合成培养基是在平衡盐溶液中加入标准的化学营养物质而构成的培养基,现已成为普遍应用的标准化的商品。尽管目前合成培养基含量丰富,但尚不能*体外细胞生长的需要,使用时仍需或多或少的添加一定比例的天然培养基,主要是牛血清。
.合成培养基主要成分人工合成培养基的主要成分是氨基酸、维生素、碳水化合物、无机离子及其他一些辅助物质。
()氨基酸:合成培养基内的氨基酸以必需氨基酸为主。这些氨基酸不能由细胞自身合成,必须依靠培养液供给。不同种类的细胞对氨基酸的要求各异,几乎所有的细胞均对有较高的要求,的缺乏可致细胞生长不良而死亡。由于在溶液中很不稳定,应单独配制, 20℃冰冻保存,用前加入培养液内。已含有的培养液在4℃冰箱中贮存两周以上,应补充原来量的。此外,配制培养液时应使用细胞能利用的L型异构体氨基酸,尽量避免使用D型氨基酸。
(2)碳水化合物:碳水化合物是细胞生长能量的来源,也参与蛋白质和核酸的合成,主要包括葡萄糖、核糖、脱氧核糖、丙酮酸钠和醋酸钠等。
(3)维生素:维生素在细胞代谢中主要参与形成辅酶、辅基。维生素分为水溶性和脂溶性两大类,配制时应注意。
(4)无机离子:细胞生长过程中需要钠、钾、钙等无机盐,有的培养液中含一些微量元素如:Fe 2+、Zn 2+ 、Cu 2+一等。
(5)其他成分:有的较为复杂的培养液中还需添加核酸降解物、氧化还原剂、三磷腺苷(ATP)和等。
目前一些常用培养液已制成干粉的商品出售。其配方均已相对固定,成分趋于简单化,仅能维持细胞生长的zui低要求。在一些特殊情况下,应根据实验的需要补充其他的成分。如芷杂交瘤技术中常用的DMEM培养液,使用时还要补加丙酮酸钠和2一巯基乙醇等。
2.常用的合成培养基
()MEM也称*Eagle培养基,成分简单。它仅含有2种必需氨基酸、、8种维生素及必要的无机盐。实际应用时可根据实验需要添加某种特殊成分进行某些特殊细胞的培养。
(2)I)MEM是在MEM基础上增加了各种成分的用量,可分为高糖型和低糖型。高糖型含葡萄糖45500g/L,低糖型含量为000g/L。高糖型适用于生长较快,附着性差的肿瘤细胞培养。
(3)RPMI 640是由Moor等人针对培养小鼠白血病细胞而设计。开始的配方特别适用于悬浮细胞的生长,主要针对淋巴细胞,后经几次改良从RPM 630、634,而至RPMI640。其组分较为简单,适合于许多种类细胞的生长,如肿瘤细胞、正常细胞、原代培养或传代培养的细胞。RPMI 640目前已经成为应用的培养基之一。
(4)HamF2培养液962年Fam研究了适合小鼠二倍体细胞克隆化的培养基,命名为F7,在此基础上进行改良成为F0培养基,使之不仅适应小鼠细胞而且也适用于人类二倍体细胞的培养。965年Fam在原有配方的基础上加入了一些微量元素和无机离子,研制了F2培养基。该培养基可在加入很少血清的情况下应用.特别适合进行单细胞培养和克隆化培养,也是无血清培养中常用的基础培养基。
上述为几种zui为常用的培养基,现已成为细胞培养普遍应用的商品化的培养基。目前培养基的种类虽已达数十种,但多以上述几种为基础加以改良而制备。实验者可根据需要进行成分的增减和选择,若无特殊要求,上述培养基基本上可以满足绝大部分细胞培养的需要。
3.合成培养基的配制 由于培养液的配制过程繁杂、费时费丁,现在大部分合成培养基已制成标准化的商品出售,已很少有实验室自己配制培养基。商品化的液体培养基购回后可直接或稀释后使用。粉制的培养基也只需按照说明书,简单配制后即可使用,方便快捷。粉制培养基的配制时需要注意以下几点:
()所用器皿应*清洗干净,烤干后备用。
(2)配制培养液及所使用的相关液体均需新鲜制备的三蒸水,并保证水的纯度和质量。
(3)认真阅读说明书,根据配制说明的要求添加干粉中不包含的成分,如NaHCO3 、等,也可根据实验的要求来决定。
(4)配制时要保证干粉充分溶解,NaHCO3 、等要在培养基*溶解后才能添加。
(5)培养液中添加的血清质量应保持稳定,一项实验尽量采用同一批号血清。
(6)常用培养液的pH值范围为7.2~7.4。需要注意的是配制过程中,添加血清、抗生素以及过滤除菌等均可引起pH值的改变,多采用HCl和NaOH进行相应调整。
(7)配制好的培养液应马上过滤除菌,并进行无菌实验,4℃保存。每批次配制的液体数量以使用两周左右为宜,以免时间过长造成营养成分损失。
(8)培养液中血清添加量可根据实验需要进行适当的调节。若培养液主要为细胞生长增殖之用,所含血清比例较大。一般配法:基本培养基80%~90%,小牛血清0%~20%,并加双抗生素(00U/m.00μg/ml),上述比例如有特定需要,可根据细胞培养要求进行增减;若主要作用是维持细胞缓慢生长而不死(如增殖病毒时),一般血清含量较少,通常基本培养基为97%~98%,小牛血清3%~2%。
4.无血清培养基因血清所含成分复杂,同时也含有一些不可控因素,细胞毒性物质和抑制物,不仅影响细胞生长和细胞某些功能的表达,有的还会对细胞产生去分化作用,影响一些基础医学研究的结果。因此,一些技术要求和研究目的较高的细胞培养,如细胞生长因子研究和制备、单克隆抗体制备、细胞分泌产物的研究和制备等,都须用无血清培养基.以减少或去除异种蛋白及干扰因素。
无血清培养基主要有基础培养基和辅加成分组成:
()基础培养基:一般用人工合成培养基,zui常用的是HamF2和DMEM培养基l:混合。然后补加5mmol/L Hepes,.2g/ml NaHCO3作为基础溶液。
(2)辅加成分有:①促贴壁附着成分,如纤维粘连蛋白、层粘连蛋白胶原等。②促生长增殖成分,如一些生长因子和激素。③蛋白酶抑制物,如大豆抑制剂(soybean trypsin inhibitor)。
这些辅加成分根据细胞生长条件和实验要求添加。一般先配好储存液,过滤除菌,低温保存,要避免反复冻融。使用浓度和使用方法各不相同。如纤维粘连蛋白的配制浓度为25mg~50mg/L,用时先涂在培养瓶皿支持物上;层粘连蛋白~5mg/L,可直接加在培养液中。成纤维细胞生长因子配制浓度2mg/L,使用浓度5μg/L,可直接加入培养液中;大豆抑制剂,使用浓度为O.%~O.5%,通常配制在基础培养液中。