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細(xì)胞學(xué)堂|細(xì)胞培養(yǎng)基的種類以及如何選擇

來源:武漢普諾賽生命科技有限公司   2023年06月20日 10:37  



  一  

常見的細(xì)胞培養(yǎng)基


細(xì)胞培養(yǎng)基既是培養(yǎng)細(xì)胞中供給細(xì)胞營養(yǎng)和促使細(xì)胞生殖增殖的基礎(chǔ)物質(zhì),也是培養(yǎng)細(xì)胞生長和繁殖的生存環(huán)境。


基礎(chǔ)培養(yǎng)基(MM)

基礎(chǔ)細(xì)胞培養(yǎng)基主要成分是氨基酸、維生素、碳水化合物、無機鹽和其它一些輔助物質(zhì)。合成培養(yǎng)基使用時還需添加一定量的血清使細(xì)胞保持良好的生長狀態(tài)。


培養(yǎng)基的種類有很多,其中DMEM、RPMI 1640、MEM、DMEM/F12是應(yīng)用較為廣泛的。其他如M199、IMDM、L15培養(yǎng)基等也用于某些細(xì)胞的培養(yǎng)。具體的特征及應(yīng)用如下:



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培養(yǎng)基

特征

應(yīng)用

BME細(xì)胞培養(yǎng)基

1955年Eagle設(shè)計,以BSS為基礎(chǔ),添加8種維生素,13種氨基酸,成分簡單、便于添加

適于各種細(xì)胞系和特殊研究用,在此基礎(chǔ)上改良的細(xì)胞培養(yǎng)基品種有MEM、DMEM、IMDM等

MEM細(xì)胞培養(yǎng)基

由Harry Eagle在Eagle基本培養(yǎng)基(BEM)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。MEM培養(yǎng)基僅含有12種必需氨基酸、谷氨酰胺和8種維生素,成分簡單,主要用于貼壁細(xì)胞的培養(yǎng),1959年修改配方,刪去賴氨酸、生物素,增加氨基酸濃度,配方修改后也可用于其他類型細(xì)胞培養(yǎng)

適合多種細(xì)胞單層生長,是一種最基本、適用范圍最-廣的培養(yǎng)基。因其營養(yǎng)成分所限,針對生產(chǎn)之特定細(xì)胞培養(yǎng)與表達(dá)時,并不一定是使用效果最-佳或者最-經(jīng)濟的培養(yǎng)基。此外,MEM細(xì)胞培養(yǎng)基有含Earle's平衡鹽的類型,也有含Hanks'平衡鹽的類型;有高壓滅菌型的,也有過濾除菌型的;還有含非必需氨基酸的類型。應(yīng)根據(jù)實際情況注意選擇合適的 MEM 細(xì)胞培養(yǎng)基

M199細(xì)胞培養(yǎng)基

1950 年由 Morgan 等設(shè)計,除 BSS 外,含有53 種成分

添加適量的血清后,可廣泛用于多種細(xì)胞培養(yǎng),可用于病毒學(xué)、疫苗生產(chǎn)以及大鼠胰腺上皮細(xì)胞和小鼠晶狀體組織的培養(yǎng)

DMEM細(xì)胞培養(yǎng)基

由Dulbecco改良的 Eagle 培養(yǎng)基,DMEM的氨基酸濃度是MEM的兩倍,維生素濃度是MEM的4倍,同時還增加了非必須氨基酸、微量鐵離子以及丙酮酸鈉。分低糖型(1000mg/L)、高糖型(4500mg/L)

常用于雜交瘤的骨髓瘤細(xì)胞和 DNA 轉(zhuǎn)染的轉(zhuǎn)化細(xì)胞培養(yǎng)。例如 CHO 細(xì)胞表達(dá)生產(chǎn)乙肝疫苗、CHO 細(xì)胞表達(dá)EPO

IMDM細(xì)胞培養(yǎng)基

由Iscove's改良的Eagle培養(yǎng)基,IMDM培養(yǎng)基在DMEM培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加了硒、HEPES、丙酮酸鈉以及額外的氨基酸和維生素,營養(yǎng)非常豐富

可用于雜交瘤細(xì)胞和高密度細(xì)胞的快速培養(yǎng)

RPMI-1640細(xì)胞培養(yǎng)基

Moore等人于1967年在Roswell Park Memorial Institute研制,針對淋巴細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)計,BSS+21種氨基酸+維生素11種等成分

廣泛應(yīng)用于各種正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的培養(yǎng),尤其是懸浮細(xì)胞的培養(yǎng)

Ham's F10、F12細(xì)胞培養(yǎng)基

1963年、1969年由Ham設(shè)計,含微量元素,Ham's F-12以Ham's F-10營養(yǎng)混合物為基礎(chǔ)設(shè)計而成的,可在血清含量低時用

F10適用于倉鼠、人二倍體細(xì)胞,F(xiàn)12適用于CHO細(xì)胞。在低血清含量下時,特別適合單細(xì)胞培養(yǎng)和克隆化培養(yǎng),添加血清后也廣泛應(yīng)用于癌細(xì)胞和原代細(xì)胞的培養(yǎng),如大鼠肝細(xì)胞、大鼠前列腺上皮細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、大鼠成肌細(xì)胞、雞胚胎細(xì)胞等

DMEM/F12細(xì)胞培養(yǎng)基

在DMEM培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上,添加F12培養(yǎng)基中更為豐富的營養(yǎng)成分,含有多種微量元素

