摘要:细胞培养基是细胞培养的基础,它为动物细胞的健康快速成长提供营养物质。所以只要用到细胞来制造生物技术产品,细胞培养基的重要作用就无可替代。

天然培养基

天然培养基是指来自动物体液或利用组织分离提取的一类培养基,如血浆、血清、淋巴液、鸡胚浸出液等。组织培养技术建立早期,体外培养细胞都是利用天然培养基。但是由于天然培养基制作过程复杂、批间差异大,因此逐渐被合成培养基所替代。

小牛血清

常用细胞培养基(细胞培养基的种类与基本成分)(1)

用于细胞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主要是来源充足、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。牛血清分为小牛血清、新牛血清、胎牛血清。小牛血清取自出生10~30 天的小牛;新牛血清取自出生24小时之内的新生牛;胎牛血清应取自剖腹产的胎牛。显然,胎牛血清是品质最高的,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最少。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。牛血清中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。

血清主要作用

(1) 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。

(2) 提供激素和各种生长因子:胰岛素、肾上腺皮质激素(氢化可的松、地塞米松)、类固醇激素(雌二醇、睾酮、孕酮)等。生长因子如成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、血小板生长因子等。

(3) 提供结合蛋白:结合蛋白作用是携带重要的低分子量物质,如白蛋白携带维生素、脂肪、以及激素等,转铁蛋白携带铁。结合蛋白在细胞代谢过程中起重要作用

(4) 提供促接触和伸展因子使细胞贴壁免受机械损伤,对培养中的细胞起到某些保护作用。

组成及作用

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氨基酸

组成蛋白质的基本单位。不同种类的细胞对氨基酸的要求各异,但有几种氨基酸细胞自身不能合成,必须依靠培养液提供,这几种氨基酸称为必需氨基酸。其中谷氨酰胺是细胞合成核酸和蛋白质必需的氨基酸,在缺少谷氨酰胺时,细胞生长不良而死亡[1] 。

必需氨基酸包括L-谷氨酰胺、L-组氨酸、L-异亮氨酸、L-亮氨酸、L-赖氨酸、L-蛋氨酸、L-苯丙氨酸、L-苏氨酸、L-色氨酸、L-缬氨酸等。

维生素

维持细胞生长的生物活性物质,在细胞代谢中起调节及控制作用。在细胞培养中,尽管血清是维生素重要来源,但是许多培养基中添加了各种维生素以适合更多的细胞系生长。

脂溶性维生素如:A、D、E、K。

水溶性维生素如:B1、B2、B6、B12、泛酸、叶酸、生物素、C、烟酰胺等。

许多维生素参与构成各种酶的活性基团的成分,没有它们,酶便没有活性,代谢活动将无法进行。

VA是细胞合成糖蛋白时寡糖基的载体,对上皮细胞有重要的维护作用。VD参与调节钙的吸收。VE是抗氧剂,可防止组成生物膜的磷脂中不饱和脂肪酸被氧化。VK缺乏会引起低凝血酶原及凝血时间延长。

叶酸是合成四氢叶酸的重要原料,四氢叶酸在核酸的生物合成和蛋白质的生物合成过程中起重要作用。

生物素是一些特异羧化酶的组成部分,参与糖代谢和脂肪酸的合成过程。

碳水化合物

碳水化合物是细胞生长主要能量来源,其中有的是合成蛋白质和核酸的成分。主要有葡萄糖、核糖、脱氧核糖、丙酮酸钠和醋酸等。

无机离子

钠、钾、镁、钙、磷等基本的无机离子,这些都是细胞组成所必须并参与细胞的代谢。

培养液中无机盐的主要功能是帮助细胞维持渗透压平衡。此外,通过提供钠,钾和钙离子,帮助细胞调节细胞膜功能。培养液的渗透压是一个非常重要的因素, 细胞通常可耐受260mOsm/kg −320 mOsm/kg。标准培养液的渗透压在此范围内波动。特别注意:向培养液中加入其它物质有可能会明显改变培养液的渗透压,特别是溶于强酸或强碱中的物质。

Na 是细胞外液中最主要的阳离子,对维持渗透压的恒定有决定性的作用。K 主要分布在细胞内液,细胞内K 的对于激活某些酶是必需的,它在调节细胞内环境的酸碱平衡也有极重要意义。Ca2 在细胞外液中的作用是将组织内部细胞之间相互粘着,在细胞内参与许多重要的细胞生理活动,如传导、参与肌肉细胞收缩等。Mg2 是构成细胞间质的重要成分,对于细胞间相互稳定结合有很重要的意义。磷的化合物对细胞物质代谢和生理功能调控的功用是十分广泛而不可缺少。

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