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细胞培养基为细胞提供了必要的营养物质、生长因子和适宜的环境。选择合适的细胞培养基是细胞培养成功的关键第一步。那你知道如何选择合适的培养基吗？

培养基组成成分

氨基酸：蛋白质构建的基础，包括必需氨基酸和非必需氨基酸；

碳水化合物：主要是葡萄糖，为细胞新陈代谢提供能量，维持细胞生存和生长；

维生素：在细胞代谢中主要作为辅酶参与各种生化反应；

无机盐：维持渗透压和pH平衡，如钠、钾、钙、镁等；

血清：为细胞提供生长因子和激素等复杂且关键的营养成分；

缓冲系统：保持培养基pH稳定在细胞生长合适范围；

生长因子和激素：调控细胞增殖、生长和分化；

微量元素：锌、铜、硒等作为辅助因子参与多种酶反应。

培养基选择原则

细胞类型匹配原则

不同种类的细胞对营养的需求各不相同，因此通常需要针对细胞类型选择性添加或者调整培养基组分和浓度配比，例如：

• 原代细胞需要丰富的生长因子和添加剂；
• 肿瘤细胞因生长快速需要更多营养物质；
• 干细胞需要特定因子维持其未分化状态。

pH缓冲能力原则

培养基的pH对细胞培养至关重要，大多数哺乳动物细胞适宜在pH 7.2-7.4范围内生长，但需要注意：

• 碳酸氢钠/CO₂系统是最常用的缓冲系统；
• 若培养环境无法稳定控制CO₂或细胞对CO₂敏感，则可选择HEPES作为缓冲系统。

营养物质完整性原则

基础培养基通常需要添加血清或其他补充剂才能提供完整营养；

无血清培养基通过预混的必需的生长因子和激素，满足细胞培养需求；

化学成分限定培养基是针对培养需求提供成分明确、批次一致的培养条件。

Tips：化学成分限定培养基的所有成分都是结构及浓度明确的已知化合物。

培养目的选择原则

基础细胞培养：使用标准培养基或者特定培养基如DMEM，RPMI 1640，Neurobasal培养基等；

蛋白纯化生产：需要优化培养基以提高产量，如使用Ham’S F-12和SFM培养基等；

细胞分化研究：需要使用添加特定诱导因子的诱导培养基如添加地塞米松、β-磷酸甘油以及抗坏血酸的α-MEM成脂诱导培养基；

安全性和便利性原则

合适的培养基需要严格确保无菌性，并且要求存储条件简单，稳定性高，使用简单等特点。此外，选择培养基时需要考虑额外添加成分的便捷性和可操作性。

培养基选择建议

常见细胞系：对于大多数常见细胞系如HEK293，HeLa，CHO等，通常推荐使用DMEM、RPMI-1640或MEM等标准培养基，使用时添加10%胎牛血清（FBS）。这些培养基成分相对简单，成本较低。

原代细胞：对于原代细胞如原代成纤维细胞、肝细胞、上皮细胞等，由于细胞较为敏感，通常需要使用专用培养基，如内皮细胞培养基、角质形成细胞培养基等，并需要添加特定生长因子和较高浓度的血清（10-20%）。一般建议使用无血清专用培养基以减少批间差异。

干细胞：针对干细胞包括间充质干细胞、诱导多能干细胞等，该类细胞对培养基要求极高，因此一般建议使用特定培养基。

• 多能干细胞：通常mTeSR培养基或StemFlex培养基，其中mTeSR被认为是多能干细胞培养的金标准培养基。
• 间充质干细胞：可使用MSC专用培养基或α-MEM培养基，并在使用时额外添加血清以及bFGF等特定生长因子维持自我更新能力。

特殊细胞类型：针对一些特殊细胞如神经元细胞、肿瘤细胞和免疫细胞等，通常需要使用特别配制的培养基。

• 神经元细胞：可使用Neurobasal培养基并添加B27补充剂；
• 免疫细胞：通常使用AIM-V或X-VIVO无血清培养基；
• 肿瘤细胞：可根据研究目的选择常规或专用培养基。

培养基使用技巧

1、检索相似研究中使用的培养基类型，参考ATCC等细胞库推荐的培养基配方；

2、根据研究目的和实验目标确定合适的培养基使用类型；

3、胎牛血清（FBS）最常用，但存在伦理和批间差异问题；无血清培养基可提高实验结果一致性；化学成分限定培养基适合对成分控制要求高的实验；

4、更换细胞培养基时，采用逐步适应的方法，按比例混合新旧培养基，逐步增加新培养基比例并全程监测细胞生长状态和形态；

5、大多数哺乳动物细胞生长适宜条件为37°C，5% CO2，但某些特殊细胞可能需要不同的温度和CO2浓度；

6、对于快速生长的细胞，建议每2-3天更换一次培养基；对于慢速生长或敏感细胞则建议更频繁更换培养基；

7、根据细胞生长速度调整传代比例，避免细胞过度生长导致分化或死亡；

8、细胞生长缓慢可能是血清质量差或者生长因子含量不足导致，此时可检测血清质量或适当增加生长因子添加量；

9、细胞发生提前衰老可能是由于营养物质耗尽或代谢废物积累，此时可增加培养基更换频率，并适当降低接种密度；

10、细胞发生形态改变的原因可能是培养基pH不稳定，渗透压不当，此时可检查缓冲系统，并测量渗透压力。

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