培养基小课堂第三讲：培养基的制备及选择培养基的标准

检验之星

培养基的制备

培养基主要有三种形式：
1.粉末形式：需要由研究人员进行制备和灭菌。
2.浓缩形式：由研究人员稀释。
3.工作溶液：可直接使用，无需进一步处理。
粉末培养基价格最低，但需要进行灭菌。建议在添加血清之前先用滤器进行灭菌，因为在血清存在的情况下会产生泡沫，使蛋白质变性。胎牛或马血清可以在过滤后添加。在使用之前，应将培养基置于37摄氏度的CO2培养箱中孵育72小时，以确保该批次没有污染。培养基应存放在4摄氏度。由于培养基的几种组分对光敏感，因此应存放在黑暗中。
选择培养基的标准

一、细胞系

选择细胞培养基是非常重要的，会显著影响细胞培养的成功与否。选择培养基取决于要培养的细胞类型以及培养的目的和实验室可用的资源。不同的细胞类型具有高度特异性的生长要求，因此必须通过实验确定每种细胞类型最适合的培养基。一般来说，对于贴壁细胞，最好从MEM开始，而对于悬浮细胞，最好从RPMI-1640开始。
下表是常见细胞系及对应的生长培养基：


二、原代细胞培养

原代细胞培养提供宝贵的研究数据，但大多数情况下细胞数量是限制因素。对于这种关键样本，特别是来自患者生物活检的样本，需要高质量的培养基。大多数生命科学公司提供完整、即用型、成分完整的培养基。这样做不仅可以减少污染的风险，还可以节省时间。此外，所有这些培养基都经过全面的质量控制测试，每批培养基都定期进行生长促进、无细胞毒性和渗透压、pH值等物理参数的测试。
三、常见细胞培养基

1.Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM)
DMEM是一种基础培养基，不含蛋白质或生长促进剂。因此，需要添加补充剂才能形成“完整”培养基。它通常用5-10%的胎牛血清（FBS）进行补充。DMEM使用碳酸氢钠缓冲系统（3.7   g/L），因此需要人工提供二氧化碳来维持所需的pH值。粉末培养基没有含有碳酸氢钠，因为在粉末状态下会挥发掉。将粉末培养基溶解于水中时，需要添加3.7   g/L的碳酸氢钠。最初，DMEM用于培养小鼠胚胎干细胞。后来发现它在小鼠和鸡的原代细胞、病毒形成斑点和接触抑制研究中都得到了广泛的应用。它也可以用于培养杂交瘤细胞。
2.RPMI-1640
RPMI-1640是一种通用培养基，适用于哺乳动物细胞，特别是造血细胞。RPMI-1640是在纽约州布法罗市的罗斯韦尔公园纪念研究所（RPMI）开发的。RPMI-1640是McCoy's  5A的改良版，用于外周血淋巴细胞的长期培养。RPMI-1640采用碳酸氢盐缓冲系统，在其典型的pH  8配方中与大多数哺乳动物细胞培养基不同。RPMI-1640支持悬浮细胞和单层细胞的生长。如果适当添加了血清或合适的血清替代物，RPMI-1640对于哺乳动物细胞有广泛的应用，包括培养新鲜的人类淋巴细胞、融合方案和培养杂交细胞（如用于抗体制备的小鼠杂交瘤细胞）。它也经常用于保存/悬浮外周血单核细胞。
3.Eagle’s Minimum Essential Medium (EMEM)
EMEM是最早被广泛使用的培养基之一，是由哈里·伊格尔（Harry Eagle）从一个更简单的基础培养基（BME）优化而成的。EMEM含有平衡盐溶液、非必需氨基酸和丙酮酸钠。它的碳酸氢钠浓度较低（1500 mg/L），适用于5% CO2条件下使用。由于EMEM是一种非复杂培养基，通常需要额外的补充剂或更高水平的血清，使其适用于广泛的哺乳动物细胞。EMEM被用于培养HeLa细胞。
4.Ham’s营养混合物
Ham's营养混合物最初是为了支持中国仓鼠卵巢（CHO）细胞的克隆生长而开发的。对原始配方进行了多次修改，包括Ham's F-12培养基，比原始的F-10更复杂的配方，适用于无血清生长。这些混合物的配方可以根据培养的细胞类型，选择使用或不使用血清补充剂。
Ham's F-10：可以支持人类二倍体细胞（例如人类成纤维细胞）和白细胞的生长，用于染色体分析。
Ham's F-12：可以支持原代大鼠肝细胞和大鼠前列腺上皮细胞的生长。添加25 mM HEPES的Ham's F-12提供了更优化的缓冲作用。
Coon的修改版Ham's F-12：与F-12相比，它含有几乎两倍的氨基酸和丙酮酸，并且还包括抗坏血酸，用于培养病毒融合产生的杂交细胞。
DMEM/F12：它是DMEM和Ham's F-12的混合物，是一种极其丰富和复杂的培养基。它支持多种细胞类型在无血清和有血清的配方中生长。在配方中包含了15 mM的HEPES缓冲液，以弥补消除血清导致的缓冲能力损失。
5.Iscove修正的Dulbecco培养基（IMDM）
IMDM是一种高度丰富的合成培养基，非常适合快速增殖、高密度的细胞培养。IMDM是对DMEM的修改，含有硒，并且与DMEM相比，还含有额外的氨基酸、维生素和无机盐。它用硝酸钾代替了硝酸铁，还含有HEPES和丙酮酸钠。它是为了培养淋巴细胞而配制的，例如单核细胞向巨噬细胞的分化和杂交瘤。研究表明，IMDM可以支持小鼠B淋巴细胞、来自骨髓的造血组织、通过脂多糖刺激的B细胞、T淋巴细胞、杂交细胞等。来自Horizon   Discovery的HAP1细胞，这是一种来源于近单倍体慢性髓样白血病KBM7细胞的细胞系，以及从HAP1衍生的敲除细胞系通常在IMDM培养基中维持。
下表是培养基与细胞和细胞系的对应关系：



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