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培養(yǎng)基既是供給細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)和促使細(xì)胞增殖的基礎(chǔ)物質(zhì)，也是細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的環(huán)境，所以非常重要。細(xì)胞培養(yǎng)液是建立在平衡鹽溶液（BSS）基礎(chǔ)上，添加了碳水化合物、氨基酸、脂類、無(wú)機(jī)鹽、維生素、微量無(wú)素和細(xì)胞生長(zhǎng)因子等。
根據(jù)其成分、用途和性質(zhì)，培養(yǎng)基可以分為以下幾類：
合成培養(yǎng)基：合成培養(yǎng)基的成分明確，營(yíng)養(yǎng)全面，適用于各種細(xì)胞類型的培養(yǎng)。常見(jiàn)的合成培養(yǎng)基有MEM、DMEM、RPMI等。
天然培養(yǎng)基：天然培養(yǎng)基以動(dòng)物血清或血漿為基質(zhì)，添加一定量的營(yíng)養(yǎng)成分，適用于某些特定細(xì)胞類型的培養(yǎng)。如添加了動(dòng)物血清的DMEM稱為血清培養(yǎng)基。
無(wú)血清培養(yǎng)基：指不含任何動(dòng)物來(lái)源的血清成分，以減少潛在的傳染病風(fēng)險(xiǎn)和提高實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性。無(wú)血清培養(yǎng)基通常需要添加特定的化學(xué)添加劑來(lái)模擬血清中的作用。目前已有多種無(wú)血清培養(yǎng)基上市，如雜交瘤細(xì)胞無(wú)血清培養(yǎng)基、CHO細(xì)胞無(wú)血清培養(yǎng)基、Vero細(xì)胞無(wú)血清培養(yǎng)基等。無(wú)血清培養(yǎng)基通常添加生長(zhǎng)附加成分，如激素與生長(zhǎng)因子、低分子營(yíng)養(yǎng)成分和轉(zhuǎn)鐵蛋白等促細(xì)胞生長(zhǎng)的附加成分，一般包括胰島素、孕酮、硒酸鈉、腐胺、轉(zhuǎn)鐵蛋白等。
懸浮培養(yǎng)基：懸浮培養(yǎng)基適用于懸浮生長(zhǎng)類型的細(xì)胞，如骨髓瘤細(xì)胞、雜交瘤細(xì)胞等。懸浮培養(yǎng)基中通常含有較少的營(yíng)養(yǎng)成分，以維持細(xì)胞在懸浮狀態(tài)下的生長(zhǎng)。
實(shí)體培養(yǎng)基：實(shí)體培養(yǎng)基適用于貼壁生長(zhǎng)類型的細(xì)胞，如細(xì)胞系、原代細(xì)胞等。實(shí)體培養(yǎng)基中通常含有較多的營(yíng)養(yǎng)成分，以滿足細(xì)胞在實(shí)體狀態(tài)下的生長(zhǎng)需求。
誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基：誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基用于促使細(xì)胞向特定方向分化的培養(yǎng)基。通過(guò)添加分化誘導(dǎo)劑或改變營(yíng)養(yǎng)成分的組成，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞分化的調(diào)控。
低氧培養(yǎng)基：低氧培養(yǎng)基用于模擬低氧環(huán)境，適用于某些特定細(xì)胞類型的培養(yǎng)，如血管內(nèi)皮細(xì)胞、肌肉細(xì)胞等。低氧培養(yǎng)基中通常含有較低濃度的氧氣，以促進(jìn)細(xì)胞在低氧條件下的生長(zhǎng)和功能表達(dá)。
總之，培養(yǎng)基類型繁多，根據(jù)不同細(xì)胞類型和實(shí)驗(yàn)需求選擇合適的培養(yǎng)基是成功進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的關(guān)鍵。
那么，常用的培養(yǎng)液有哪些呢?它們的成分和特點(diǎn)是什么呢?它們各自的適用范圍又有哪些呢?
