细胞培养合成培养基
细胞培养基及其配制方法

DMEM(A) 细胞培养基(粉末型)成分DMEM(H) 细胞培养基(粉末型)成分DMEM(L) 细胞培养基(粉末型)成分【DMEM专题】DMEM细胞培养基(二)配制方法及注意事项配制方法:(1)在一个尽可能接近总体积的容器中加入比预期培养基总体积少5%的双蒸水。
(2)在室温(20℃到30℃)的水中加入干粉培养基,轻轻搅拌,不要加热。
(3)水洗包装袋的内部,转移全部的痕量干粉到容器内。
(4)加NaHCO3到培养基中。
(5)用双蒸水稀释到想要的体积,搅拌溶解。
注意不要过分搅拌。
(6)通过缓慢搅拌加入1N NaOH 或1N HCL调节pH值,由于pH值在过滤时会上升0.1到0.3,因而调节pH值使它比最终想要的pH值低0. 2到0.3。
培养基在过滤前要保持密封。
配制培养基要注意以下问题:●认真阅读说明书。
说明书都注明干粉不包含的成分,常见的有NaHC O3、谷氨酰胺、丙酮酸钠、HEPES等。
这些成分有些是必须添加的,如NaHCO3、谷氨酰胺,有些根据实验需要决定。
●配制是要保证充分溶解,NaHCO3、谷氨酰胺等物质都要等培养基完全溶解之后才能添加。
●配制所用的水应是三蒸水,离子浓度很低。
●所用器皿应严格消毒。
●配制好的培养基应马上过滤,无菌保存于4度。
●液体培养基主要是为了科研工作的方便而设计的培养基,它是一种灭菌后保证无菌的溶液,必要时可制成无内毒素等的溶液,可节省科研人员的工作量。
DMEM各种成分都有什么作用一般的基础培养基包括四大类物质:无机盐、氨基酸、维生素、碳水化合物。
(1)无机盐:对调节细胞渗透压、某些酶的活性及溶液的酸碱度都是必须的。
(2)氨基酸:缬氨酸、亮、异亮、苏、赖、色、苯丙、蛋、组、酪、精氨酸、胱氨酸(L型)都是细胞用以合成蛋白质的必需氨基酸,不能由其他氨基酸或糖类转化合成。
除此之外,还需要谷氨酰胺(glutamine)。
谷氨酰胺具有特殊的作用,对细胞的培养特别重要,能促进各种氨基酸进入细胞膜;它所含的氮是核酸中嘌呤和嘧啶的来源,还是合成—磷酸腺苷、二磷酸腺甘和三磷酸腺苷的原料。
动物细胞的培养条件和培养基

• 2、合成培养基:优点是成分明确,组分稳定,可 大量生产供应。动物细胞培养中常用的有BME、 MEM、DMEM、HAM F12、RPMI 1640以及 ISOCOV、199和McCoy等。
• 缺点:无法替代一些未知成分。 • 解决途径合成培养基中添加小牛血清,彼此互补
的胎牛血清。
• 血清的作用机制可能为:(1)提供有利于细胞生 长增殖所需要的各种生长因子和激素;(2)提供 有利于细胞贴壁所需要的贴附因子和伸展因子; (3)提供可识别金属、激素、维生素和脂类的结 合蛋白;(4)提供细胞生长所必须的脂肪酸和微 量元素。
• 3、无血清培养基
• 无血清培养基的优点如下:①提高了细胞培养的可 重复性,避免,避免了由于血清批之间差异的影响; ②减少了由血清带来的病毒、真菌和支原体等微生 物污染的危险;③供应充足、稳定;
动物细胞的培养条件和培养基
• 为了使细胞培养在体外培养成功,需要一些 基本条件:
(1)绝对无菌操作; (2)足够的营养供应,排除有害物质包括极其
微量的离子掺入; (3)适量氧气供应;
(4)随时清除细胞代谢中产生的有害产物; (5)有良好的适于生存外界环境,包括pH、渗透
压和离子浓度等; (6)及时分种,保持合适的细胞密度。
6、空气
二、动物细胞培养基的 种类和组成
• 细胞种系不同对培养基的要求亦有差异,主要 有三类:天然培养基、合成培养基和无血清培 养基。 1、天然培养基:在细胞培养的早期阶段使用的 培养基,主要为来自天然的材料如血浆凝块、 血清、淋巴液、胚胎浸液以及羊水、腹水等。
