当涉及到在生命科学中进行实验室研究时，科学家必须创造适当的条件来适应活细胞的生存和/或生长。
细胞培养需要一定的环境条件。为了达到最佳的生长和增殖，细胞需要:
- 温度控制
- 适当的pH值和渗透压
- 基质细胞附着的基质
- 一种特定的培养基
- 培养箱保持稳定的条件
本文将深入研究这些关键组成部分之一:细胞培养基。我们将解释什么是细胞培养基，它的成分是什么，不同的类型，以及在选择合适的细胞培养基时要注意什么。
什么是细胞培养基?
细胞培养基也被称为生长介质，是一个总称，包括在人工环境中为支持细胞生长而创造的任何凝胶或液体。
当科学家从生物体内取出细胞、器官或组织时，他们必须将它们保存在适当的人工环境中。培养基在细胞培养技术中起着不可或缺的作用，支持着体外细胞研究。
它是提供细胞培养物存活和增殖所必需的营养物质的培养基。生长介质也提供正确的渗透压和pH值。
科学家在选择合适的培养基时必须考虑细胞类型。有各种不同类型的细胞培养基，可以容纳哺乳动物、植物、昆虫、细菌、酵母、病毒等细胞。
细胞培养基的选择直接影响实验结果，因此必须仔细考虑。
细胞培养基的成分是什么?
细胞培养基由化合物和营养物质的组合组成，旨在支持细胞生长。常见的细胞培养基成分包括:
- 氨基酸每一种细胞培养基都含有氨基酸的混合物，氨基酸是蛋白质的组成部分。必需和非必需氨基酸都可以用来促进细胞活力和生长。
- 维生素:含维生素以促进细胞生长及增殖。在含血清培养基中，血清被用作多种维生素的来源，但维生素必须添加到无血清培养基中。
- 碳水化合物碳水化合物为活细胞提供能量来源。葡萄糖是常用的，但也有其他碳水化合物，如半乳糖、果糖或麦芽糖。
- 无机盐:需要无机盐来调节膜电位和渗透压。
- 基本元素和微量元素细胞生长需要铁、钾、镁和锌等元素。
- 血清血清中含有细胞生长所需的生长因子和抑制剂、激素、蛋白酶抑制剂、螯合剂、氨基酸、碳水化合物、脂类、维生素、微量元素、矿物质等。常用牛血清。
- 激素:可以添加某些激素来影响细胞功能、生长和增殖。
- 缓冲系统:缓冲系统调节pH值。
- 补充:激素、酶抑制剂和微量元素等补充剂有时会添加到细胞培养基中，以适应细胞类型和研究目标。
- 抗生素:在细胞培养基中加入抗生素以抑制真菌和细菌的生长。抗生素最适合用于血清培养基，因为蛋白质可以结合一些抗生素负荷。相比之下，无血清培养基中的细胞有更大的抗生素毒性。
细胞培养基有哪些不同类型?
细胞培养基可以分为两大类:自然媒体和合成媒体。
自然的媒体
自然的媒体是从组织提取或动物体液中提取的，如血浆、淋巴和血清。自然媒体可以分为三类:
- 生物体液例如血清、血浆、淋巴和羊水。
- 组织中提取例如胚胎、骨髓、肿瘤和肝脏提取物。
- 凝块或凝固剂:例如血浆凝块和凝固剂。
血清是最常见的天然培养基。血清甚至被用作合成培养基培养的补充物。牛血清很受欢迎得益于众多优势，包括充足的资源和较长的应用时间。
合成媒体
合成媒体(也称为人工介质)是指使用各种有机和无机化合物制造的介质。合成介质包括:
- 血清媒体:使用补充血清的合成培养基。
- 无血清的媒体无血清培养基(SFM)比含血清培养基具有更高的一致性，使研究人员能够在不需要血清的情况下支持细胞生长和增殖。
- 化学定义的介质:化学定义的介质是3，仅由纯化的有机和无机成分组成。
- 无蛋白媒体:无蛋白培养基不含蛋白质。蛋白质补充剂是根据需要添加的。
- 平衡盐溶液(BSS): BSS本身用于保持细胞存活。BSS富含营养物质和其他化合物，以创造能够支持细胞生长和增殖的培养基。因此，BSS构成了许多类型的复杂媒体的基础。
无血清培养基(SFM)通常分为基础/基础或复合。基础培养基是指那些没有补充的培养基。一旦生长补剂添加到基础培养基中，它就变成了复杂培养基。
