细胞培养基大盘点

培养基主要有：天然细胞培养基、合成细胞培养基和无血清细胞培养基等。

天然细胞培养基是人们早期采用的细胞培养基，直接取自于动物组织提取液或体液，如血浆凝块、血清、淋巴液、胚胎浸出液等。营养价值高，但成分复杂，差异大、不稳定，来源也受限制。水解乳蛋白和胶原是两种较好的天然培养基，富含氨基酸。血清是天然培养基中有效的培养添加物，但其组成成分复杂，其中一些成分与功能不明确。血清的来源有胎牛血清、小牛或成牛血清、马血清、鸡血清、羊血清及人血清，广泛应用的为胎牛血清和小牛血清。

合成细胞培养基是用化学成分明确的试剂配制的培养基，组分稳定，主要包括糖类、必需氨基酸、维生素、无机盐类等。1950年，Morgan成功研制出具有确定化学成分的细胞培养液，即M199培养基，可用于培养多种种属来源的细胞。1951年，Harry Eagle研发了动物细胞体外生长的人工合成培养基，即Eagle's minimum essential medium基(MEM培养基)，是目前使用广泛的合成细胞培养基之一。合成细胞培养基发展至今已有几十种，除了沿用半个世纪的基础合成细胞培养基之外，近年来还出现了营养成分更加丰富的低血清细胞培养基。

在细胞培养中，需要根据细胞种类和培养条件的不同选择合适的合成细胞培养基。目前，在动物细胞培养中常用的基础细胞培养基有BME、MEM、DMEM、RPMI-1640、Ham F12、M199 等。由于天然培养基的一些营养成分不能被合成细胞培养基*代替，因此一般需在合成细胞培养基中添加5％～10％的胎牛血清。胎牛血清的加入对细胞培养非常有效，但胎牛血清的成分复杂，这对培养产物的分离、纯化和检测会带来一定的不便，为减少胎牛血清的影响，开发了营养成分更加丰富的低血清细胞培养基，可以将胎牛血清的使用量降低到1～3％。

无血清细胞培养基（serum free medium， SFM）是指在使用中无需添加血清的细胞培养基，且其组成成分不含有任何动物组分。按照其组分分类，还可以分为无动物组分无血清细胞培养基和化学限定无血清细胞培养基，前者组分中可能含有某些植物来源成分，而后者*由化学成分明确的组分组成。

其中，无动物组分无血清细胞培养基是目前在生物制药行业中应用广泛的，它提高了细胞培养的质量，避免了使用血清带来的麻烦。目前，已有多种无血清培养基上市，如杂交瘤细胞无血清培养基、CHO细胞无血清培养基、Vero细胞无血清培养基和NS0 细胞无血清培养基等。无血清培养基通常添加生长附加成分，如激素与生长因子、低分子营养成分和转铁蛋白等促细胞生长的附加成分，一般包括胰岛素、孕酮、sodium selenate、腐胺、转铁蛋白等。

血清：用于细胞培养的血清主要是牛血清，培养某些特殊细胞也用人血清、马血清等。选择用牛血清培养细胞的原因主要是来源充足、制备技术成熟、经过长期的实际应用人们对其有比较深入的理解。

牛血清可分为胎牛血清、新牛血清、小牛血清。胎牛血清应取自剖腹产的胎牛。新牛血清取自出生24小时之内的新生牛。小牛血清取自出生10～30 天的小牛。其中，胎牛血清品质好是因为胎牛还未接触外界，血清中所含的抗体、补体等对细胞有害的成分最少。牛血清对绝大多数哺乳动物细胞都是适合的，但并不排除在培养某种细胞时使用其他动物血清更合适。牛血清中含有丰富的细胞生长必须的营养成份，具有极为重要的功能。

血清的主要作用：1) 提供基本营养物质：氨基酸、维生素、无机物、脂类物质、核酸衍生物等，是细胞生长必须的物质。2) 提供激素和各种生长因子：胰岛素、肾上腺皮质激素（Cortisol、地塞米松）、类固醇激素（雌二醇、睾酮、孕酮）等。生长因子如成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、血小板生长因子等。3) 提供结合蛋白：结合蛋白作用是携带重要的低分子量物质，如白蛋白携带维生素、脂肪、以及激素等，转铁蛋白携带铁。结合蛋白在细胞代谢过程中起重要作用。4) 提供促接触和伸展因子使细胞贴壁免受机械损伤，对培养中的细胞起到某些保护作用。

血清的优点和缺点：血清是非常复杂的混合物，成分多样，含有各种生理平衡的分子量差别很大的生物分子，有的对细胞生长有促进作用，如含有携带激素、矿物质、微量元素和脂类物质的转运蛋白等。血清能够提供细胞贴壁因子和扩散因子。血清中含有起稳定作用和解毒的因子，能够维持培养基的pH 值并抑制蛋白酶直接或间接的酶解。

但是，血清的加入也带来了很多问题：1) 血清的成份可能有几百种之多，目前对其准确的成份、含量及其作用机制仍不清楚，尤其是对其中一些多肽类生长因子、激素和脂类等尚未充分认识，这给研究工作带来许多困难。2) 血清都是批量生产，各批量之间差异很大，而且血清保存期至多一年，因此，要保证每批血清的相似性极为困难，从而使实验的标准化和连续性受到限制。3) 不能排除血清中含有易变物质。4) 对大多数细胞，在体内状态，血清不是它们接触的生理学液体，只是在损伤愈合以及血液凝固过程中才接触血清，因此使用血清有可能改变某种细胞在体内的正常状态，血清可能促进某些细胞的生长（成纤维细胞）同时抑制另一类细胞生长（表皮细胞）。5) 血清含一些对细胞产生毒性的物质，如多胺氧化酶，能与来自高度繁殖细胞的多胺反应（如精胺、亚精胺）形成有细胞毒性作用的聚精胺。补体、抗体、细菌毒素等都会影响细胞生长，甚至造成细胞死亡。6) 取材中可能带入支原体、病毒，对细胞产生潜在影响。7) 血清的使用使得实验和生产的标准化困难，其中的蛋白质使得某些转基因蛋白生物药品生产中分离纯化工作很难完成。8) 大规模生产中，血清来源越来越困难，价格昂贵，是构成生产成本的主要部分之一。9) 为了使与传染源相关的风险减少到minimum，存在多个国家间限制进出口生物材料的国际法规。