培养细胞的重要环节有很多，其中很重要的一步就是为细胞选择适合的生长环境，为其选择成分适合又营养丰富的细胞培养基。细胞培养基是供给细胞营养、维持细胞生长和增殖的多种营养物质的混合物，种类一般包括基础培养基、无血清培养基以及化学成分确定的培养基等。这其中又以基础培养基最为常用。基础培养基属于合成培养基，是根据天然培养基的成分，用化学物质模拟合成、人工设计、配制的培养基，其主要成分有氨基酸、碳水化合物、无机盐、维生素及其他辅助成分，比如 DMEM、RPMI 1640、MEM、DMEM/F12，这些都是应用非常广泛的基础细胞培养基。

 

一些培养基以及适用的细胞类型：

1.RPMI-1640 Medium：

RPMI-1640广泛应用于哺乳动物、特殊造血细胞、正常或恶性增生的白细胞，杂交瘤细胞的培养，是目前应用十分广泛的培养基。主要用于悬浮细胞培养。其它像K-562、HL-60、Jurkat、Daudi、IM-9等成淋巴细胞、T细胞淋巴瘤细胞以及HCT-15上皮细胞等均可参考使用。

 

2.Minimum Essential Medium（MEM）：

也称最低必需培养基，它仅含有12种必需氨基酸、谷氨酰胺和8种维生素。成分简单，可广泛适应各种已建成细胞系和不同地方的哺乳动物细胞类型的培养。MEM-Alpha一般用于培养一些难培养细胞类型，而其它没有特殊之处的细胞株则几乎均可采用MEM来培养。

3.DMEM-高糖（标准型）：

是一种应用十分广泛的培养基，可用于许多哺乳动物细胞培养,更适合高密度悬浮细胞培养。适用于附着性较差，但又不希望它脱离原来生长点的克隆培养，也可用于杂交瘤中骨髓瘤细胞和DNA转染的转化细胞的培养。

 

4.DMEM-低糖（标准型）：

是一种应用十分广泛的培养基，可用于许多哺乳动物细胞培养。低糖适于依赖性贴壁细胞培养，特别适用于生长速度快、附着性较差的肿瘤细胞培养。

5.DMEM/F12：

DMEM/F12培养基适于克隆密度的培养。F12培养基成分复杂，含有多种微量元素，和DMEM以1:1结合，称为DMEM/F12培养基（DME/F12medium），作为开发无血清配方的基础，以利用F12含有较丰富的成分和DMEM含有较高浓度的营养成分为优点。该培养基适用于血清含量较低条件下哺乳动物细胞培养。为了增强该培养基的缓冲能力，改良之一是在DMEM/F12（1:1）中加入15mM HEPES缓冲液。

 

在确定培养基种类后，还会遇到培养基有不同分型的情况。那么对于经典培养基中不同成分的作用及选择原则又是什么呢？

1.葡萄糖（Glucose）：

作用：细胞生长所需的主要能量来源。

如何选择不同葡萄糖含量的培养基？

• 最初的 DMEM 中，葡萄糖浓度为 1 g/L，现在称其为低糖型 DMEM，适合培养多数哺乳动物细胞；
• 高糖型 DMEM 中的葡萄糖浓度为 4.5 g/L，适合生长速度快，附着性较差的肿瘤细胞；
• 使用无糖培养基的主要目的是，通过控制细胞的能量来源，研究细胞的代谢过程或葡萄糖利用效率。

 

2.HEPES：

作用：pH 缓冲剂。

• 是一种氢离子缓冲剂，其作用不依赖于 CO2；
• 在一定范围内对细胞无毒性作用，能较长时间控制恒定的 pH 范围，保证细胞良好生长；
• 部分细胞对酸碱度的变化非常敏感，建议使用 HEPES；
• 根据需要，非必需。

 

3.L-谷氨酰胺（L-glutamine）：

作用：L-谷氨酰胺是一种氨基酸，细胞的重要能量来源，参与蛋白质的合成，也为合成核酸提供碳源。

不足：

• L-谷氨酰胺不稳定，在中性的水溶液中会自发降解；
• 降解产物氨对细胞有毒性；
• 对氨敏感的细胞（如干细胞和原代细胞等）或培养环境（高密度反应器，无补料的长期培养）不推荐含 L-谷氨酰胺的培养基。

解决方案：

• 选择不含谷氨酰胺的培养基，在使用前再添加 L-谷氨酰胺，并尽快用完；
• 选择稳定的谷氨酰胺替代物，如 glutaGRO™。

 

4.酚红（Phenol red）：

作用：pH 值的指示剂（中性时为红色，酸性时为黄色，碱性时为紫色）。

 何时选择不含酚红的培养基？

• 培养干细胞或细胞克隆时倾向于不加酚红；
• 酚红可以模拟固醇类激素的作用（特别是雌激素）；
• 酚红的颜色会干扰流式检测，不建议使用含酚红的培养基制备细胞样品（通常用 PBS）。

 

5.碳酸氢钠（Sodium bicarbonate）：

作用：pH 缓冲剂。

• pH 6.8~7.8 为细胞生长的最佳 pH 条件；
• 多数培养基利用碳酸氢钠进行缓冲；
• 碳酸氢钠的缓冲需要 CO2；

1.高碳酸氢钠(1.5~3.7 g/L)需要 5~10% CO2 培养；

2.低碳酸氢钠（0.35 g/L）不需要 CO2 培养。

• 干粉培养基在配制时需要单独添加。

 

6.丙酮酸钠（Sodium pyruvate）：

作用：能量来源。

• 丙酮酸钠可以作为细胞培养中的替代碳源；
• 葡萄糖不足的时候，细胞可以代谢丙酮酸钠；
• 保证细胞更好地生长；
• 根据需要，非必需组分。