下面是一些常见的文化媒体。
| 媒体名称 | 媒体类型 | 描述 |
| 最小必要介质(MEM) |
基媒体 | 也被称为Eagle 's minimal essential medium (EMEM)，这种培养基用于初级和二倍体培养。MEMs只含有维生素、非必需氨基酸、无机盐和谷氨酰胺。 |
| DMEM (Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium) |
基媒体 |
类似于MEM，但添加了额外的氨基酸和维生素。不含生长促进剂或蛋白质。 |
| IMDM (Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium) |
复杂的媒体 | 改良版的DMEM含有更多的氨基酸和维生素。它不含铁，但含有硒和硝酸铁。适合高密度培养。 |
| rpmi - 1640 |
复杂的媒体 |
一种适用于大多数哺乳动物细胞的培养基。最常用的媒介之一。 |
| 哈姆的F-10和F-12 |
无血清的媒体 | Ham的F-10是Ham最初的营养混合物，设计用于中国仓鼠卵巢(CHO)细胞。它适用于人类二倍体细胞。哈姆的F-12更复杂，适用于大鼠前列腺上皮细胞和大鼠肝细胞。 |
在细胞培养基中寻找什么
最重要的一步是确定使用哪种类型的细胞培养基。有如此多的商业媒介可供选择，找到正确的选择可能令人生畏。
首先研究你将要使用的细胞系，以确定推荐哪些不同的培养基。然后，您可以选择一些并尝试它们，看看哪种效果最好。这里有一些需要考虑的因素。
1.媒体的准备
细胞培养基种类繁多三种形式：
1.粉中粉状培养基是最便宜的，但必须由研究人员消毒和制备。
2.集中的媒介:浓缩介质只需由研究者稀释即可。
3.工作方案工作解决方案是最简单的媒介类型。它们被设计成无需研究人员进行任何操作即可使用。
2.使用的介质类型:天然介质和合成介质
所有细胞培养基属于两类之一:天然培养基或合成培养基。每一种都有自己的优点和缺点，指导调查人员选择哪种媒体。
血清媒体是通过从血浆中去除血红蛋白而产生的。由此产生的混合物包含了对细胞生长和增殖有价值的成分的组合。血清培养基的好处包括:
- 由多种细胞营养物质组成，如氨基酸、维生素、矿物质和脂肪酸。
- 提供允许细胞粘附的组件。
- 含有多种生长因子和激素。
但血清培养基也有缺点。说到它的缺点，血清培养基:
- 缺乏组成均匀性，使其不适合大规模实验。
- 含有多种化合物的混合物，其中一些化合物可能对某些类型的细胞有害或抑制其生长。
- 有更大的风险污染与人工媒体相比。
- 可能使细胞培养产物的分离复杂化。
- 可能会很贵。
合成介质具有明显的一致性优势。调查人员可以确定他们使用的是同一种培养基，即使当发生冲突时称他们的研究为．此外，人工培养基通常比血清培养基便宜。
然而，有使用无血清培养基的缺点．这些培养物对极端环境更敏感，包括温度、pH值和渗透压。
3.使用哪种特定的媒体
一旦你在自然媒体和人工媒体之间做出选择，你必须选择一个特定的媒体。许多实验室利用商业媒体，以最小的努力实现质量和一致性。
为了找到最好的，你必须问自己:
- 您将使用什么类型的单元格，它们的要求是什么?
- 你们实验室的能力和局限性是什么?
- 这个实验的目的是什么?
例如，干细胞需要能够促进维持、分化、扩展和下游应用的介质。由于干细胞具有多能性，因此必须密切监测它们的培养基条件，以免研究人员最终得到的不是它们的目标。有一些专门用于干细胞的商业培养基，如RPMI-1640，可以很好地用于某些类型的干细胞。
如果你不确定哪种媒体是最好的，媒体公司可以帮助你缩小选择范围。确保你了解你的细胞，目标和实验室规格，以便你选择最合适的。
