谷氨酰胺在细胞培养中重要吗?它在溶液中不稳定吗? L-谷氨酰胺在细胞培养时是重要的。脱掉氨基后，L-谷氨酰胺可作为培养细胞的能量来源、参与蛋白质的合成和核酸代谢。L-谷氨酰胺在溶液中经过一段时间后会降解，但是确切的降解率一直没有最终定论。L-谷氨酰胺的降解导致氨的形成，而氨对于一些细胞具有毒性。

　　GlutaMAX-I是什么?培养细胞如何利用GlutaMAX-I?这个二肽有多稳定? GlutaMAX-I 二肽是一个L-谷氨酰胺的衍生物，其不稳定的alpha-氨基用L-丙氨酸来保护。一种肽酶逐渐裂解二肽，释放L-谷氨酰胺供利用。 GlutaMAX-I二肽非常稳定，即使在121磅灭菌20分钟，GlutaMAX-I 二肽溶液有最小的降解，如果在相同条件下，L-谷氨酰胺几乎完全降解。 什么培养基中可以省去加酚红?酚红在培养基中用作PH值的指示剂：中性时为红色，酸性时为黄色，碱性时为紫色。

　　研究表明，酚红可以模拟固醇类激素的作用，(特别是雌激素)。为避免固醇类反应，培养细胞，尤其是哺乳类细胞时，用不加酚红的培养基。由于酚红干扰检测，一些研究人员在做流式细胞检测时，不使用加有酚红的培养基。如何用台盼兰计数活细胞?用无血清培养基把细胞悬液稀释到200～2000个/毫升，在0.1毫升细胞悬液中加0.1毫升0.4%的台盼兰溶液。轻轻混匀，数分钟后，用血球计数板计数细胞。活细胞排斥台盼兰，因而染成蓝色细胞是死细胞。

　　培养基中丙酮酸钠的作用是什么?丙酮酸钠可以作为细胞培养中的替代碳源，尽管细胞更倾向于以葡萄糖作为碳源，但是，如果没有葡萄糖的话，细胞也可以代谢丙酮酸钠。二价离子抑制胰蛋白酶活性吗?使用胰蛋白酶时加入EDTA的目的是什么?二价离子的确抑制胰蛋白酶活性。EDTA用来螯合游离的镁离子和钙离子，以便保持抑制胰蛋白酶的活性。建议胰蛋白酶处理细胞前，用EDTA清洗细胞，以消除来自培养基中所有的二价离子。 室温下配制的Tris-HCl溶液，在37℃使用时PH值是多少?缓冲液PH值随温度变化而变化。下表列出了50mM Tris-HC 溶液在4℃，25℃，37℃时，不同PH值。 50mM Tris-HC 溶液在4℃，25℃，37℃时，不同PH值 4°C 25°C 37°C 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 8.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 如何从T25瓶中转移sf9细胞?能用胰蛋白酶消化吗?我们推荐使用脱落细胞的方法，此技术破坏性最小，生活力最高。通过使用巴斯德吸液管，让细胞上培养基流动。

　　作为一种选择你也可以轻轻拍打培养瓶。只有在绝对必要的情况下，才使用胰酶消化细胞。 胰酶消化一个T25瓶的sf9细胞： 1. 去除培养基。 2. 用2ml 1xPBS(足以覆盖细胞表面)洗涤细胞，去除PBS。 3. 加入2ml 1x胰酶EDTA(恰好覆盖细胞表面)。 4. 37 ℃孵育5到10分钟。在仪器下检测看到5分钟后它们正在向上移动。 5. 向细胞中加入2ml 细胞培养液，移入锥形管，用2ml培养液洗瓶壁，移入同一锥形管中。(培养基中的FBS终止了胰酶的活性。) 6. 离心(1100rpm)沉淀细胞。去除培养基。 7. 用新的培养基重新悬浮细胞。传代。 39.在Sf9, Sf21, 和high Five细胞悬浮培养时，肝素的使用量是多少? 为了防止悬浮培养细胞聚集的形成，使用肝素浓度为10单位/毫升细胞悬液。在重新冻存sf9细胞前，它可以传多少代?随着传代的次数的增加，它的感染能力会降低吗?通常情况当细胞经过30次传代后，应该返回冻存。无论什么时候计数时，都应该检查细胞活力。

