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細胞學(xué)堂｜細胞培養(yǎng)基的種類以及如何選擇

更新時間：2023-06-20  |  點擊率：1329



  一  

常見的細胞培養(yǎng)基


細胞培養(yǎng)基既是培養(yǎng)細胞中供給細胞營養(yǎng)和促使細胞生殖增殖的基礎(chǔ)物質(zhì)，也是培養(yǎng)細胞生長和繁殖的生存環(huán)境。


基礎(chǔ)培養(yǎng)基（MM）

基礎(chǔ)細胞培養(yǎng)基主要成分是氨基酸、維生素、碳水化合物、無機鹽和其它一些輔助物質(zhì)。合成培養(yǎng)基使用時還需添加一定量的血清使細胞保持良好的生長狀態(tài)。


培養(yǎng)基的種類有很多，其中DMEM、RPMI 1640、MEM、DMEM/F12是應(yīng)用較為廣泛的。其他如M199、IMDM、L15培養(yǎng)基等也用于某些細胞的培養(yǎng)。具體的特征及應(yīng)用如下：



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培養(yǎng)基

特征

應(yīng)用

BME細胞培養(yǎng)基

1955年Eagle設(shè)計，以BSS為基礎(chǔ)，添加8種維生素，13種氨基酸，成分簡單、便于添加

適于各種細胞系和特殊研究用，在此基礎(chǔ)上改良的細胞培養(yǎng)基品種有MEM、DMEM、IMDM等

MEM細胞培養(yǎng)基

由Harry Eagle在Eagle基本培養(yǎng)基（BEM）的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。MEM培養(yǎng)基僅含有12種必需氨基酸、谷氨酰胺和8種維生素，成分簡單，主要用于貼壁細胞的培養(yǎng)，1959年修改配方，刪去賴氨酸、生物素，增加氨基酸濃度，配方修改后也可用于其他類型細胞培養(yǎng)

適合多種細胞單層生長，是一種最基本、適用范圍最-廣的培養(yǎng)基。因其營養(yǎng)成分所限，針對生產(chǎn)之特定細胞培養(yǎng)與表達時，并不一定是使用效果最-佳或者最-經(jīng)濟的培養(yǎng)基。此外，MEM細胞培養(yǎng)基有含Earle's平衡鹽的類型，也有含Hanks'平衡鹽的類型；有高壓滅菌型的，也有過濾除菌型的；還有含非必需氨基酸的類型。應(yīng)根據(jù)實際情況注意選擇合適的 MEM 細胞培養(yǎng)基

M199細胞培養(yǎng)基

1950 年由 Morgan 等設(shè)計，除 BSS 外，含有53 種成分

添加適量的血清后，可廣泛用于多種細胞培養(yǎng)，可用于病毒學(xué)、疫苗生產(chǎn)以及大鼠胰腺上皮細胞和小鼠晶狀體組織的培養(yǎng)

DMEM細胞培養(yǎng)基

由Dulbecco改良的 Eagle 培養(yǎng)基，DMEM的氨基酸濃度是MEM的兩倍，維生素濃度是MEM的4倍，同時還增加了非必須氨基酸、微量鐵離子以及丙酮酸鈉。分低糖型（1000mg/L）、高糖型（4500mg/L）

常用于雜交瘤的骨髓瘤細胞和 DNA 轉(zhuǎn)染的轉(zhuǎn)化細胞培養(yǎng)。例如 CHO 細胞表達生產(chǎn)乙肝疫苗、CHO 細胞表達EPO

IMDM細胞培養(yǎng)基

由Iscove's改良的Eagle培養(yǎng)基，IMDM培養(yǎng)基在DMEM培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加了硒、HEPES、丙酮酸鈉以及額外的氨基酸和維生素，營養(yǎng)非常豐富

可用于雜交瘤細胞和高密度細胞的快速培養(yǎng)

RPMI-1640細胞培養(yǎng)基

Moore等人于1967年在Roswell Park Memorial Institute研制，針對淋巴細胞培養(yǎng)設(shè)計，BSS＋21種氨基酸＋維生素11種等成分

廣泛應(yīng)用于各種正常細胞和癌細胞的培養(yǎng)，尤其是懸浮細胞的培養(yǎng)

Ham's F10、F12細胞培養(yǎng)基

1963年、1969年由Ham設(shè)計，含微量元素，Ham's F-12以Ham's F-10營養(yǎng)混合物為基礎(chǔ)設(shè)計而成的，可在血清含量低時用

F10適用于倉鼠、人二倍體細胞，F(xiàn)12適用于CHO細胞。在低血清含量下時，特別適合單細胞培養(yǎng)和克隆化培養(yǎng)，添加血清后也廣泛應(yīng)用于癌細胞和原代細胞的培養(yǎng)，如大鼠肝細胞、大鼠前列腺上皮細胞、軟骨細胞、大鼠成肌細胞、雞胚胎細胞等

DMEM/F12細胞培養(yǎng)基

在DMEM培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，添加F12培養(yǎng)基中更為豐富的營養(yǎng)成分，含有多種微量元素