廣泛應(yīng)用于多種哺乳類細(xì)胞的培養(yǎng)。同時,常作為開發(fā)無血清培養(yǎng)基的基礎(chǔ),也適用于低血清含量下哺乳動物細(xì)胞的培養(yǎng)以及克隆密度培養(yǎng)

McCoy's 5A培養(yǎng)基

Thomas McCoy等人在1959年設(shè)計的培養(yǎng)基,最初專門用于Novikoff Hepatoma細(xì)胞的培養(yǎng)。McCoy's 5A培養(yǎng)基是改良的Basal Medium 5A,與其他培養(yǎng)基不同的是,McCoy's 5A含有還原型谷胱甘肽、細(xì)菌蛋白胨以及高濃度的葡萄糖

McCoy's 5A廣泛用于多種類型的原代細(xì)胞的培養(yǎng),如骨髓、皮膚、牙齦、腎、脾、肺、大鼠胚胎、網(wǎng)膜等。此外McCoy's 5A培養(yǎng)基還用于組織活檢培養(yǎng)、細(xì)胞建系,以及一些淋巴細(xì)胞和較難培養(yǎng)的細(xì)胞的培養(yǎng)

L15細(xì)胞培養(yǎng)基

L-15培養(yǎng)基的緩沖系統(tǒng)由磷酸鹽和游離堿基氨基酸組成,代替了傳統(tǒng)的碳酸氫鈉緩沖系統(tǒng),同時,用半乳糖和丙酮酸鈉代替葡萄糖可以防止酸性代謝副產(chǎn)物的形成,有助于維持培養(yǎng)液PH的穩(wěn)定,適合用于非CO2平衡環(huán)境的細(xì)胞培養(yǎng)

L-15培養(yǎng)基適用于猴腎細(xì)胞和HEP-2的培養(yǎng)、原代(如胚胎和成人組織)細(xì)胞分離、多種病毒的培養(yǎng)以及神經(jīng)元的培養(yǎng)等




完-全培養(yǎng)基(CM)


完-全培養(yǎng)基是在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中添加了血清、抗生素等物質(zhì),也叫(血清)細(xì)胞培養(yǎng)基。其中大部分細(xì)胞培養(yǎng)常用的是牛血清,因為牛血清中含有促進細(xì)胞增殖的各種生長因子。此外為防止污染,培養(yǎng)液中尚需加一定量的抗生素。


完-全培養(yǎng)基根據(jù)添加血清量的多少,可分為細(xì)胞生長培養(yǎng)基和細(xì)胞維持培養(yǎng)基,用于不同細(xì)胞和不同研究。


無血清細(xì)胞培養(yǎng)基(SFM)


無血清培養(yǎng)基是指在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上引入成分完-全明確或部分明確的血清替代成分,主要是由基礎(chǔ)培養(yǎng)基和添加物(替代血清的補充因子)組成。其主要成分為下列幾種:


黏附因子


約有80%的細(xì)胞是屬于貼附型生長。一般的細(xì)胞培養(yǎng)基是利用血清作為其來源,在無血清培養(yǎng)基中,細(xì)胞黏附因子就是很重要的物質(zhì)。


生長因子


生長因子是維持細(xì)胞活性與促進細(xì)胞增生、遷移、分化等,不可-或缺的要素。


酶抑制劑


貼附型細(xì)胞一般多以胰蛋白酶(trypsin)進行傳代。在一般細(xì)胞培養(yǎng)中,血清中含有抑制trypsin的成分,所以無血清培養(yǎng)基必須添加trypsin抑制劑。


細(xì)胞轉(zhuǎn)入無血清培養(yǎng)之前,要留有種子細(xì)胞,種子細(xì)胞按常規(guī)培養(yǎng)于含血清的培養(yǎng)基中,以保證細(xì)胞的特性不發(fā)生變化。


優(yōu)點

1

未知組分少;

2

避免血清對細(xì)胞的毒性作用和血清源性污染;

3

雜蛋白含量少,避免血清成分影響研究結(jié)果或是產(chǎn)品制程,提高產(chǎn)品表達(dá)水平并易于純化。

缺點

1

無血清培養(yǎng)基成本較高;

2

不是所有的細(xì)胞都能在無血清培養(yǎng)基中培養(yǎng);

3

細(xì)胞在無血清培養(yǎng)基中易受某些機械因素和化學(xué)因素的影響,培養(yǎng)基保存和應(yīng)用方面局限性很大。




細(xì)胞培養(yǎng)基的選擇


細(xì)胞培養(yǎng)基的種類很多,如何選擇適宜的培養(yǎng)基是細(xì)胞培養(yǎng)的關(guān)鍵。在此提供以下建議可供參考:


1

如果是新購買的細(xì)胞,可以向細(xì)胞株的廠家咨詢,或者詢問引種來源查找細(xì)胞庫上對應(yīng)的培養(yǎng)基;

2

根據(jù)細(xì)胞的特點及實驗的需要來選擇培養(yǎng)基;

3

自己試驗,用多種培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞,做生長曲線,記錄細(xì)胞的生長速度,觀察細(xì)胞的形態(tài)變化,根據(jù)實驗結(jié)果選擇最佳培養(yǎng)基。


培養(yǎng)基種類和細(xì)胞系并不是一個強制的對應(yīng)關(guān)系。具體培養(yǎng)細(xì)胞使用什么培養(yǎng)基,主要還是根據(jù)數(shù)據(jù)庫、文獻(xiàn)和經(jīng)驗哦!



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