　　如果超过95%的细胞保持有活力和在大约30小时左右加倍，细胞仍然可以使用。如果活力和加倍时间下降，它们的感染力将不在是有效的。 贮存在冰箱中的瓶口已开的培养基，在放置几天后颜色变紫? 这主要是由于在暴露到周围的CO2水平时，碳酸氢纳导致了pH值的上升。您可以在使用前松开瓶口，在CO2培养箱孵育培养基10-15分钟，来校正溶液的 pH值(确定松开瓶口以保证气体交换)。 细胞培养基偶然被冻，可否继续使用?如果细胞培养基偶然被冻，您应该熔化培养基并观察是否有沉淀产生。如果没有沉淀产生，培养基可以正常使用，如果出现沉淀，只能丢弃这些培养基。无血清培养与有血清培养使用的抗生素量一样吗?当在无血清培养基中添加抗生素时，降低至少在有血清培养基中所使用浓度的50%。血清蛋白会结合和灭活一些抗生素。在无血清培养条件下，抗生素不被灭活，可能对于细胞达到毒性水平。 培养基中添加了血清和抗生素后，可长期保存吗?一旦您在新鲜培养基中添加了血清和抗生素时，您应该在两到三周内使用它。

　　因为一些抗生素和血清中的基本成分在解冻后就开始降解。培养基及其它添加物和试剂可反复冻融吗?大部分添加物和试剂最多可以冻融3次，如果次数更多都会在包含蛋白的溶液引起一定水平的降解和沉淀，将会影响它的性能。为什么要在溶解的一周内使用贮存在4℃冰箱中的液体胰蛋白酶溶液? 胰蛋白酶在4℃就可能开始降解，如果在室温下放置超过30分钟，就会变得不稳定。保存血清最好的方法? 我们建议血清应保存在-5℃至-2O℃。若存放于4℃时，请勿超过一个月。若一次无法用完一瓶，建议无菌分装血清至恰当的灭菌容器内，再放回冷冻。如何解冻血清才不会使产品质量受损? 将血清从冷冻箱取出后，先置于2～8℃冰箱使之融解，然后在室温下使之全融。但必须注意的是，融解过程中必须规则地摇晃均匀。血清解冻后发现有絮状沉淀物出现，该如何处理? 血清中沉淀物的出现有许多种原因，但最普遍的原因是由于血清中脂蛋白的变性所造成，而血纤维蛋白(形成凝血的蛋白之一)在血清解冻后，也会存在于血清中，亦是造成沉淀物的原因之一。但这些絮状沉淀物，并不影响血清本身的质量。若欲去除这些絮状沉淀物，可以将血清分装至无菌离心管内，以400g稍微离心,上清液即可接着加入培养基内一起过滤。最好不使用过滤的方法去除这些絮状沉淀物，因为它可能会阻塞过滤膜。

　　为什么要热灭活血清? 加热可以灭活补体系统。激活的补体参与溶解细胞事件，刺激平滑肌收缩，细胞和血小板释放组胺，激活淋巴细胞和巨噬细胞。在免疫学研究，培养ES细胞、平滑肌细胞时，推荐使用热灭活血清。 有必要做热灭活吗? 实验显示，经过正确处理的热灭活血清，对大多数的细胞而言是不需要的。经此处理过的血清对细胞的生长只有微小的促进，或完全没有任何作用，甚至通常因为高温处理影响了血清的质量，而造成细胞生长速率的降低。而经过热处理的血清，沉淀物的形成会显著的增多，这些沉淀物在倒置显微镜下观察，像是“小黑点”，常常会让研究者误以为是血清遭受污染，而把血清放在37℃环境中，又会使此沉淀物更增多，使研究者误认为是微生物的分裂扩增。