• 优点:营养价值高 • 缺点:成分复杂、来源有限、成本较高
细胞培养各种培养基简介

DMEM、RIPA1640、F12、L15等细胞培养基的基本知识培养细胞的完全培养基由基础培养基(如MEM)和添加剂(如血清或无血清培养用的某些确定的激素及生长因子)组成,培养基的配方一直在改进,其中包括抗生素和抗有丝分裂剂等等。
一、基础培养基绝大多数培养基是建立在平衡盐溶液(BSS)基础上,添加了氨基酸、维生素和其它与血清中浓度相似的营养物质。
最广泛应用的培养基是Eearle`s MEM 的混合物,其中含有13种必须氨基酸、8种维生素。
而Ham`s F12 也包括非必须氨基酸,维生素的范围亦很广,另外常规含有无机盐和代谢添加剂(例如核苷酸)。
MEM/F12 这两种培养基各取1/2,形成神经生物学最通用的培养基。
Dulbecco`s改良培养基——DMEM,现应用于快速生长的细胞,同MEM 含有相同的营养成分,但浓度高出2~4倍。
选择某种培养基,应仔细了解成分表,应知道大多数情形下培养基都有不足。
例如,有些培养基在氨基酸中包括有谷氨酸,而这种培养基虽广泛用于神经生物学领域,但它对某些对谷氨酸敏感的可能有细胞外毒性损伤的神经元而言,则并非最佳选择,特别是如果神经元生长在缺乏胶质的环境中时。
F12中含有硫酸亚铁,据报道也有神经毒效应。
在所有这些培养基中,谷氨酸比其他氨基酸有更高的浓度,这是因为它具有不稳定性以及在许多细胞培养中它常用作碳源。
对于神经元的培养常常在基础培养基中增加葡萄糖的含量到0.6%或者加入丙酮酸(若培养基中这两种物质缺乏时)。
MEM与F12均要用5%的CO2来平衡,DMEM含更高浓度的NaCO3,要用10%的CO2来平衡,当然也可以在较低CO2浓度下使用。
这些基础培养基的组成成分是建立在对不同细胞系生长的研究之上的,但通常在原代培养中使用也能有比较令人满意的结果。
原则上,HEPES作为缓冲剂可用来代替碳酸氢盐,以解除需要高浓度CO2培养环境的限制。
实际操作中并非如此简单。
显然,溶解的CO2与碳酸氢盐对良好的细胞生长是重要的。
细胞培养基种类与基本成分

(1)需要长期保存的血清必须储存于-20C-70C低温冰箱中。4C冰箱中保存 时间切勿超过1个月。由于血清结冰时体积会增加约10%,因此,血清在冻入 低温冰箱前,必须预留一定体积空间,否则易发生污染或玻璃瓶冻裂。
(5)切勿将血清在37C放置太久,否则血清会变得浑浊,同时血清中的有效成 分会破会而影响血清质量。
(6)血清中的沉淀物絮状物:主要是血清中的脂蛋白变性及解冻后血清中纤维
蛋白造成,这些絮状物不会影响血清本身的质量。可用离心3000rpm,5分钟去
除,也可不用处理。
显微镜下 小黑点”经过热处理过的血清,沉淀物的形成会显著增多。有些沉淀 物在显微镜下观察象 小黑点”常误认为血清受污染。一般情况下,此小黑点不 会影响细胞生长,但如果怀疑血清质量,则应立即停止使用,更换另一批号的血 清。
(2)一般厂商提供的血清为无菌,无需再过滤除菌。如发现血清有悬浮物,则 可将血清加入培养液内一起过滤,切勿直接过滤血清。
(3)瓶装血清解冻需采用逐步解冻法:-20C至-70C低温冰箱中的血清放入4C冰箱中溶解1天。然后移入室温,待全部溶解后再分装。在溶解过程中需不 断轻轻摇晃均匀(小心勿造成气泡),使温度与成分均一,减少沉淀的发生。切
2、MEM细胞培 养基
又称低限量Eagle培养基 (Minimal Essential Medium) ,1959年在Eagle's基础 培养基(BME)上修改而来,删去赖氨酸、生物素,氨基酸浓度增加,适合多 种细胞单层生长,有可高压灭菌品种,是一种最基本、试用范围最广的培养基, 但因其营养成分所限,针对生产之特定细胞培养与表达时, 并不一定是使用效果 最佳或者最经济的培 养基。
