細胞培養基是一種用于細胞培養的營(yíng)養基質(zhì),它模擬了細胞在體內生長(cháng)的環(huán)境,提供必要的營(yíng)養和促進(jìn)細胞的生長(cháng)和增殖。?
細胞培養基的主要成分包括水、氨基酸、維生素、碳水化合物、無(wú)機鹽和其他輔助營(yíng)養物質(zhì)。這些成分共同作用,滿(mǎn)足細胞的合成、代謝等生化反應所需的物質(zhì)和能量。
細胞培養基的類(lèi)型
根據其成分、用途和性質(zhì),培養基可以分為多種類(lèi)型。
合成培養基:合成培養基的成分明確,營(yíng)養全面,適用于各種細胞類(lèi)型的培養。常見(jiàn)的合成培養基有MEM、DMEM、RPMI等。
天然培養基:天然培養基以動(dòng)物血清或血漿為基質(zhì),添加一定量的營(yíng)養成分,適用于某些特定細胞類(lèi)型的培養。如添加了動(dòng)物血清的DMEM稱(chēng)為血清培養基。
無(wú)血清培養基:指不含任何動(dòng)物來(lái)源的血清成分,以減少潛在的傳染病風(fēng)險和提高實(shí)驗的可重復性。無(wú)血清培養基通常需要添加特定的化學(xué)添加劑來(lái)模擬血清中的作用。目前已有多種無(wú)血清培養基上市,如雜交瘤細胞無(wú)血清培養基、CHO細胞無(wú)血清培養基、Vero細胞無(wú)血清培養基等。無(wú)血清培養基通常添加生長(cháng)附加成分,如激素與生長(cháng)因子、低分子營(yíng)養成分和轉鐵蛋白等促細胞生長(cháng)的附加成分,一般包括胰島素、孕酮、硒酸鈉、腐胺、轉鐵蛋白等。
懸浮培養基:懸浮培養基適用于懸浮生長(cháng)類(lèi)型的細胞,如骨髓瘤細胞、雜交瘤細胞等。懸浮培養基中通常含有較少的營(yíng)養成分,以維持細胞在懸浮狀態(tài)下的生長(cháng)。
實(shí)體培養基:實(shí)體培養基適用于貼壁生長(cháng)類(lèi)型的細胞,如細胞系、原代細胞等。實(shí)體培養基中通常含有較多的營(yíng)養成分,以滿(mǎn)足細胞在實(shí)體狀態(tài)下的生長(cháng)需求。
誘導分化培養基:誘導分化培養基用于促使細胞向特定方向分化的培養基。通過(guò)添加分化誘導劑或改變營(yíng)養成分的組成,可以實(shí)現對細胞分化的調控。
低氧培養基:低氧培養基用于模擬低氧環(huán)境,適用于某些特定細胞類(lèi)型的培養,如血管內皮細胞、肌肉細胞等。低氧培養基中通常含有較低濃度的氧氣,以促進(jìn)細胞在低氧條件下的生長(cháng)和功能表達。
常用培養基
培養基有很多種,其中DMEM、RPMI 1640、MEM、DMEM/F12是應用較為廣泛的。其他如M199、IMDM、L15培養基等也用于某些細胞的培養。下面,分別介紹一下它們各自的成分和特點(diǎn)。
MEM培養基
MEM培養基(Minimum Essential Medium),即最低必需培養基,也稱(chēng)最小基本培養基、低限量Eagle培養基,是動(dòng)物細胞培養中最常用的基礎培養基之一。MEM培養基僅含有12種必需氨基酸、8種維生素及基礎無(wú)機鹽,營(yíng)養成分簡(jiǎn)單,主要用于貼壁細胞的培養,經(jīng)過(guò)配方修訂后也可用于其他類(lèi)型細胞培養。
MEM含NEAA(非必需氨基酸)的培養基,是在MEM基礎上添加了7種NEAA,包括L-丙氨酸、L-谷氨酸、L-天冬酰胺、L-天冬氨酸、L-脯氨酸、L-絲氨酸及甘氨酸,能降低細胞培養時(shí)細胞自身合成非必需氨基酸的副作用,有效促進(jìn)細胞增殖代謝。
DMEM培養基
DMEM培養基是一種含各種氨基酸和葡萄糖的培養基,是在MEM培養基的基礎上研制的。與MEM比較增加了各種成分用量,同時(shí)又分為高糖型(低于4500mg/L)和低糖型(低于1000mg/L)。高糖培養基普遍應用于生長(cháng)快、粘附性低的細胞。可用于多種哺乳動(dòng)物原代細胞的培養,也可以用于一些細胞系的培養。低糖培養基適合代謝作用慢、依賴(lài)性貼壁細胞的培養。
RPMI-1640培養基
RPMI-1640最初是為淋巴細胞培養專(zhuān)門(mén)設計的,目前已廣泛應用于各種正常細胞和癌細胞的培養,尤其是懸浮細胞的培養,是使用最為廣泛的培養基之一。像K-562、HL-60、Jurkat、Daudi、IM-9等成淋巴細胞、T細胞淋巴瘤細胞以及HCT-15上皮細胞等均可參考使用。
不含葡萄糖的RPMI-1640培養基可以根據研究需要,隨意調節葡萄糖的濃度,方便快捷。
DMEM/F-12培養基
DMEM/F-12培養基是將DMEM與Ham's F-12培養基以1:1比例混合改良而來(lái)的。改良得到的DMEM/F-12培養基,營(yíng)養成分更為豐富,含有更多種微量元素,廣泛應用于多種哺乳類(lèi)細胞的培養,也適用于于低血清含量下哺乳動(dòng)物細胞的培養以及克隆密度培養。已在DMEM/F-12之中成功培養的細胞包括MDCK、膠質(zhì)細胞、成纖維細胞、人內皮細胞及小鼠成纖維細胞。
McCoy’s 5A培養基
McCoy’s 5A 培養基主要為肉瘤細胞的培養所設計,可支持多種(如骨髓、皮膚、肺和脾臟等)的原代移植物的生長(cháng),除適于一般的原代細胞培養外,主要用于作組織活檢培養、一些淋巴細胞培養以及一些難培養細胞的生長(cháng)支持。例如Jensen大鼠肉瘤成纖維細胞、人淋巴細胞、HT-29、BHL-100等上皮細胞。
L-15培養基
L-15培養基的緩沖系統由磷酸鹽和游離堿基氨基酸組成,代替了傳統的碳酸氫鈉緩沖系統,同時(shí),用半乳糖和丙酮酸鈉代替葡萄糖可以防止酸性代謝副產(chǎn)物的形成,有助于維持培養液PH的穩定,適用于猴腎細胞和HEP-2的培養、原代(如胚胎和成人組織)細胞分離、多種病毒的培養以及神經(jīng)元的培養等。
M199培養基
M199細胞培養基是一款經(jīng)典的細胞培養基,最早由Morgan等人于1950年設計開(kāi)發(fā),主要用于研究雞胚成纖維細胞的營(yíng)養需求。經(jīng)過(guò)不斷的優(yōu)化與應用擴展,M199目前已廣泛應用于多種細胞的培養,包括哺乳類(lèi)和非哺乳類(lèi)動(dòng)物細胞。尤其是在非轉化細胞培養、疫苗生產(chǎn)以及病毒學(xué)研究等領(lǐng)域,M199表現出色,成為科研和工業(yè)生產(chǎn)中的重要工具。
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