培養(yǎng)基種類[1-3]
培養(yǎng)基大致可分為平衡鹽溶液、天然細胞培養(yǎng)基、合成細胞培養(yǎng)基、無血清細胞培養(yǎng)基、限定化學成分細胞培養(yǎng)基等幾大種類。
培養(yǎng)基
1.平衡鹽溶液（balanced salt solution，BSS）
BSS主要是由無機鹽、葡萄糖組成，它的作用是維持細胞滲透壓平衡，保持pH穩(wěn)定及提供簡單的營養(yǎng)。其主要用于細胞的漂洗、配制其他試劑等。幾種常用的BSS配方如下。
D-Hank's與Hank's的一個主要區(qū)別是前者不含有Ca2+和Mg2+，因此D-Hank's常用于配制胰酶溶液。因為Ca2+、Mg2+是細胞膜的重要組成成份，參與細胞粘附等功能，使用不含Ca2+、Mg2+的BSS可避免細胞結(jié)團。此外，Hanks液和Earle液是常用的BSS基礎溶液，前者緩沖能力較弱，適合于密閉培養(yǎng)；后者緩沖能力較強，適合于5%CO2的培養(yǎng)條件。
2.天然細胞培養(yǎng)基
天然培養(yǎng)基指來自動物體液或利用組織分離提取的一類培養(yǎng)基，如血漿、血清、淋巴液、雞胚浸出液等。其優(yōu)點是營養(yǎng)成分豐富，培養(yǎng)效果良好，但缺點是成分復雜，來源受限且制作過程復雜、批間差異大。目前廣泛使用的天然培養(yǎng)基是血清，另外各種組織提取液、促進細胞貼壁的膠原類物質(zhì)在培養(yǎng)某些特殊細胞也是必不可少。
水解乳蛋白是乳白蛋白經(jīng)蛋白酶和肽酶水解的產(chǎn)物，含豐富的多肽、氨基酸和碳水化合物。一般配制成0.5%溶液（采用平衡鹽溶液溶解）與合成培養(yǎng)基（如MEM細胞培養(yǎng)基）以1:1的比例混合使用。
3.合成細胞培養(yǎng)基
合成培養(yǎng)基是根據(jù)天然培養(yǎng)基的成分，用化學物質(zhì)模擬合成、人工設計、配制的培養(yǎng)基。最早開發(fā)的基礎培養(yǎng)基（minimal essential medium,MEM），其本質(zhì)為含有鹽、氨基酸、維生素和其他必需營養(yǎng)物的pH緩沖的等滲混合物。在此基礎上，DMEM、IMDM、HAM F12、PRMI1640等各種合成細胞培養(yǎng)基被不斷開發(fā)出來。
與天然培養(yǎng)基相比，有些天然的未知成分尚無法用已知的化學成分所替代，因此，細胞培養(yǎng)中使用合成培養(yǎng)基時必須加入一定量的天然培養(yǎng)基成分，以克服合成培養(yǎng)基的不足。最普遍的做法是添加5~10%的血清，這樣才能維持細胞活力，促進細胞增殖。針對不同的動物細胞，現(xiàn)已開發(fā)了多種商業(yè)化、個性化的低血清細胞培養(yǎng)基配方，營養(yǎng)成份更加豐富，血清使用量可降低至1～3%，由此可減少了血清等動物來源成份對生物制品安全性的影響。
4.無血清細胞培養(yǎng)基（serum free medium，SFM）
經(jīng)歷了天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基后，無血清培養(yǎng)基和無血清培養(yǎng)成為當今細胞培養(yǎng)領域的一大趨勢。采用無血清培養(yǎng)可降低生產(chǎn)成本，簡化分離純化步驟，避免病毒污染造成的危害。無血清培養(yǎng)基，一般是在合成培養(yǎng)基的基礎上，加入成份完全明確的或部分明確的血清替代成份，達到既能滿足動物細胞培養(yǎng)的要求，又能有效克服使用血清所帶來問題的目的。
無血清培養(yǎng)基中通常需要添加一些額外的組分，才能幫助細胞貼壁生長，包括以下幾大類物質(zhì)：
1）促貼壁物質(zhì)：一般為細胞外基質(zhì)，如纖連蛋白、層粘連蛋白等。它們還是重要的分裂素以及維持正常細胞功能的分化因子，對許多細胞的繁殖和分化，起著重要作用。纖連蛋白主要促進來自中胚層細胞的貼壁與分化，這些細胞包括成纖維細胞、肉瘤細胞、粒細胞、腎上皮細胞、腎上腺皮質(zhì)細胞、CHO細胞、成肌細胞等。
2）促生長因子及激素：針對不同細胞添加不同的生長因子。激素也是刺激細胞生長、維持細胞功能的重要物質(zhì)，有些激素是許多細胞必不可少的，如胰島素。
3）酶抑制劑：培養(yǎng)貼壁生長的細胞，需要用胰酶消化傳代，在無血清培養(yǎng)基中需含酶抑制劑，以終止酶的消化作用，達到保護細胞的目的。最常用的是大豆胰酶抑制劑。
4）結(jié)合蛋白和轉(zhuǎn)運蛋白：常見如轉(zhuǎn)鐵蛋白和牛血清白蛋白。牛血清白蛋白的添加量比較大，可增加培養(yǎng)基的粘度，保護細胞免受機械損傷。許多旋轉(zhuǎn)式培養(yǎng)的無血清培養(yǎng)基都含有牛血清白蛋白。
5）微量元素：硒是最常見的。
5.無蛋白無血清細胞培養(yǎng)基與化學組份限定無血清細胞培養(yǎng)基
1）無蛋白無血清細胞培養(yǎng)基（protein free midium,PFM）
這類培養(yǎng)基完全不含有動物來源蛋白，但仍有部份添加物是植物蛋白的小水解片段或合成多肽片段，以及類固醇激素和脂類前體等，以替代動物激素、生長因子的作用。其特點是完全沒有蛋白或蛋白含量極低，有利于生物制品的分離純化。
2）化學組份限定無血清細胞培養(yǎng)基（Chemically defined media,CDM）
此類培養(yǎng)基是目前最安全、最為理想的無血清細胞培養(yǎng)基，所有成份的濃度都完全明確，即使其所添加的少量蛋白，也是可經(jīng)過純化處理，成份明確、濃度確定的蛋白。這類培養(yǎng)基較為理想地減少了生產(chǎn)的可變性，提高了生產(chǎn)工藝的重復性，并有效降低了純化成本。
6.個性化細胞培養(yǎng)基
嚴格意義上來說，個性化細胞培養(yǎng)基不在細胞培養(yǎng)基的傳統(tǒng)分類之列，其具體是指一類根據(jù)細胞特性、細胞培養(yǎng)工藝特點、使用者需求習慣而量身定制的細胞培養(yǎng)基，主要目的是提高細胞產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品安全性和降低血清的使用等。個性化細胞培養(yǎng)基可能是無血清培養(yǎng)基，也可能是低血清培養(yǎng)基，最終是為滿足某一種或某一類生物制品的生產(chǎn)需求。
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