细胞培养基简介

依据实验目的选择培养基
增殖实验
选择能够支持细胞快速增殖的培养基,以便在短时间 内获得大量细胞。
诱导分化实验
选择能够诱导细胞分化的培养基,以便观察细胞分化 过程和分化后的表型特征。
基因转染实验
选择能够支持基因转染的培养基,以便将外源基因导 入细胞并观察其对细胞表型的影响。
优化培养基配方
调整营养成分
较高。
无血清培养基
总结词
无血清培养基是指在培养基中不添加任何动物来源的血清,完全由化学成分合成的培养基。
详细描述
无血清培养基不含动物来源的血清,而是通过添加多种化学成分来模拟血清的功能,如添加蛋白质、生长因子等 。无血清培养基适用于生产疫苗、单克隆抗体等生物制品,因为其成分明确、质量控制方便,且能够避免血清批 次差异对细胞培养的影响。
再生医学
细胞培养基在再生医学领域也有广泛应用,如组织工程、器官再生等 。
发展趋势
1 2 3
新型细胞培养基的开发
随着生物技术的不断发展,对新型细胞培养基的 需求越来越高,如无血清培养基、个性化培养基 等。
细胞培养基的个性化定制
根据不同细胞类型和实验需求,细胞培养基需要 进行个性化定制,以满足特定实验条件和生产需 求。
细胞培养基市场的主要参与者包括生 物技术公司、科研机构和制药企业等 。
细胞培养基市场主要集中在美国、欧 洲和亚太地区,其中亚太地区增长最 快。
应用领域
生物制药
细胞培养基是生物制药生产过程中必不可少的原料之一,用于大规 模培养细胞,生产重组蛋白、单克隆抗体等生物药物。
科学研究
细胞培养基广泛应用于生命科学、医学、药学和农业等领域的基础 研究和应用研究,如肿瘤研究、免疫学研究、干细胞研究等。
动物细胞培养及胚胎培养培养基的要求

动物细胞培养及胚胎培养培养基的要求动物细胞培养时对培养基的要求:培养基按其来源可分为天然培养基和合成培养基。
天然培养基的营养成分与细胞在体内所需条件比较接近,但就细胞在体外生存的环境来说,合成培养液也有其独特之处,譬如成分便于控制和标准化。
体外培养的细胞直接生活于培养基中,无论何种培养基都应该能满足细胞生长所需的营养与生理的基本要求。
(1)营养成分:1)氨基酸合成培养液中的氨基酸以12种必需氨基酸为主,这些氨基酸不能由细胞自身合成,必需由培养液供给。
在氨基酸的成分中谷氨酰胺的作用特别重要,细胞需要谷氨酰胺合成核酸和蛋白质,在配制各种培养液中应补加一定量的谷氨酰胺。
2)单糖葡萄糖是最常用和最好的单糖3)维生素维生素在细胞代谢过程中必不可少,主要可以提供辅酶和辅基。
生物素、叶酸、泛酸、核黄素、维生素B12等等4)其他成分:细胞生长过程中除需钠、钾、钙、镁、氮和磷等基本元素外,还需要一些微量元素,如铁、锌、硒、铜、锰、钼等。
此外,为优化细胞生存环境,合成培养基中有时还添加些其他成分,包括核酸降解物、抗氧化剂等。
(2)促生长因子及激素各种激素、生长因子对于促进细胞生长、维持细胞功能、保持细胞的状态具有十分重要的作用。
如胰岛素能促进细胞利用葡萄糖和氨基酸,泌乳素可促进乳腺上皮细胞生长的作用。
各种生长调节因子的作用更加明显并具有特异性。
(3)pH大多数细胞的适宜pH为7.2-7.4,偏离此范围对细胞将产生有害影响。
造成培养基pH 波动的主要物质是细胞代谢产生的二氧化碳。
解决这一问题可采取两种方法:一是用具有一定缓冲能力的培养基,如使用NaHCO3-CO2缓冲系统,二是采用开放式培养的方法,使细胞代谢产生的二氧化碳及时逸出培养皿。
(4)渗透压细胞必须生活在等渗的环境中,大多数培养细胞对渗透压有一定的耐受性。