一、常用培養(yǎng)基
提到常用的培養(yǎng)基，其實(shí)就四種: MEM、DMEM、1640、F-12。這四種培養(yǎng)液涵蓋了90%以上的細(xì)胞。下面，分別介紹一下它們各自的成分和特點(diǎn)。
MEM作為四大金剛中的老大，是應(yīng)用最廣泛的細(xì)胞培養(yǎng)液，其中含有13 種必須氨基酸、8 種維生素、以及多種微量元素。能力非常全面的，優(yōu)點(diǎn)非常突出。
老二DMEM，作為緊跟老大MEM 的二弟，含有的營(yíng)養(yǎng)成分其實(shí)是一模一樣的。但是，老二青出于藍(lán)而勝于藍(lán)，濃度要高出2~4 倍。
老三1640，中規(guī)中矩，沒(méi)有什么特別的優(yōu)點(diǎn)，也沒(méi)有什么明顯的缺點(diǎn)。簡(jiǎn)單樸素，營(yíng)養(yǎng)成分比較簡(jiǎn)單，比DMEM少一點(diǎn)糖和谷胱甘肽。
老四F12，它的優(yōu)點(diǎn)是非常突出的，同時(shí)，它的缺點(diǎn)也是非常明顯的。F12也包括非必須氨基酸，維生素的范圍亦很廣，另外常規(guī)含有無(wú)機(jī)鹽和代謝添加劑(例如核苷酸)。這些都是優(yōu)點(diǎn)。但是，F(xiàn)12中含有硫酸亞鐵，據(jù)報(bào)道有神經(jīng)毒效應(yīng)。對(duì)于很多神經(jīng)細(xì)胞是有毒性作用的。
二、不同的細(xì)胞用不同的培養(yǎng)基
MEM 可以用于絕大多數(shù)的細(xì)胞，特別適合于很多種哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。 DMEM 是在MEM 的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，double了原來(lái)各成分的含量。分高糖型（含葡萄糖4500mg/L）和低糖型（含葡萄糖1000mg/L）兩種，高糖型適用于生長(zhǎng)較快，附著性較差的腫瘤細(xì)胞，但是又不希望他脫離原來(lái)生長(zhǎng)點(diǎn)的克隆培養(yǎng)，所以常用于雜交瘤技術(shù)中骨髓瘤細(xì)胞和DNA 轉(zhuǎn)染的轉(zhuǎn)化細(xì)胞。低糖型對(duì)于生長(zhǎng)速度較快、附著性差的腫瘤細(xì)胞有利。1640 培養(yǎng)液最初為培養(yǎng)小鼠白血病細(xì)胞而制備。開(kāi)始的配方特別適合懸浮細(xì)胞的生長(zhǎng)，主要針對(duì)淋巴細(xì)胞。其組成較為簡(jiǎn)單。但是，正是因?yàn)槠浜?jiǎn)單，才可以適應(yīng)很多種類細(xì)胞的生長(zhǎng)。特別是主要用于一些懸浮細(xì)胞培養(yǎng)以及monolayer culture of human leukemic cells。
1640和DMEM的區(qū)別：
DMEM主要適用于肝臟、腎臟、肺、心臟等多種類型的哺乳動(dòng)物細(xì)胞系的培養(yǎng)。DMEM中含有較高濃度的葡萄糖(4500mg/L)、氨基酸、維生素和微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
此外，DMEM還添加了丙酮酸和乳酸等緩沖劑，能夠保持細(xì)胞在較寬的pH范圍內(nèi)正常生長(zhǎng)。
RPMI-1640，適用于淋巴細(xì)胞、骨髓細(xì)胞、白血病細(xì)胞等多種類型的哺乳動(dòng)物細(xì)胞系的培養(yǎng)。RPMI-1640中含有較低濃度的葡萄糖（2000mg/L）、氨基酸、維生素和微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。此外，RPMI-1640還添加了緩沖劑HEPES和碳酸氫鹽，能夠保持細(xì)胞在較窄的pH范圍內(nèi)正常生長(zhǎng)。
DMEM和RPMI-1640在營(yíng)養(yǎng)成分和緩沖劑的配比上有所不同，上述提到它們各自適合培養(yǎng)的細(xì)胞種類是經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到的結(jié)果，建議遵照?qǐng)?zhí)行即可。
