细胞的生长需要一定的营养环境，用于维持细胞生长的营养基质称为培养基，即指所有用于各种目的的体外培养、保存细胞用的物质，就其本意上讲为人工模拟体内生长的营养环境， 使细胞在此环境中有生长和繁殖的能力。然而，你知道细胞培养基的成分吗？通过本文您将了解到细胞培养基中常见的成分及它们的作用。
细胞培养基成分包括碳源（例如葡萄糖）、缓冲系统（例如HEPES）、pH 指示剂（例如酚红）、血清、代谢物、维生素和矿物质和抗生素。接下来由上海通蔚带大家详细了解它们成分及作用。
图1，哺乳动物细胞培养基的组成
1. 碳源
这是细胞的能量来源。每种生长培养基都需要细胞可以代谢的碳源。这通常是葡萄糖，但也可以是其他糖，例如半乳糖、己糖、果糖或其他碳源（例如丙酮酸或谷氨酰胺）。
添加的葡萄糖最终浓度通常为 5.5 mM，大约等于人体血液中的葡萄糖水平。但是，您可以购买具有多种葡萄糖浓度的培养基以满足您的特定需求。
您甚至可以购买无葡萄糖培养基，自行定制浓度，以模拟高糖糖尿病状况或研究低血糖应激反应。
2、缓冲系统
细胞需要非常特定的 pH 值（7.2 至 7.4）。如果 pH 值超出这个狭窄范围，细胞就无法zui佳地执行其通常的细胞功能以生长和生存。在二氧化碳含量较高的培养箱中，CO 2与水反应产生氢离子，使培养基呈酸性。
为了抵消 CO 2产生的酸度并维持培养物的最佳 pH 值，大多数培养基类型都使用化学缓冲系统。然而，一些缓冲方法会干扰细胞生长。
对于哺乳动物细胞来说，最常见且生物影响最小的缓冲系统是碳酸氢钠。碳酸氢钠与CO 2产生的氢离子反应并隔离它们以维持pH值。然而，碳酸氢钠的一个缺点是它在生理 pH 值下不能发挥最佳缓冲作用。为了解决这个问题，研究人员经常使用 HEPES 等替代方案来增加某些介质类型的缓冲能力。
3. 酚红
由于保持正确的pH对细胞培养至关重要，因此许多培养基配方中都包含一种称为酚红的 pH 指示剂，在酸性条件下 (pH < 6.8) 会变成黄色，在碱性条件下 (pH > 8.2) 会变成粉红色。虽然通常不是问题，但酚红可以模仿雌激素，因此在培养表达雌激素受体的细胞类型时通常被排除在外。
不含酚红的培养基也可用于比色测定，例如 MTT 增殖测定，以及荧光实验，其中苯酚的色谱可能会干扰读数或图像采集。
4. 血清
许多培养系统的重要组成部分是血清，通常是胎牛血清，即 FBS。血清源自血液，是糖、盐、脂质、生长因子等的不确定混合物。由于其生物来源，每批血清都是独一无二的，因此很难保持重现性。为了避免这种情况，一些实验室使用化学成分确定的血清替代品，而另一些实验室则购买整个批次的特定血清批次以确保结果一致 - 至少在该批次用完之前！
这种可变性，加上血清采集的性质和污染的可能性，引发了关于血清是否应在培养基中使用的争论。
一些实验室选择在无血清培养基中培养细胞，根据细胞的需要，使用更可靠的替代品或合成替代品。
5. 代谢物、维生素和矿物质
如果您查看 DMEM 中的成分列表，您会发现大多数成分分为三个主要类别：
其中许多成分在所有细胞培养基中都很常见，并且精确的组合和浓度已针对细胞生长进行了优化。尽管如此，许多实验室还是在培养基中添加了额外的非必需氨基酸，以防止细胞使用葡萄糖或谷氨酰胺进行合成。此外，一些公司生产用于特定研究的不含镁和钙的培养基，因此在订购时请仔细检查成分！
6.抗生素
许多实验室在细胞培养物中加入抗生素，以防止不需要的细菌或真菌生长，即使在采用无菌技术时也是如此。最流行的抗菌补充剂选择是青霉素和链霉素（青霉素/链霉素）的组合，在完全细胞培养物中青霉素和链霉素的终浓度为 50-100 IU/mL 和 50-100 µg/mL。
然而，在细胞培养基中使用抗生素是一个有争议的话题。
我们应该在细胞培养基中使用抗生素吗？
一些实验室选择不使用抗生素，因为他们可以：
1、对您的细胞产生不良影响，包括显着改变基因表达。
2、可以掩盖低水平的细菌污染。
根据您的需要，您可以决定是否将它们包含在您的培养基中。
还有人建议，如果保持良好的培养卫生习惯，则没有必要使用抗生素，而对抗生素的依赖可能会让研究人员在这方面松懈。
细胞培养基常见类型
现在您已经了解了大多数细胞培养基中的成分，让我们讨论一些最常用的培养基。表 1 总结了一些最流行的哺乳动物细胞培养基。
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细胞培养基
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特征
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EMEM
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广泛应用于多种哺乳动物细胞的培养，如 HeLa 细胞、CHO 细胞等
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DMEM
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与 EMEM 类似，但维生素和氨基酸浓度更高
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IMDM
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一种更复杂的培养基，通常用于人类淋巴细胞。可以支持多种细胞类型
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McCoy's 5A
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DMEM 的修改版本，适用于高密度培养
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Ham's F-12
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常用于中国仓鼠卵巢 (CHO) 细胞的无血清生长。也用于其他哺乳动物细胞的无血清生长
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我应该选择哪种培养基？
这个问题没有直接的答案，因为它取决于许多因素，包括您正在培养的细胞类型和您正在进行的实验。
最好的起点是查看您正在使用的细胞系并参考供应商的说明，因为这些说明通常包括推荐培养基的详细信息。对于特定的应用，文献是你的朋友。
最重要的一点是了解您使用该特定培养基的原因（例如，因为它是低葡萄糖、不含苯酚或专为成纤维细胞配制的）。
细胞培养基总结
细胞培养基中有六种主要成分，它们的添加是为了保持哺乳动物细胞系的健康和成长。不同的培养基类型的成分和用量各不相同，因此适合不同的应用。虽然在细胞培养基中使用血清和抗生素并不罕见，但对于将这些纳入细胞培养基中的潜在缺陷存在争议。
在选择或使用细胞培养基之前，请阅读成分列表并了解为什么要使用该特定成分。您可能会发现其他培养基更适合您的细胞系或应用。
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