注:天然培养基主要指来自动物体液或利用组织分离提取的一类培养基,如血浆、血清、淋巴液、鸡胚浸出液等。
合成培养基是人工配制的培养基,给细胞提供一个近似体内生存的环境,又便于控制和标准化的体外生存环境,但合成培养基尚未成为十分完全的培养基。
各种细胞培养基的区别及应用

各种细胞培养基的区别及应用细胞培养基是用于体外培养细胞的一种重要介质,它可以为细胞提供生长所需的营养物质、生长因子、激素等。
根据不同的需求和应用领域,细胞培养基有很多种类和特点。
本文将对细胞培养基的区别及应用进行详细介绍,以帮助大家更好地了解和选择合适的细胞培养基。
一、细胞培养基的概述细胞培养基的发展历程可以追溯到上世纪50年代,随着生物科学研究的不断深入,细胞培养技术得到了广泛应用。
细胞培养基的研究和应用不仅为生物学基础研究提供了有力支持,还为医学、农业、工业等领域创造了巨大价值。
二、细胞培养基的区别1.基础培养基与专用培养基基础培养基:含有细胞生长所需的基本营养物质,如糖、氨基酸、维生素等,适用于大多数细胞的培养。
常见的基础培养基有DMEM、RPMI-1640、MEM等。
专用培养基:针对特定类型的细胞设计,具有较高的特定成分和较窄的营养成分范围,可以满足某些细胞对特定营养物质的需求。
如HEK293细胞培养基、MCF-7细胞培养基等。
2.天然培养基与合成培养基天然培养基:来源于动物血清、血浆等天然物质,含有丰富多样的生长因子、激素等,具有较高的生物活性。
常见的天然培养基有FBS(胎牛血清)、ABC(人血清)等。
合成培养基:通过化学合成或重组技术制备,成分明确、可定制。
可以根据细胞需求添加不同的生长因子、激素等,具有较高的可控性。
如MED64培养基、Synthemax培养基等。
3.液体培养基与固体培养基液体培养基:含水量较高,细胞在其中可以自由悬浮和生长。
常见的液体培养基有DMEM/F12、RPMI-1640等。
固体培养基:在液体培养基中添加固体成分,如琼脂、纤维素等,使细胞可以在固体表面附着生长。
常见的固体培养基有agarose、matrigel等。
4.不同种类的细胞对培养基的需求不同种类的细胞对培养基的需求不同,例如:- 淋巴细胞培养:需要较高浓度的氨基酸、维生素和血清;- 神经细胞培养:需要添加神经营养因子、生长因子等;- 肿瘤细胞培养:需要较高浓度的糖和血清。
培养基的组成及各成分的作用

• 必需氨基酸:L-苏氨酸、 L-组氨酸、L-亮氨酸、L-赖氨酸、L蛋氨酸、L-苯丙氨酸、L-色氨酸、L-缬氨酸等。
• 非必需氨基酸:甘氨酸、丙氨酸、、丝氨酸、天冬酰胺、谷氨 酰胺、天冬氨酸、谷氨酸等,这些氨基酸由碳水化合物的代谢 物或由必需氨基酸合成碳链,进一步由氨基各种生物大小分子混合在一起,有些 成分至今尚未搞清楚。血清对细胞生长很有效,但后期对 培养产物的分离、提纯以及检测造会成一定困难。另外高 质量的动物血清来源有限,成本高,限制了它的大量使用。
无血清培养基
• 无血清培养基是不需要添加血清就可以维持细胞在体外较长时间生长繁殖的 合成培养基。
铜离子能氧化蛋白脂类和dna同时促进形成自由基引起细胞死亡柠檬酸铁无血清培养基中添加的柠檬酸铁浓度制约在50125mgl范围内时比较利于细胞生长活性维持和抗体表达且以75mgl最适宜过低0和25mgl或过高250和500mgl的柠檬酸铁浓度都不利于细胞生长和抗体表达且会引起细胞提前发生凋亡
细胞培养基
柠檬酸铁
