细胞培养基的简介

  细胞培养基是维持体外细胞生存和生长的溶液，是提供细胞营养和促进细胞生长增殖的物质基础。细胞培养基必须含有充分的营养物质，才能满足新细胞合成、细胞代谢等生化反应所需要的物质和能量。细胞培养基的主要成份是水、氨基酸、维生素、碳水化合物、缓冲液、无机盐和其它一些辅助营养物质等。此外，还可能含有血清、血清替代成分、抗生素、pH指示剂、蛋白质和多肽等。按照细胞培养基的发展历史，细胞培养基大致可分为平衡盐溶液、天然细胞培养基、合成细胞培养基（基础培养基）、无血清细胞培养基等几大种类。

一、平衡盐溶液

  平衡盐溶液并非完整的细胞培养基，而是为细胞提供最基础的渗透压平衡与离子环境，相当于细胞的“生理盐水升级版”。核心成分包括氯化钠、氯化钾、氯化钙等无机盐（维持渗透压与细胞形态），以及葡萄糖（提供基础能量），部分配方会添加酚红（pH指示剂，便于观察环境酸碱度变化）。平衡盐溶液的主要用途是辅助性操作，如清洗细胞、稀释血清、短暂维持细胞活性（无法支持长期增殖），是细胞培养中不可或缺的“基础耗材”。

二、天然细胞培养基

  天然培养基有血清、血浆、和组织提取液（如鸡胚和牛胚浸液）等。优点是营养成分丰富，培养效果好。缺点是来源受限，成分复杂，影响对某些实验产物的提取和实验结果的分析。易发生病毒或支原体污染。

三、合成细胞培养基（基础培养基）

  合成培养基是根据细胞生存所需物质的种类和数量，用人工方法模拟合成的。目前已设计出许多种培养基，如MEM、RPMI-1640、DMEM、M199、L15、Ham's F-12等。

  合成培养基主要成分是氨基酸、维生素、碳水化合物、无机盐和其它一些辅助物质。优点是标准化生产，组分和含量相对固定。成本低。缺点是缺少某些成分，不能完全满足体外细胞生长需要。因此，合成培养基（基础培养基）使用时还需添加一定量的血清使细胞保持良好的生长状态，添加了血清的基础培养基又被称为完全培养基。此外，为了避免培养过程中可能会发生的污染，通常会在培养基中加入一定量的抗菌素。

四、无血清细胞培养基

  无血清培养基是指在合成培养基（基础培养基）的基础上引入成分完全明确或部分明确的血清替代成分，主要是由基础培养基和添加物（替代血清的补充因子）组成。其主要成分为下列几种：

  黏附因子：约有80%的细胞是属于贴附型生长。一般的细胞培养基是利用血清作为其来源，在无血清培养基中，细胞黏附因子就是很重要的物质。

  生长因子：生长因子是维持细胞活性与促进细胞增生、迁移、分化等，不可或缺的要素。

  酶抑制剂：贴附型细胞一般多以胰蛋白酶消化的方式进行传代。在一般细胞培养中，血清中含有抑制胰蛋白酶的成分，所以无血清培养基必须添加胰蛋白酶抑制剂。

  使用无血清细胞培养基的优点在于：未知组分少、避免血清对细胞的毒性作用和血清源性污染、杂蛋白含量少，避免血清成分影响研究结果或是产品制程，提高产品表达水平并易于纯化。

  使用无血清细胞培养基的缺点有：无血清培养基成本较高、细胞特异性强（一种配方进适合一种或一类细胞）、且不是所有的细胞都能在无血清培养基中培养、细胞在无血清培养基中易受某些机械因素和化学因素的影响，在保存和应用方面局限性很大。

  还需要注意的是，细胞转入无血清培养之前，要留有种子细胞，种子细胞按常规培养于含血清的培养基中，以保证细胞的特性不发生变化。

五、化学成分限定细胞培养基

  化学成分限定细胞培养基指培养基产品在生产制造过程中不使用含有未知成分或结构的蛋白质、水解产物，其原材料的结构、浓度均为已知，如氨基酸、脂肪酸、无机盐、类固醇等，不包含任何直接来源于人或动物组织或体液的成分。

  化学成分限定细胞培养基与无血清培养基的核心区别在于：无血清培养基可能仍含有少量“来源不明的天然提取物”（如植物蛋白水解物），而化学成分限定细胞培养基的所有成分均为“化学纯试剂”或“重组蛋白”，成分100%可控。

  化学成分限定细胞培养基是疫苗生产、单克隆抗体制备、细胞治疗行业临床药物申报的完美产品，化学成分完全明确，无人源无动物源成分，所含蛋白均为人工重组蛋白，能彻底避免外源污染风险，确保产品质量的稳定性与安全性，无批间差异，生产效率高、工艺稳定。同时也为研究细胞的“营养需求机制”提供了最精准的工具。

六、总结

  细胞培养技术的发展，本质是围绕“如何为细胞创造更接近体内的精准环境”展开，而培养基的迭代是核心驱动力。从平衡盐溶液的基础生存保障，到天然培养基的原生态营养，再到合成培养基的标准化供给，最终走向无血清培养基与化学成分限定培养基的精准化、透明化。每一步升级，都让细胞培养从满足基本存活走向支持精准研究与临床应用，成为推动生命科学进步的关键基石。

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