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細胞培養(yǎng)基的基本要求

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體外培養(yǎng)的細胞直接生活在培養(yǎng)基中,因此培養(yǎng)基應能滿足細胞對營養(yǎng)成分、促生長因子、激素、滲透壓、pH等諸多方面的要求。

營養(yǎng)成分

1.氨基酸:所有細胞都需要12種必須氨基酸:纈、亮、異亮、蘇、賴、色、苯丙、蛋、組、酪、精、。

2.單糖:六碳糖是主要能源,也是合成某些氨基酸、脂肪、核酸的原料。細胞對葡萄糖的吸收能力zui高,半乳糖zui低。 體外培養(yǎng)動物細胞時,幾乎所有的培養(yǎng)基或培養(yǎng)液中都以葡萄糖作為必含的能源物質。

3.維生素:、、、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。

4.無機離子與微量元素:細胞生長除需要鈉、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。

促生長因子及激素

各種激素、生長因子對于維持細胞的功能、保持細胞的狀態(tài)(分化或未分化)具有十分重要的作用。有些激素對許多細胞生長有促生長作用,如胰島素,它能促進細胞利用葡萄糖和氨基酸。有些激素對某一類細胞有明顯促進作用,如可促進表皮細胞的生長,泌乳素有促進乳腺上皮細胞生長作用等。

滲透壓

細胞必須生活在等滲環(huán)境中,大多數培養(yǎng)細胞對滲透壓有一定耐受性。人血漿滲透壓290mOsm/kg, 可視為培養(yǎng)人體細胞的理想滲透壓。鼠細胞滲透壓在320mOsm/kg左右。對于大多數哺乳動物細胞,滲透壓在260-320mOsm/kg的范圍都適宜。

pH、氣體

也是細胞生存的必需條件之一,所需氣體豐要是氧和二氧化碳。氧參與三羧酸循環(huán),產生能量供給細胞生長、增殖和合成各種成分。一些細胞在缺氧情況下,借糖酵解也可獲取能量,但多數細胞缺氧不能生存。在開放培養(yǎng)時,一般置細胞于95%空氣加5%二氧化碳的混合氣體環(huán)境中培養(yǎng)。二氧化碳既是細胞代謝產物,也是細胞所需成分,它主要與維持培養(yǎng)基的pH有直接關系。動物細胞大多數需要輕微的堿性條件,pH值約在7.2~7.4℃在細胞生長過程中,隨細胞數量的增多和代謝活動的加強,二氧化碳不斷被釋放,培養(yǎng)液變酸,PH值發(fā)生變化。由于NaHCO3容易分解為二氧化碳,很不穩(wěn)定,致使緩沖系統(tǒng)難以地控制。故這一緩沖系統(tǒng)適合密閉培養(yǎng)。HEPES結合使用,可提供更有效的緩沖體系,主要是防止pH值迅速變動,但zui大缺點是在開放培養(yǎng)或觀察時難以維持正常的pH值。造成pH波動主要是代謝產生的CO2,在封閉式培養(yǎng)過程中CO2與水結合產生碳酸,培養(yǎng)基pH很快下降。為解決這一問題,合成培養(yǎng)基中使用了NaHCO3-CO2緩沖系統(tǒng),并采用開放培養(yǎng),使細胞代謝產生的CO2及時溢出培養(yǎng)瓶,再通過穩(wěn)定調節(jié)溫箱中CO2濃度(5%),與培養(yǎng)基中的NaHCO3處于平衡狀態(tài)。

無毒、無污染

體外生長的細胞對微生物及一些有害有毒物質沒有抵抗能力,因此培養(yǎng)基應達到無化學物質污染、無微生物污染(如細菌、真菌、支原體、病毒等)、無其他對細胞產生損傷作用的生物活性物質污染(如抗體、補體)。對于天然培養(yǎng)基,污染主要來源于取材過程及生物材料本身,應當嚴格選材,嚴格操作。對于合成培養(yǎng)基,污染主要來源于配制過程,配制所用的水,器皿應十分潔凈,配制后應嚴格過濾除菌。

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