无血清培养基中添加的柠檬酸铁浓度制约在50-125mg/L 范围内时,比较利于细胞生长、活性维持和抗体表达,且以 75 mg/L最适宜,过低(0和25 mg/L)或过高(250和500 mg/L)的柠檬酸铁浓度都不利于细胞生长和抗体表达,且会 引起细胞提前发生凋亡。 柠檬酸铁的作用主要在于改善细胞的生长特性,而对细胞 的抗体比生产速率几乎没有影响,而且柠檬酸铁作用的发 挥主要归功于铁离子和柠檬酸根离子两者结合后的共同作 用,也即只有当铁离子和柠檬酸根离子之间充分反应生成 柠檬酸-铁络合物后才能发挥其效用。通过比较弱铁螯合 剂(柠檬酸)和强铁螯合剂(EDTA)对细胞的铁吸收利用和细 胞生长、抗体表达所发挥的作用,发现柠檬酸作为弱铁螯 合剂更有利于细胞对铁的吸收和利用,同时也更有利于细 胞生长和活性维持,以而提升抗体产量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
它有一定的配方,是一种理想的培养基。
目前合成培养基多达10多余种,有的培养基仍在不断进行改良。
早期组织培养是利用天然培养基,目前合成培养基已经成为一种标准化的商品,从最初的基本培养基发展到无血清培养基、无蛋白培养基,并且还在不断发展。
合成培养基的出现极大的促进了组织培养技术的普及发展。
一、基本组分基本培养基包括四大类物质:无机盐、氨基酸、维生素、碳水化合物。
●无机盐:CaCl2 KCl MgSO4 NaCl NaHCO3 NaH2PO4。
对调节细胞渗透压、某些酶的活性及溶液的酸碱度都是必须的。
●氨基酸:缬氨酸、亮、异亮、苏、赖、色、苯丙、蛋、组、酪、精氨酸、胱氨酸(L型)。
它们都是细胞用以合成蛋白质的必需原料,不能由其他氨基酸或糖类转化合成。
除此之外,还需要谷氨酰胺(glutamine)。
谷氨酰胺具有特殊的作用,对细胞的培养特别重要,能促进各种氨基酸进入细胞膜;它所含的氮是核酸中嘌呤和嘧啶的来源,还是合成—磷酸腺苷、二磷酸腺甘和三磷酸腺苷的原料。
细胞需要谷氨酰胺合成核酸和蛋白质,谷氨酰胺缺乏可导致细胞生长不良甚至死亡。
在配制各种培养液中都应补加一定量的谷氨酰胺。
值得注意的是:谷氨酰胺在溶液中很不稳定,故4℃下放置1周可分解50%,使用中最好单独配制,置-20℃冰箱中保存,用前加入培养液中。
●维生素:是维持细胞生长的一种生物活性物质,在细胞中大多形成酶的辅基或辅酶,对细胞代谢有重大影响。
脂溶性维生素(A、D、E、K)常从血清中得到补充。
水溶性维生素包括牛物素、叶酸、烟酰胺、泛酸、吡哆醇、核黄素、硫胺素和B12。
维生素C 也是不可缺少的,对具有合成胶原能力的细胞更为重要。
●碳水化合物:是细胞生命的能量来源,有的是合成蛋白质和核酸的成分。
主要有葡萄糖、核糖、脱氧核糖和丙酮酸钠等。
体外培养动物细胞时,几乎所有培养基或培养液中都以葡萄糖作为必含的能源物质。
●葡萄糖和谷胺酰胺的合理使用:乳酸是葡萄糖不完全氧化的产物。
研究表明,体外培养条件下95%的葡萄糖转变为乳酸,这降低了营养物质的代谢效率,降低培养基pH值,增加渗透压。
在氧气供给不足的情况下,NADH转运系统苹果酸-天冬氨酸穿梭系统活性低而不能将糖酵解产生的NADH氧化磷酸化为NAD+,细胞只得以降低能量需求的方式如激活乳酸脱氢酶将糖酵解产生的丙酮酸与NADH反应生产乳酸和NAD+,从而保证了糖酵解的顺利进行。
另一个可能的解释是连接糖酵解与TCA循环的特异性酶如丙酮酸脱氢酶复合物、磷酸丙酮酸羧化酶激酶和丙酮酸羧化酶活性低下,直接导致糖酵解与TCA循环的失衡。
因此体外培养条件下,葡萄糖主要经糖酵解降解,产生过量的乳酸。
减少乳酸生产最常用的方法是限制培养基中葡萄糖的含量,但葡萄糖含量过低可造成细胞营养供应不足,细胞生长抑制。
该方法需要对葡萄糖的消耗与需求、乳酸的生产速率以及目的蛋白的表达量等参数进行综合考虑方可应用。