但這也并不代表用錯(cuò)了培養(yǎng)基細(xì)胞就一定會(huì)死掉，因?yàn)镈MEM和1640只是在少數(shù)成分上做了針對(duì)優(yōu)化，對(duì)于大部分細(xì)胞株，即使用錯(cuò)，也只是不那么合適而已。
F-12，最初開(kāi)發(fā)用于支持CHO、Hela 和L-細(xì)胞生長(zhǎng)，F(xiàn)-12 還用于培養(yǎng)原代大鼠肝細(xì)胞和前列腺上皮細(xì)胞增殖。MEM和F12聯(lián)手，還是神經(jīng)生物學(xué)最通用的培養(yǎng)基呢。MEM 和 F12 這兩種培養(yǎng)基各取1/2，就形成神經(jīng)生物學(xué)最通用的培養(yǎng)基。已經(jīng)成功的培養(yǎng)了外周神經(jīng)元。
表1 不同的細(xì)胞系對(duì)應(yīng)的不同的培養(yǎng)液
關(guān)于細(xì)胞培養(yǎng)液，一般的細(xì)胞系用 1640、DMEM 均可，90%以上的細(xì)胞都可以養(yǎng)的很好，包括原代腫瘤細(xì)胞。需要特殊培養(yǎng)基的細(xì)胞，在文獻(xiàn)里一般都會(huì)注明的。大家照著文獻(xiàn)選用即可。
三、如何選用特殊細(xì)胞系培養(yǎng)基？
培養(yǎng)某一類型細(xì)胞沒(méi)有固定的培養(yǎng)條件。在 MEM 中培養(yǎng)的細(xì)胞，很可能在 DMEM 或 M199 中同樣很容易生長(zhǎng)。總之，首選 MEM 做粘附細(xì)胞培養(yǎng)，RPMI-1640 做懸浮細(xì)胞培養(yǎng)是一個(gè)好的開(kāi)始。
四、什么培養(yǎng)基中可以省去加酚紅？
酚紅在培養(yǎng)基中被用來(lái)作為 PH 值的指示劑：中性時(shí)為紅色，酸性時(shí)為黃色，堿性時(shí)為紫色。研究表明，酚紅可以模擬固醇類激素的作用(特別是雌激素)。為避免固醇類反應(yīng)，培養(yǎng)細(xì)胞，尤其是哺乳類細(xì)胞時(shí)，用不加酚紅的培養(yǎng)基。由于酚紅干擾檢測(cè)，一些研究人員在做流式細(xì)胞檢測(cè)時(shí)，不使用加有酚紅的培養(yǎng)基。
五、細(xì)胞培養(yǎng)基的配制和儲(chǔ)存應(yīng)該注意什么？
細(xì)胞培養(yǎng)基配好后，要先抽取少許放入培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)在37℃培養(yǎng)箱內(nèi)放置24~48h，已檢測(cè)培養(yǎng)液是否有污染，然后方可用于實(shí)驗(yàn)。配置培養(yǎng)基所需的血清要合格并且保持穩(wěn)定。一個(gè)批號(hào)試用效果良好后，就可一次購(gòu)入較多同一批號(hào)的血清，這樣實(shí)驗(yàn)條件穩(wěn)定，配液時(shí)調(diào)整pH值較容易。每次配液量以使用兩周左右的量為宜，一次配液不要太多，一是短期內(nèi)用不完造成營(yíng)養(yǎng)成分損失需要補(bǔ)充，二是量大易造成污染。
六、為何培養(yǎng)基保存于 4 ℃ 冰箱中，顏色會(huì)偏紫色？
培養(yǎng)基保存于 4 ℃ 冰箱中，培養(yǎng)基內(nèi)的 CO2 會(huì)逐漸溢出，造成培養(yǎng)基越來(lái)越偏堿性，而培養(yǎng)基中的酸堿指示劑 (通常為 phenol red) 的顏色也會(huì)隨堿性增加而更偏紫色。培養(yǎng)基偏堿的結(jié)果， 將造成細(xì)胞生長(zhǎng)停滯或死亡。若培養(yǎng)基偏堿時(shí)，可以通入無(wú)菌過(guò)濾 CO2，以調(diào)整 pH 值。
七、什么情況下用到無(wú)血清培養(yǎng)基？
對(duì)于應(yīng)用培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行分離制備細(xì)胞生長(zhǎng)因子、單克隆抗體等應(yīng)該選擇無(wú)血清培養(yǎng)基。
