yǎng)基需要在配制時單獨添加碳酸氫鈉。