細胞培養環境因素及營養條件

環境因素

1．無菌環境

無毒和無菌是體外培養細胞的首要條件。細胞在活體內，解毒系統和免疫系統可抵抗微生物或其他有害物質的入侵，但細胞在體外培養的過程中，缺乏機體免疫系統的保護而喪失對微生物的防御能力和對有害物質的解毒能力。為保證細胞能在體外環境中生長繁殖，必須要確保無菌工作區域、良好的個人衛生、無菌試劑和培養基以及無菌操作。

常見的微生物污染有支原體、細菌、真菌。支原體無致死毒性，可與細胞長期共存，對細胞有潛在影響，但體積小，不易鑒別。細菌增殖快，在短時間內即可大量擴增，并產生毒素殺死細胞。真菌的種類繁多，肉眼可見，漂浮于培養液面上，可呈絲狀、管狀或樹枝狀等。

2.合適的溫度

一般哺乳類與禽類細胞在體外培養的適宜溫度是37～38℃，不適宜的環境溫度會影響細胞的生長。細胞對低溫的耐受能力要強于對高溫的耐受能力，在低溫下，細胞的代謝活力及核分裂能力降低。若溫度不低于0℃，雖然細胞代謝受到影響，但無損傷作用；25～35℃時，細胞以緩慢的速度生長；但若被置于40℃數小時，則不僅不利于細胞生存、生長，甚至可導致其死亡。

3.適宜的滲透壓

高滲溶液或低滲溶液會引起細胞發生褶皺、腫脹、破裂。因此，滲透壓是體外培養細胞的重要條件之一。多數體外培養的細胞對滲透壓都有一定的耐受能力，實際應用中，260～320mmol/L的滲透壓可適用于大多數細胞。

4．氣體環境與pH

細胞的體外培養需要理想的氣體環境，氧氣、二氧化碳是細胞生存的必要條件。氧氣參與細胞的三羧酸循環，為細胞生存、代謝與合成提供能量；二氧化碳既是細胞的代謝產物，是細胞生長的必需成分，又與維持培養液的pH有關。大多數細胞適宜的pH范圍往往是7.2～7.4。在開放式培養中，以5%的二氧化碳氣體比例為宜。 [1]

營養條件

1．培養基

細胞培養基包含細胞生長所需的各種營養物質，包括碳水化合物、氨基酸、無機鹽、維生素等。針對不同細胞的營養需求，有多種合成培養基可供選擇，如EBSS、Eagle、MEM、RPMll640、DMEM等。

2．其他添加成分

在各種合成培養基提供基礎營養物質之外，還需根據不同細胞和不同的培養目的添加其他成分，如血清、因子等。

血清提供的是細胞外基質、生長因子和轉鐵蛋白等重要物質，常用的是胎牛血清。要根據不同的細胞和不同的研究目的決定添加血清的比例。10%～20%的血清能維持細胞較快的生長增殖速度，稱為生長培養液；為維持細胞緩慢生長或不死，添加2%～5%的血清即可，稱為維持培養液。但血清中也存在有害于細胞生長和繁殖的物質，如補體、免疫球蛋白和一些生長抑制因子；成分不明確，影響對結果的分析；不同動物、不同批次的血清活性差別較大，影響培養效果的穩定性。

谷氨酰胺是細胞生長重要的氮源，在細胞生長代謝過程中起重要作用，但由于谷氨酰胺在溶液中很不穩定容易降解，4℃下放置7天即可分解約50%，故谷氨酰胺需在使用前添加。