细胞培养基，您可能不知道的小知识

在生物医药领域，细胞培养可是离不开的关键环节～无论是新药研发、再生医学还是生物制品生产，都靠它！而细胞培养基，就像是细胞的“一日三餐”，成分好不好，直接关系到细胞长得好不好、产物表达高不高。

葡萄糖作为细胞的主要能量来源，几乎所有培养基都将葡萄糖作为主要能源物质添加。通过葡萄糖的代谢，细胞能够生成三磷酸腺苷（ATP），为细胞的分裂 、蛋白合成、信号传导等过程提供能量。葡萄糖在细胞中的浓度范围通常在2-10 mM，但对于特定的细胞类型和目的，如用CHO细胞生产抗体，葡萄糖的添加浓度会更高。

细胞培养基中的氨基酸不仅为蛋白的合成提供原料，还可以通过代谢为细胞提供能量，同时，也可以作为骨架成分维持细胞形态、催化细胞内的生化反应等。氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸。必需氨基酸的缺失，会导致细胞生长停止并丧失活力。体外细胞生长所需的氨基酸包括生理必需氨基酸精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸。

低密度培养时，非必需氨基酸的影响不明显，但在高密度培养时，细胞合成非必需氨基酸的速度无法满足生长需求，非必需氨基酸就会成为生长限速的成分，因此高密度培养时非必需氨基酸一般也作为培养基的成分添加。

维生素是维持细胞生长的生物活性物质，在细胞代谢中起调节及控制作用。维生素可分为水溶性和脂溶性两类，水溶性维生素主要包括泛酸、维生素B12、叶酸、吡哆醛、核黄素、维生素C等；脂溶性维生素主要包括维生素A、D、 E、K。 B族维生素是细胞培养中最关键的一类维生素，通过转化为辅酶，参与能量代谢、核酸合成和氨基酸代谢等。维生素C一般作为抗氧化成分，保护细胞免受氧化损伤。脂溶性维生素在基础培养基中较少添加，常在特殊分化和功能维持的培养基中出现。例如维生素A，可以调节细胞生长、分化和基因表达，在干细胞培养和上皮细胞分化中十分重要。

无机盐的添加浓度相对较高，主要提供Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl⁻、HCO₃⁻等离子。Na+、K+和Cl-是维持培养基渗透压的主要离子，同时K+和Na+分别作为细胞内、外的阳离子，是产生和传导电信号的基础。HCO₃-与CO₂气体二者配合使用，作为培养基的缓冲系统，对维持培养基的pH起到关键作用。

微量元素在培养基中的添加浓度非常低，但其重要性却不容忽视，许多微量金属元素在调节代谢途径和某些酶以及信号分子的活性中起着关键作用。

脂质是膜结构的重要组成部分，也是能量的来源，并且还是细胞信号、转运和生物合成的重要组成成分。基础培养基配方通常不含脂类，但与血清配合使用，而血清中含有脂类，如脂肪酸、磷脂、卵磷脂和胆固醇。磷脂不但是细胞膜的主要构成组件，在调节生长的信号传导途径中也起到非常重要的作用。在细胞外，磷脂对很多细胞系的生长起促进作用。

pH的维持对细胞培养十分重要，而酚红作为一种酸碱指示剂，其在酸性条件下呈黄色(< 6.8)，中性时，呈桃红色/橙红色，在碱性条件下呈紫红色/粉紫色(> 8.2)，可以很直观的对pH进行判断，因此许多培养基配方都将其包括在内。

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