在目前常用的培养基中,葡萄糖和谷胺酰胺是体外培养动物细胞的主要能源,其能量代谢通路与体内完全不同,表现为葡萄糖主要经糖酵解途径为细胞提供能量,谷胺酰胺大部分通过不完全氧化途径,另一小部分通过完全氧化为细胞供能。
因此,适当的调整细胞内的代谢途径,使之能促进细胞的快速生长和产物合成,同时减少代谢抑制物的生成是行之有效的一种策略。
许多动物细胞如CHO、BHK和杂交瘤细胞对营养物质葡萄糖和谷氨酰胺的消耗利用很快。
然而对于细胞生长而言,二者的快速利用并非细胞必需;相反相当一部分转化为代谢废物乳酸和氨,以及一些非必需氨基酸如丙氨酸,脯氨酸。
其中,乳酸和氨是两种主要代谢废物,其积累可影响细胞生长以及产品质量。
减少这两种代谢产物的积累,是大规模细胞培养技术研究的重要方向。
氨是由谷氨酰胺和天冬酰胺产生的。
限制培养基中谷氨酰胺的含量亦是减少氨生成的常用方法。
●除了以上与细胞生长有关的物质以外,培养基中一般还要加入酚红(当溶液酸性时pH小于6.8呈黄色;当溶液碱性时pH大于8.4呈红色),一种pH指示剂。
●在较为复杂的培养液中还包括核酸降解物(如嘌呤和嘧啶两类)以及氧化还原剂(如谷胱甘肽)等。
有的培养液还直接采用了三磷酸腺苷和辅酶A。
二、常用细胞培养基(1).MEM细胞培养基系列(2).DMEM细胞培养基系列(3)RPMI-1640细胞培养基系列(5).水解乳蛋白细胞培养基(6)欧氏平衡盐(7)F-10,F-12细胞培养基系列(8)其它类型细胞培养基三、干粉培养基的配制配制培养基要注意以下问题:●认真阅读说明书。
说明书都注明干粉不包含的成分,常见的有NaHCO3、谷氨酰胺、丙酮酸钠、HEPES等。
这些成分有些是必须添加的,如NaHCO3、谷氨酰胺,有些根据实验需要决定。
●配制是要保证充分溶解,NaHCO3、谷氨酰胺等物质都要等培养基完全溶解之后才能添加。
●配制所用的水应是三蒸水,离子浓度很低。
●所用器皿应严格消毒。
●配制好的培养基应马上过滤,无菌保存于4度。
●液体培养基主要是为了科研工作的方便而设计的培养基,它是一种灭菌后保证无菌的溶液,必要时可制成无内毒素等的溶液,可节省科研人员的工作量。
配制方法●在一个尽可能接近总体积的容器中加入比预期培养基总体积少5%的双蒸水。
●在室温(20℃到30℃)的水中加入干粉培养基,轻轻搅拌,不要加热。
●水洗包装袋的内部,转移全部的痕量干粉到容器内。
●加NaHCO3到培养基中。
●用双蒸水稀释到想要的体积,搅拌溶解。
注意不要过分搅拌。
●通过缓慢搅拌加入1N NaOH 或1N HCL调节pH值,由于pH值在过滤时会上升0.1到0.3,因而调节pH值使它比最终想要的pH值低0.2到0.3。
培养基在过滤前要保持密封。
无血清技术及其培养基经历了天然培养基、合成培养基后,无血清培养基和无血清培养成为当今细胞培养领域的一大趋势。
采用无血清培养可降低生产成本,简化分离纯化步骤,避免病毒污染造成的危害。
无血清培养基(serum free medium,SFM):是不需要添加血清就可以维持细胞在体外较长时间生长繁殖的合成培养基。
但是它们可能包含个别蛋白或大量蛋白组分。
虽然基础培养基加少量血清所配制的完全培养基可以满足大部分细胞培养的要求,但对有些实验却不适合,如观察一种生长因子对某种细胞的作用,这时需要排除其他生长因子的干扰作用。
而血清中可能含有各种生长因子;又如需要测定某种细胞在培养过程中分泌某种物质(抗体、生长因子)的能力;或者要大规模的培养某种细胞,以获得它们的分泌产物。
因此研制出无血清培养基一直是生物科学工作者努力的目标。
上海恒利安生物科技有限公司已成功开发了商业化的多种无血清培养基,可满足众多厂商的需求。
一、无血清培养基的基本配方:基本成分为基础培养基及添加组分两大部分。
