任何做過哺乳動物細胞培養的人都知道典型的細胞培養基配方:1瓶DMEM,10%的血清,其他一些成分,混合一起用于培養細胞,保持其活力。那么,這些成分分別都有什么作用呢?
- 能量來源
每一個生長培養基都需要碳源,以供細胞新陳代謝。碳源通常是葡萄糖,但也可以是其他糖類,如半乳糖、己糖、果糖或其他碳源(如丙酮酸,谷氨酰胺)。葡萄糖通常以終濃度為5.5 mM的含量添加,大約等于人體血液中的葡萄糖水平。然而,你可以購買葡萄糖濃度變化范圍很廣的培養基來滿足你的具體需求。你甚至可以購買不含葡萄糖的培養基,然后自己定制濃度,模擬高糖的糖尿病狀況,或者研究低糖應激反應。
- 緩沖液
細胞需要一種特殊的pH值從7.2到7.4,否則它們無法最好地發揮細胞功能,以供生長和存活。在二氧化碳含量較高的培養器中,二氧化碳與水發生反應,產生氫離子,使培養基酸化。為了中和二氧化碳產生的酸度,并在培養基中保持最佳pH值,大多數培養基都使用化學緩沖系統。然而,一些緩沖方法會干擾細胞生長。
哺乳動物細胞最常見的緩沖系統是碳酸氫鈉,生物影響最小。碳酸氫鈉與氫離子反應生成二氧化碳,隔離它們以保持pH值。然而,碳酸氫鈉的一個缺點是,它在生理pH值上不是最佳的緩沖效果。為了避免這個問題,研究人員經常使用替代品,如HEPES,增加某些培養基類型的緩沖能力。
- 酚紅
由于維持pH值對細胞培養至關重要,許多培養基配方包括一種名為酚紅的pH指示劑,其在酸性條件下變黃(< 6.8),在基本條件下呈粉紅色(> 8.2)。雖然通常不是問題,但酚紅可以模擬雌激素,因此,當培養表達雌激素受體的細胞類型時,通常被排除在外。沒有酚紅的培養基可以用于比色測定,如MTT細胞增殖實驗,苯酚的色譜可能會干擾光譜光度測量的讀數,從而使結果混淆。
- 血清
對許多培養體系來說,一個重要組成部分是血清,通常是胎牛血清,稱為FBS。血清來自于血液,是糖、鹽、脂類、生長因子等許多成分的混合物。由于它的生物來源,很難維持再生性,因為每一批血清都是獨一無二的。為了規避這一問題,一些實驗室使用化學定義的血清替換物,一些實驗室則購買一整批次的特定的血清,以確保一致的結果。
- 代謝物,維生素和礦物質
DMEM的成分列表主要分為三大類:氨基酸、維生素/輔因子和無機鹽(包括鈣和鎂)。許多這些成分在所有細胞培養基中都是常見的,而精確的組合和濃度已經對細胞生長進行了優化。盡管如此,許多實驗室還是選擇用額外的非必需氨基酸補充他們的培養基,以防止細胞使用葡萄糖或谷氨酰胺來合成。此外,一些公司生產無鎂和鈣的培養基用于特定的研究,選擇時請仔細查看。
- 抗生素
很多實驗室都在他們的細胞培養中加入抗生素,以防止不需要的細菌或真菌的生長,即使是無菌工作。最常用的抗菌補充劑是青霉素和鏈霉素(pen / strep)的組合,在完整細胞培養基中,終濃度為青霉素50-100 IU/ mL和鏈霉素50 -100 g/ mL。然而,一些實驗室選擇不使用抗生素,因為抗生素會對細胞產生不必要的影響,或者可以掩蓋低水平的細菌污染。根據需要,你可以決定是否在培養基中使用抗生素。
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