细胞培养过程中,细胞培养基是不可或缺的,细胞培养基既是培养细胞中供给细胞营养和促使细胞生殖增殖的基础物质,也是培养细胞生长和繁殖的生存环境。通常细胞体外培养时需要加入血清,以维持细胞的生长和存活。而除了血清之外,部分细胞在培养过程中需要添加胰岛素和β-巯基乙醇(β-mercaptoethanol)等成分来维持细胞状态。MCF-7和NIH:OVCAR-3等细胞需要额外添加胰岛素,而Thp-1和MC3T3-E1 subclone 14等细胞则需要添加β-巯基乙醇,不同细胞加入量会有差异,需根据细胞类型判断。杂质会影响培养基的成分,因此制备培养基时需要进行灭菌。赖氨酸培养基(LYS)赖氨酸琼脂培养基
氨基酸是细胞合成蛋白质的基本成分,氨基酸中有12种是细胞本身不合成的,必须由培养液提供。水解乳蛋白、胶原是另外两种较好的天然培养基成分。水解乳蛋白是乳白蛋白的水解产物,呈蛋黄色粉末状,富含氨基酸。一般配制成0.5%溶液,微酸性。胶原是从动物真皮中提取的,具改善细胞表面特性促使其附着生长的作用。特殊培养基:包括厌氧培养基和细菌L型培养基等。前者是培养专性厌氧菌的培养基,除含营养成分外,还加入还原剂以降低培养基的氧化还原电势,如疱肉培养基、巯基乙醇酸钠培养基等。后者是针对细胞壁缺损的细菌L型,由于胞内渗透压较高,故培养基必须采用高渗低琼脂培养基。心浸液琼脂(经典配方)HIA培养基培养基是一种营养物质混合物,可以为细胞提供生长所需的物质。
天然培养基血清种类:目用于组织培养的血清主要是牛血清,培养某些特殊细胞也用人血清、马血清等。选择用牛血清培养细胞的原因:来源充足、制备技术成熟、经过长时间的应用考验人们对其有比较深入的理解。牛血清对绝大多数哺乳动物细胞都是适合的,但并不排除在培养某种细胞时使用其他动物血清更合适。牛血清是细胞培养中用量比较大的天然培养基,含有丰富的细胞生长必须的营养成份,具有极为重要的功能。牛血清分为小牛血清、新牛血清、胎牛血清。胎牛血清应取自剖腹产的胎牛;新牛血清取自出生24小时之内的新生牛;小牛血清取自出生10-30天的小牛。显然,胎牛血清是品质比较高的,因为胎牛还未接触外界,血清中所含的抗体、补体等对细胞有害的成分较少。
培养基的pH必须控制在一定的范围内,以满足不同类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。各类微生物生长繁殖或产生代谢产物的较适pH条件各不相同,一般来讲,细菌与放线菌适于在pH7-7.5范围内生长,酵母菌和霉菌通常在pH4.5-6范围内生长。值得注意的是,在微生物生长繁殖和代谢过程中,由于营养物质被分解利用和代谢产物的形成与积累,会导致培养基pH发生变化,若不对培养基pH条件进行控制,往往导致微生物生长速度下降或(和)代谢产物产量下降。因此,为了维持培养基pH的相对恒定,通常在培养基中加入pH缓冲剂,常用的缓冲剂是一氢和二氢磷酸盐(如KH2PO4和K2HPO4)组成的混合物。K2HPO4溶液呈碱性,KH2PO4溶液呈酸性,两种物质的等量混合溶液的pH为6.8。当培养基中酸性物质积累导致H+浓度增加时,H+与弱碱性盐结合形成弱酸性化合物,培养基pH不会过度降低;如果培养基中OH-浓度增加,OH-则与弱酸性盐结合形成弱碱性化合物,培养基pH也不会过度升高。含血清培养基是一种以动物血清为主的培养基普遍用于诱导细胞分化和胚胎发育研究等方面。
1951年厄尔开发了供动物细胞体外生长的人工合成培养基(MEM)。合成培养基的种类相当多。合成培养基成分已知,便于对实验条件的控制。但与天然培养基相比,有些天然的未知成分尚无法用已知的化学成分所替代,因此,细胞培养中使用的基础合成培养基还必须加入一定量的天然培养基成分,以克服合成培养基的不足。普遍的作法是加入小牛血清。动物血清成分复杂,各种生物大小分子混合在一起,有些成分至今尚未搞清楚。血清对细胞生长很有效,但后期对培养产物的分离、提纯以及检测造会成一定困难。另外高质量的动物血清来源有限,成本高,限制了它的大量使用。无血清培养基不加动物血清,在基础培养基中加入细胞生长有效因子等。液体培养基、固体培养基和半固态培养基是常用的培养基种类。溴甲酚紫平板计数琼脂
细菌类培养基则包括马铃薯葡萄糖琼脂培养基、麦芽琼脂培养基等等。赖氨酸培养基(LYS)赖氨酸琼脂培养基
血清的主要成分血清是由血浆去除纤维蛋白而形成的一种很复杂的混合物,其组成成份虽大部分已知,但还有一部分尚不清楚,且血清组成及含量常随供血动物的性别、年龄、生理条件和营养条件不同而异。血清中含有各种血浆蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生长因子、无机物等,这些物质对促进细胞生长或抑制生长活性是达到生理平衡的。血清主要作用:提供基本营养物质:氨基酸、维生素、无机物、脂类物质、核酸衍生物等,是细胞生长必须的物质。赖氨酸培养基(LYS)赖氨酸琼脂培养基
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