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細胞學堂|細胞培養基的種類以及如何選擇

更新時間:2023-06-20  |  點擊率:2910



  一  

常見的細胞培養基


細胞培養基既是培養細胞中供給細胞營養和促使細胞生殖增殖的基礎物質,也是培養細胞生長和繁殖的生存環境。


基礎培養基(MM)

基礎細胞培養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。合成培養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。


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



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培養基

特征

應用

BME細胞培養基

1955年Eagle設計,以BSS為基礎,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,在此基礎上改良的細胞培養基品種有MEM、DMEM、IMDM等

MEM細胞培養基

由Harry Eagle在Eagle基本培養基(BEM)的基礎上發展而來的。MEM培養基僅含有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,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

適合多種細胞單層生長,是一種最基本、適用范圍最-廣的培養基。因其營養成分所限,針對生產之特定細胞培養與表達時,并不一定是使用效果最-佳或者最-經濟的培養基。此外,MEM細胞培養基有含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。應根據實際情況注意選擇合適的 MEM 細胞培養基

M199細胞培養基

1950 年由 Morgan 等設計,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,可用于病毒學、疫苗生產以及大鼠胰腺上皮細胞和小鼠晶狀體組織的培養

DMEM細胞培養基

由Dulbecco改良的 Eagle 培養基,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 轉染的轉化細胞培養。例如 CHO 細胞表達生產乙肝疫苗、CHO 細胞表達EPO

IMDM細胞培養基

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

可用于雜交瘤細胞和高密度細胞的快速培養

RPMI-1640細胞培養基

Moore等人于1967年在Roswell Park Memorial Institute研制,針對淋巴細胞培養設計,BSS+21種氨基酸+維生素11種等成分

廣泛應用于各種正常細胞和癌細胞的培養,尤其是懸浮細胞的培養

Ham's F10、F12細胞培養基

1963年、1969年由Ham設計,含微量元素,Ham's F-12以Ham's F-10營養混合物為基礎設計而成的,可在血清含量低時用

F10適用于倉鼠、人二倍體細胞,F12適用于CHO細胞。在低血清含量下時,特別適合單細胞培養和克隆化培養,添加血清后也廣泛應用于癌細胞和原代細胞的培養,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細胞培養基

在DMEM培養基的基礎上,添加F12培養基中更為豐富的營養成分,含有多種微量元素

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

McCoy's 5A培養基

Thomas McCoy等人在1959年設計的培養基,最初專門用于Novikoff Hepatoma細胞的培養。McCoy's 5A培養基是改良的Basal Medium 5A,與其他培養基不同的是,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,如骨髓、皮膚、牙齦、腎、脾、肺、大鼠胚胎、網膜等。此外McCoy's 5A培養基還用于組織活檢培養、細胞建系,以及一些淋巴細胞和較難培養的細胞的培養

L15細胞培養基

L-15培養基的緩沖系統由磷酸鹽和游離堿基氨基酸組成,代替了傳統的碳酸氫鈉緩沖系統,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物的形成,有助于維持培養液PH的穩定,適合用于非CO2平衡環境的細胞培養

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




完-全培養基(CM)


完-全培養基是在基礎培養基中添加了血清、抗生素等物質,也叫(血清)細胞培養基。其中大部分細胞培養常用的是牛血清,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,培養液中尚需加一定量的抗生素。


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


無血清細胞培養基(SFM)


無血清培養基是指在合成培養基的基礎上引入成分完-全明確或部分明確的血清替代成分,主要是由基礎培養基和添加物(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。一般的細胞培養基是利用血清作為其來源,在無血清培養基中,細胞黏附因子就是很重要的物質


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。在一般細胞培養中,血清中含有抑制trypsin的成分,所以無血清培養基必須添加trypsin抑制劑。


細胞轉入無血清培養之前,要留有種子細胞,種子細胞按常規培養于含血清的培養基中,以保證細胞的特性不發生變化。


優點

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果或是產品制程,提高產品表達水平并易于純化。

缺點

1

無血清培養基成本較高;

2

不是所有的細胞都能在無血清培養基中培養;

3

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




細胞培養基的選擇


細胞培養基的種類很多,如何選擇適宜的培養基是細胞培養的關鍵。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的培養基;

2

根據細胞的特點及實驗的需要來選擇培養基;

3

自己試驗,用多種培養基培養細胞,做生長曲線,記錄細胞的生長速度,觀察細胞的形態變化,根據實驗結果選擇最佳培養基。


培養基種類和細胞系并不是一個強制的對應關系。具體培養細胞使用什么培養基,主要還是根據數據庫、文獻和經驗哦!



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