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細胞培養(yǎng)基的特性陳述
2023-11-13 閱讀(71)
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物質，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，結果更為準確可靠。
2、緩沖能力
細胞培養(yǎng)基應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 波動的主要物質是細胞代謝產生的CO2。在封閉式培養(yǎng)過程中CO2與水結合產生碳酸，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)，按下列化學反應方程式調節(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的范圍內都適宜。在生產、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、配制過程中出現(xiàn)稱量等方面的錯誤。反應器高密度培養(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器進行懸浮培養(yǎng)時，攪拌和通氣都會引起泡沫的產生。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。