廣泛應(yīng)用于多種哺乳類細胞的培養(yǎng)。同時，常作為開發(fā)無血清培養(yǎng)基的基礎(chǔ)，也適用于低血清含量下哺乳動物細胞的培養(yǎng)以及克隆密度培養(yǎng)

McCoy's 5A培養(yǎng)基

Thomas McCoy等人在1959年設(shè)計的培養(yǎng)基，最初專門用于Novikoff Hepatoma細胞的培養(yǎng)。McCoy's 5A培養(yǎng)基是改良的Basal Medium 5A，與其他培養(yǎng)基不同的是，McCoy's 5A含有還原型谷胱甘肽、細菌蛋白胨以及高濃度的葡萄糖

McCoy's 5A廣泛用于多種類型的原代細胞的培養(yǎng)，如骨髓、皮膚、牙齦、腎、脾、肺、大鼠胚胎、網(wǎng)膜等。此外McCoy's 5A培養(yǎng)基還用于組織活檢培養(yǎng)、細胞建系，以及一些淋巴細胞和較難培養(yǎng)的細胞的培養(yǎng)

L15細胞培養(yǎng)基

L-15培養(yǎng)基的緩沖系統(tǒng)由磷酸鹽和游離堿基氨基酸組成，代替了傳統(tǒng)的碳酸氫鈉緩沖系統(tǒng)，同時，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(yǎng)液PH的穩(wěn)定，適合用于非CO2平衡環(huán)境的細胞培養(yǎng)

L-15培養(yǎng)基適用于猴腎細胞和HEP-2的培養(yǎng)、原代（如胚胎和成人組織）細胞分離、多種病毒的培養(yǎng)以及神經(jīng)元的培養(yǎng)等




完-全培養(yǎng)基（CM）


完-全培養(yǎng)基是在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中添加了血清、抗生素等物質(zhì)，也叫（血清）細胞培養(yǎng)基。其中大部分細胞培養(yǎng)常用的是牛血清，因為牛血清中含有促進細胞增殖的各種生長因子。此外為防止污染，培養(yǎng)液中尚需加一定量的抗生素。


完-全培養(yǎng)基根據(jù)添加血清量的多少，可分為細胞生長培養(yǎng)基和細胞維持培養(yǎng)基，用于不同細胞和不同研究。


無血清細胞培養(yǎng)基（SFM）


無血清培養(yǎng)基是指在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上引入成分完-全明確或部分明確的血清替代成分，主要是由基礎(chǔ)培養(yǎng)基和添加物（替代血清的補充因子）組成。其主要成分為下列幾種：


黏附因子


約有80%的細胞是屬于貼附型生長。一般的細胞培養(yǎng)基是利用血清作為其來源，在無血清培養(yǎng)基中，細胞黏附因子就是很重要的物質(zhì)。


生長因子


生長因子是維持細胞活性與促進細胞增生、遷移、分化等，不可-或缺的要素。


酶抑制劑


貼附型細胞一般多以胰蛋白酶（trypsin）進行傳代。在一般細胞培養(yǎng)中，血清中含有抑制trypsin的成分，所以無血清培養(yǎng)基必須添加trypsin抑制劑。


細胞轉(zhuǎn)入無血清培養(yǎng)之前，要留有種子細胞，種子細胞按常規(guī)培養(yǎng)于含血清的培養(yǎng)基中，以保證細胞的特性不發(fā)生變化。


優(yōu)點

1

未知組分少；

2

避免血清對細胞的毒性作用和血清源性污染；

3

雜蛋白含量少，避免血清成分影響研究結(jié)果或是產(chǎn)品制程，提高產(chǎn)品表達水平并易于純化。

缺點

1

無血清培養(yǎng)基成本較高；

2

不是所有的細胞都能在無血清培養(yǎng)基中培養(yǎng)；

3

細胞在無血清培養(yǎng)基中易受某些機械因素和化學(xué)因素的影響，培養(yǎng)基保存和應(yīng)用方面局限性很大。




二

細胞培養(yǎng)基的選擇


細胞培養(yǎng)基的種類很多，如何選擇適宜的培養(yǎng)基是細胞培養(yǎng)的關(guān)鍵。在此提供以下建議可供參考：


1

如果是新購買的細胞，可以向細胞株的廠家咨詢，或者詢問引種來源查找細胞庫上對應(yīng)的培養(yǎng)基；

2

根據(jù)細胞的特點及實驗的需要來選擇培養(yǎng)基；

3

自己試驗，用多種培養(yǎng)基培養(yǎng)細胞，做生長曲線，記錄細胞的生長速度，觀察細胞的形態(tài)變化，根據(jù)實驗結(jié)果選擇最佳培養(yǎng)基。


培養(yǎng)基種類和細胞系并不是一個強制的對應(yīng)關(guān)系。具體培養(yǎng)細胞使用什么培養(yǎng)基，主要還是根據(jù)數(shù)據(jù)庫、文獻和經(jīng)驗哦！