第一節(jié)　培養(yǎng)基的基本性質(zhì)

體外培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)，培養(yǎng)基是細(xì)胞賴以生存的環(huán)境，不僅要提供充足的營養(yǎng)，還要具備細(xì)胞生存和分裂增殖所需的物理化學(xué)特性，包括合適的滲透壓、pH值等。

一、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(gè)方面：

（一）氨基酸

氨基酸是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的原料。幾乎所有細(xì)胞都需要12種氨基酸：纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、組氨酸、酪氨酸、精氨酸和胱氨酸。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呤和嘧啶合成的來源，同樣也是合成三磷酸腺苷、二磷酸腺苷、一磷酸腺苷所需要的基本物質(zhì)。

（二）單糖

培養(yǎng)中的細(xì)胞可以進(jìn)行有氧呼吸與無氧呼吸，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(duì)葡萄糖的吸收能力最高，半乳糖最低。

體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞時(shí)，幾乎所有的培養(yǎng)基或培養(yǎng)液中都以葡萄糖作為主要的能源物質(zhì)。

（三）維生素

維生素是輔酶、輔基不可缺少的組成成分。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。

（四）無機(jī)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。

二、pH值

大多數(shù)細(xì)胞適宜的pH值在7.2～7.8之間，pH值低于6.8或高于7.6都可能對(duì)細(xì)胞有害，甚至退變或死亡；但一些正常的成纖維細(xì)胞系在pH7.4～7.7生長良好。為了使培養(yǎng)基的pH值保持穩(wěn)定，多在培養(yǎng)基中加入緩沖劑。并常在細(xì)胞培養(yǎng)液中加入酚紅作為pH指示劑，pH值為7.0時(shí)呈橘紅色，pH值為7.4時(shí)呈紅色，pH值為7.6時(shí)呈桃紅色，但這種通過指示劑判斷培養(yǎng)基pH值的方法存在著較大的主觀性。而無血清培養(yǎng)基和個(gè)性化培養(yǎng)基可能不含有或含有很少量的酚紅，需要通過pH計(jì)等儀器檢測pH值，結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。

三、滲透壓

大多數(shù)體外培養(yǎng)的細(xì)胞對(duì)滲透壓具有一定的耐受能力，適宜的滲透壓根據(jù)細(xì)胞類型和種族而異。人血漿滲透壓約為290mmol/L，被視為體外培養(yǎng)人體細(xì)胞的最適滲透壓；而鼠細(xì)胞滲透壓在320mmol/L左右，雞成纖維細(xì)胞在275～325mmol/L之間。據(jù)研究顯示，大多數(shù)的哺乳動(dòng)物細(xì)胞的滲透壓在260～320mmol/L之間。

四、緩沖能力

在細(xì)胞培養(yǎng)的過程中，細(xì)胞代謝會(huì)產(chǎn)生大量的廢物，尤其是CO2，它會(huì)和水結(jié)合產(chǎn)生碳酸，從而導(dǎo)致細(xì)胞培養(yǎng)液pH下降，所以細(xì)胞培養(yǎng)基必須具備一定的緩沖能力。細(xì)胞培養(yǎng)基最常用的緩沖劑為NaHCO3。

除此之外，培養(yǎng)基中還常使用磷酸鹽作為緩沖劑，與NaHCO3相比，其緩沖能力較低，但對(duì)細(xì)胞毒性小、成本低，故在細(xì)胞培養(yǎng)中的應(yīng)用更加廣泛；HEPES（4-羥乙基哌嗪乙磺酸）液也是一種常用緩沖液，它是一種氫離子緩沖劑，細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)的添加濃度一般為10～25mmol/L，在此范圍內(nèi)HEPES對(duì)細(xì)胞無毒害作用。

五、促生長因子及激素

相關(guān)報(bào)道證明，各種激素、生長因子對(duì)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(duì)許多細(xì)胞生長有促生長作用，如胰島素，它能促進(jìn)細(xì)胞利用葡萄糖和氨基酸。有些激素對(duì)某一類細(xì)胞有明顯促進(jìn)作用，如氫化可的松可促進(jìn)表皮細(xì)胞的生長，泌乳素有促進(jìn)乳腺上皮細(xì)胞生長作用等。

六、無毒、無污染

體外生長的細(xì)胞對(duì)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）、無其它對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生損傷作用的生物活性物質(zhì)污染（如抗體、補(bǔ)體）。對(duì)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(duì)于合成培養(yǎng)基，污染主要來源于配制過程，配制所用的水和器皿應(yīng)十分潔凈，配制后應(yīng)嚴(yán)格過濾除菌。