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細胞培養(yǎng)基的特性陳述
2023-11-13 閱讀(80)
細胞培養(yǎng)基既是培養(yǎng)細胞中供給細胞營養(yǎng)和促使細胞生殖增殖的基礎(chǔ)物質(zhì)，也是培養(yǎng)細胞生長和繁殖的生存環(huán)境。動物細胞在細胞培養(yǎng)基中不僅能存活，還要分裂增殖，合適的滲透壓、pH值等理化性質(zhì)是細胞培養(yǎng)基必須具備的前提條件。
1、pH
動物細胞大多數(shù)需要輕微的堿性條件，適宜pH在7.2～7.4之間。細胞培養(yǎng)基的pH值通常需經(jīng)校正的pH計來測定。在細胞生長過程中，隨細胞數(shù)量的增多和代謝活動的加強，二氧化碳不斷被釋放，培養(yǎng)液變酸，pH值發(fā)生變化。酚紅是細胞培養(yǎng)基中常用的pH指示劑，但依靠細胞培養(yǎng)基中的酚紅等pH指示劑進行判斷，需要實驗員的經(jīng)驗積累，存在較大的主觀性。實際上，個性化細胞培養(yǎng)基或是無血清細胞培養(yǎng)基中酚紅含量較少或是不含酚紅，只能通過pH計或者pH電極進行pH值的檢測，結(jié)果更為準確可靠。
2、緩沖能力
細胞培養(yǎng)基應(yīng)具有一定的緩沖能力。細胞培養(yǎng)過程中造成細胞培養(yǎng)液 pH 波動的主要物質(zhì)是細胞代謝產(chǎn)生的CO2。在封閉式培養(yǎng)過程中CO2與水結(jié)合產(chǎn)生碳酸，細胞培養(yǎng)液pH 很快下降；打開培養(yǎng)器具時CO2逸出則會引起pH升高。細胞培養(yǎng)基通常采用NaHCO3-CO2緩沖系統(tǒng)，按下列化學反應(yīng)方程式調(diào)節(jié)細胞培養(yǎng)基的pH值：
H2O + CO2 → H2CO3 ? H+ + HCO3－
NaHCO3 ? Na+ + HCO3－
此外，還有緩沖能力較高的磷酸鹽緩沖系統(tǒng)。但碳酸鹽緩沖系統(tǒng)的細胞毒性小、成本低，在細胞培養(yǎng)中應(yīng)用得更為廣泛。另一種較為常用的緩沖液是HEPES液，它是一種非離子兩性緩沖液，在pH 7.0 ~ 7.2范圍內(nèi)具有較好的緩沖能力。高濃度的HEPES可能對細胞有毒性作用，細胞培養(yǎng)時HEPES的添加濃度一般為10～25 mmol/L。
3、滲透壓
細胞必須生活在等滲的環(huán)境中，大多數(shù)體外培養(yǎng)的細胞對滲透壓有一定耐受性。研究顯示，對于大多數(shù)哺乳類動物細胞，滲透壓在260～320 mOsm/kg的范圍內(nèi)都適宜。在生產(chǎn)、配制細胞培養(yǎng)基的過程中，滲透壓的測定較為重要，有助于防止在生產(chǎn)、配制過程中出現(xiàn)稱量等方面的錯誤。反應(yīng)器高密度培養(yǎng)動物細胞過程，在添加碳酸氫na的過程中注意滲透壓的監(jiān)控，防止?jié)B透壓過高對細胞的損害。
4、溫度
溫度對細胞培養(yǎng)基有較大的影響，溫度過高可引起營養(yǎng)成份的降解或破壞，細胞培養(yǎng)基的pH、離子強度和電解常數(shù)pKa也可能受到影響。如細胞培養(yǎng)液中的谷氨酰an，在高溫條件下降解的速度較快，如35 ℃貯存時，放置3天降解25 %左右，在4 ℃貯存3周降解約20%。
5、粘滯性及表面張力
含血清細胞培養(yǎng)液的粘滯性主要是由血清引起的，在轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)貼壁細胞時，培養(yǎng)液的粘滯性對細胞生長沒有多大影響；但在生物反應(yīng)器懸浮培養(yǎng)細胞時，細胞培養(yǎng)液的粘滯性則直接影響攪拌轉(zhuǎn)速控制及攪拌剪切力對細胞造成的損傷程度。
表面張力對細胞培養(yǎng)有較大的作用，尤其在利用生物反應(yīng)器進行懸浮培養(yǎng)時，攪拌和通氣都會引起泡沫的產(chǎn)生。對于含血清培養(yǎng)液，由于血清中多種蛋白的存在，攪拌時產(chǎn)生的氣泡較多，氣泡的上升運動對細胞的損傷程度還有爭議，但氣泡的破裂對細胞有明顯的損傷作用。為降低這種損傷，可通過在細胞培養(yǎng)基中添加一些保護劑，降低細胞-氣體和細胞-液體的表面張力，減少氣泡的形成。
