常见的细胞培养基详细介绍

细胞培养基是经过多位科研人员基于专业知识和实践经验的不断积累、探索和改进而得出的一种配方，以提供适宜细胞生长和繁殖所需的必要营养物质和环境条件。在实验中，成分和组合会根据不同的细胞类型和培养目的进行调整和优化，以达到最佳的生长效果。

基础培养基主要成分有氨基酸、碳水化合物、无机盐、维生素及其他辅助成分。MEM、DMEM、RPMI 1640、Ham’s F-12是应用最广泛的四款基础细胞培养基。常见的细胞培养基如下：

1.Minimum Essential Medium（MEM）：

也称最低必需培养基，仅含有12种必需氨基酸、谷氨酰胺和8种维生素，含糖量为1g/L。主要应用于贴壁细胞的培养，在添加血清后，可用于培养多种单层生长的细胞，如成纤维细胞。改良后的MEM-α可广泛用于各种哺乳动物悬浮和贴壁细胞培养。

2.DMEM：

氨基酸含量是MEM的两倍，维生素含量为其4倍，以及硝酸铁、丙酮酸钠和一些补充氨基酸。此外，DMEM分为低糖型和高糖型，葡萄糖含量分别为1g/L和4.5g/L。（低糖适于依赖性贴壁细胞培养，特别适用于生长速度快、附着性较差的肿瘤细胞培养；高糖更适合高密度悬浮细胞培养，也适用于附着性较差，但又不希望它脱离原来生长点的克隆培养，也可用于杂交瘤中骨髓瘤细胞和DNA转染的转化细胞的培养。）

3.RPMI-1640 ：

广泛应用于哺乳动物、特殊造血细胞、正常或恶性增生的白细胞，杂交瘤细胞的培养，主要用于悬浮细胞培养。其它像K-562、HL-60、Jurkat、Daudi、IM-9等成淋巴细胞、T细胞淋巴瘤细胞以及HCT-15上皮细胞等均可参考使用。

4.Ham’s F-12K：

在加入很少血清的情况下，特别适合单细胞培养和克隆化培养，是无血清培养中常用的基础培养液。

5.DMEM/F12：

适于克隆密度的培养。F12培养基成分复杂，含有多种微量元素，和DMEM以1:1结合，称为DMEM/F12培养基（DME/F12medium），作为开发无血清配方的基础，以利用F12含有较丰富的成分和DMEM含有较高浓度的营养成分为优点。该培养基适用于血清含量较低条件下哺乳动物细胞培养。

6.McCoy’s 5A：

主要为肉瘤细胞的培养所设计，可支持多种（如骨髓、皮肤、肺和脾脏等）的原代移植物的生长，除适于一般的原代细胞培养外，主要用于作组织活检培养、一些淋巴细胞培养以及一些难培养细胞的生长支持。例如Jensen大鼠肉瘤成纤维细胞、人淋巴细胞、HT-29、BHL-100等上皮细胞。

7.Iscove’s Modified Dulbecco Medium (IMDM)：

用于培养红细胞和巨噬细胞前体。此种培养液含有硒、额外的氨基酸和维生素、丙酮酸钠和HEPES。并用硝酸钾取代了硝酸铁。IMDM还能够促进小鼠B淋巴细胞，LPS刺激的B细胞，骨髓造血细胞，T细胞和淋巴瘤细胞的生长。IMDM为营养非常丰富的培养液，因此可以用于高密度细胞的快速增殖培养。

8.M-199：

主要用于鸡胚成纤维细胞培养。可用于培养多种种属来源的细胞，并能培养转染的细胞。

9.Leibovitz Medium（L-15）:

适用于快速增殖瘤细胞的培养，用于在CO₂缺乏的情况下培养肿瘤细胞株。此培养液采用磷酸盐缓冲体系，氨基酸组成进一步改良，并由半乳糖替代了葡萄糖。

10.MCDB 131培养基：

用于培养内皮细胞。

培养基体系主要成分及功能介绍

葡萄糖：用于细胞能量代谢。

CO₂：细胞需要少量的二氧化碳来维持生长。

在培养基中，溶解的CO₂与碳酸氢盐离子处于平衡状态，许多培养基利用了这种CO₂/碳酸氢盐反应来缓冲培养基的pH值。CO₂溶解在培养基中，与水反应生成碳酸。随着细胞代谢产生更多的CO₂，随着下面的化学反应向右驱动，介质的pH值下降:

通过向培养基中添加碳酸氢钠，可使pH值维持在7.2 ~ 7.4的最佳范围：

酚红：用于监测培养基的pH值。在细胞生长过程中，细胞释放的代谢物会改变pH值，培养基的颜色也随之改变。在较低的pH值下，酚红会变成中黄色，而在较高的pH值下，它会变成中紫色。对于大多数培养体系(pH为7.2 ~ 7.4)，培养基应为鲜红色（部分培养基不添加酚红，例如对雌激素敏感的乳腺组织细胞，酚红会发挥跟类固醇相似的功能从而影响细胞）。

L-谷氨酰胺：几乎是所有哺乳动物和昆虫细胞所必需的氨基酸，用于合成蛋白质，参与核酸代谢。它相比其他氨基酸更不稳定，容易降解，降解的速率和程度与储存温度、时间和pH值有关。

非必需氨基酸NEAA：

所有的培养基配方都含有10种必需氨基酸以及半胱氨酸、谷氨酰胺和酪氨酸。在一些培养基中还需要加入其他非必需氨基酸(丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、脯氨酸和丝氨酸)可以减少细胞的代谢负担，从而增加细胞增殖。

丙酮酸钠：

丙酮酸是糖酵解过程中的中间有机酸代谢物，可以轻易地进出细胞，可以为合成代谢过程提供能量来源和碳骨架。大多数培养基中丙酮酸钠的最终浓度为1mM，但在L-15培养基中增加到5mM，方便在无CO₂环境中使用。

常见的培养基添加因子

• 青霉素-链霉素（双抗生素）:用于预防细胞污染
• 胰岛素：作为细胞培养的添加剂，可促进细胞增殖、延长细胞寿命，增加蛋白和核酸的表达量。
• 胰岛素-转铁蛋白-硒添加剂（ITS）:可降低多种细胞常规维持和低密度贴壁培养时所需的胎牛血清浓度。
• 地塞米松:一种抗炎糖皮质素，对细胞存活、细胞信号传导和基因表达具有一系列的影响。用于研究细胞凋亡、细胞信号传导通路和基因表达。
• 氢化可的松:促进表皮上皮细胞和乳腺上皮细胞增殖生长,提高神经胶质细胞和成纤维细胞的克隆形成率。
• 白细胞介素2（IL-2）:IL-2作为T细胞生长因子，可增强NK细胞的细胞溶解活性，并促进B细胞产生免疫球蛋白。常用于NK92细胞的培养。