用于生物制药和疫苗生产的细胞在体外培养时,多数呈贴壁生长或兼性贴壁生长;而当其在无血清、无蛋白培养基中生长时,由于缺乏血清中的各种粘附贴壁因子如纤粘连蛋白、层粘连蛋白、胶原、玻表粘连蛋白,细胞往往以悬浮形式生长。
添加组分包括以下几大类物质:(1)促贴壁物质:许多细胞必须贴壁才能生长,这种情况下无血清培养基中一定要添加促贴壁和扩展因子,一般为细胞外基质,如纤连蛋白、层粘连蛋白等。
它们还是重要的分裂素以及维持正常细胞功能的分化因子,对许多细胞的繁殖和分化,起着重要作用。
纤连蛋白主要促进来自中胚层细胞的贴壁与分化,这些细胞包括成纤维细胞、肉瘤细胞、粒细胞、肾上皮细胞、肾上腺皮质细胞、CHO细胞、成肌细胞等。
(2)促生长因子及激素:针对不同细胞添加不同的生长因子。
激素也是刺激细胞生长、维持细胞功能的重要物质,有些激素是许多细胞必不可少的,如胰岛素。
(3)酶抑制剂:培养贴壁生长的细胞,需要用胰酶消化传代,在无血清培养基中必不可少须含酶抑制剂,以终止酶的消化作用,达到保护细胞的目的。
最常用的是大豆胰酶;抑制剂。
(4)结合蛋白和转运蛋白:常见如转铁蛋白和牛血清白蛋白。
牛血清白蛋白的添加比较大,可增加培养基的粘度,保护细胞免受机械损伤。
许多旋转式培养的无血清培养基都含有牛血清白蛋白。
(5)微量元素:硒是最常见的。
二、使用方法:目前,血清仍是动物细胞培养中最基本的的添加物,尤其是在原代培养或者细胞生长状况不良时,常常会先使用有血清的培养液进行培养,待细胞生长旺盛以后,再换成无血清培养液。
细胞转入无血清培养基培养要有一个适应过程,一般要逐步降低血清浓度,从10%减少到5%,3%,1%,直至无血清培养。
在降低过程中要注意观察细胞形态是否发生变化,是否有部分细胞死亡,存活细胞是否还保持原有的功能和生物学特性等。
在实验后这些细胞一般不再继续保留,很少有细胞能够长期培养于无血清培养基而不发生改变的。
细胞转入无血清培养之前,要留有种子细胞,种子细胞按常规培养于含血清的培养基中,以保证细胞的特性不发生变化。
为了使细胞适应无血清培养,关键的是使所培养细胞:●处于对数生长中期●>90%活细胞率●适应时以较高的起始细胞接种有两种方法使细胞适应无血清培养基(SFM):1. 直接适应——细胞从添加血清的培养基转换到无血清培养基(SFM)中。
一些类型细胞可直接从包含血清的培养基适应无血清培养基。
对于直接适应,接种细胞密度应该:2.5×105~3.5×105细胞/ml。
当细胞密度达到1×106~3×106细胞/ml时,传代培养细胞。
当细胞密度在培养4到7天后达到2×106~4×106细胞/ml时,细胞完全适应了无血清培养基。
每隔3~5天,当细胞密度达到1×106~3×106细胞/ml,细胞活率在90%时,贮备的适应了无血清培养基的细胞培养物应该再次传代培养。
2. 连续适应——分好几步把细胞从添加血清的培养基转换到无血清培养基(SFM)中,与直接适应相比较,连续适应趋向对于细胞更加温和一些。
●以2倍正常接种密度接种生长活跃的细胞培养物到75%有血清培养基:25%SFM 混合培养基中,传代培养。
●当细胞密度>5×105细胞/ml时,以2×105到3×105细胞/ml细胞密度,在有血清培养基:SFM为50∶50的混合培养基中传代培养。
●以2×106到3×106细胞/ml细胞密度,25%有血清培养基和75%SFM中传代培养。
●当细胞密度达到1×106到3×106细胞/ml(接种后4到6天),在100%SFM培养基中传代培养。
●每隔3到5天,当细胞密度达到1×106到3×106细胞/ml,细胞活率在90%时,贮备的适应了无血清培养基的细胞培养物应该再次传代培养。