　　若非必须，可以不需要做热处理这一步。不但节省时间，更确保血清的质量! 为什么储存在冰箱中的胎牛血清会出现沉淀? 有些胎牛血清产品没有预老化，储存在2-8℃时，血清中的各种蛋白和脂蛋白(如冷凝集素、纤维蛋白原、玻粘连蛋白等)可能聚集而形成沉淀或可见的混浊。这应该不会影响血清的质量。推荐在-20℃储存胎牛血清，避免反复冻融。 如何避免沉淀物的产生? 我们建议您在使用血清的时候，注意下列的操作: (1)解冻血清时，请按照所建议的逐步解冻法(-20℃至4℃至室温)，若血清解冻时改变的温度太大(如-20℃至37℃)，非常容易产生沉淀物。 (2)解冻血清时，请随时将之摇晃均匀，使温度及成分均一，减少沉淀的发生。 (3)请勿将血清置于37℃太久。若在37℃放置太久，血清会变得混浊，同时血清中许多较不稳定的成分也会因此受到损害，而影响血清的质量。 (4)血清的热灭活非常容易造成沉淀物的增多，若非必要，可以无须做此步骤。 (5)若必须做血清的热灭活，请遵守56℃，30分钟的原则，并且随时摇晃均匀。温度过高，时间过久或摇晃不均匀，都会造成沉淀物的增多。

　　流式细胞技术

　　流式细胞术概述

　　流式细胞术(Flow Cytometry)是七十年代发展起来的高科学技术,它集计算机技术、激光技术、流体力学、细胞化学、细胞免疫学于一体,是一种对处在液流中的细胞或其他生物微粒，以及人工合成微球逐个进行多种物理或生物学特征快速定量分析和分选的技术。它不仅可测量细胞大小、内部颗粒的性状,还可检测细胞表面和细胞浆抗原、细胞内DNA、RNA含量等,可对群体细胞在单细胞水平上进行分析,在短时间内检测分析大量细胞,并收集、储存和处理数据,进行多参数定量分析;能够分类收集(分选)某一亚群细胞,分选纯度>95%。 对比起其他技术方法，流式细胞术拥有其明显的特点和优势，因而在血液学、免疫学、肿瘤学、药物学、分子生物学等学科广泛应用。 (1) 快速地細胞分析 (2) 以单一细胞为基础 (3) 定量性荧光分析 (4) 相关性多参数分析 (5) 无需细胞分离步骤 (6) 可分选有关细胞，进行培养或再分析 流式细胞术发展简史 1934年，Moldavan1首次提出了使悬浮的单个血红细胞等流过玻璃毛细管，在亮视野下用显微镜进行计数，并用光电记录装置计测的设想，在此之前，人们还习惯于测量静止的细胞，因为要使单个细胞顺次流过狭窄管道容易造成较大的细胞和细胞团块的淤阻。1953年Crosland–Taylor根据雷诺对牛顿流体在圆形管中流动规律的研究认识到：管中轴线流过的鞘液流速越快，载物通过的能力越强，并具有较强的流体动力聚集作用。于是设计了一个流动室，使待分析的细胞悬浮液都集聚在圆管轴线附近流过，外层包围着鞘液;细胞悬浮液和鞘液都在作层液。这就奠定了现代流式细胞术中的液流技术基础。

　　1956年，Coulter在多年研究的基础上利用Coulter效应生产了Coulter 计数器。其基本原理是：使细胞通过一个小孔，只在细胞与悬浮的介质之间存在着导电性上的差异，便会影响小孔道的电阻特性，从而形成电脉冲信号，测量电脉冲的强度和个数则可获得有关细胞大小和数目方面的信息。1967年Holm等设计了通过汞弧光灯激发荧光染色的细胞，再由光电检测设备计数的装置。1973年Steinkamp设计了一种利用激光激发双色荧光色素标记的细胞，既能分析计数，又能进行细胞分选的装置。这样就基本完成了现代FCM计数技术的主要历程。

　　现代的FCM数据采集和分析技术是从组织化学发源的，其开拓者是Kamentsky。1965年，Kamentsky在组织化学的基础上提出了两个新设想：(1)细胞的组分是可以用光光度学来定量测定的，即分光光度术可以定量地获得有关细胞组织化学的重要信息。(2)细胞的不同组分可以同时进行多参数测量，从而可以对细胞进行分类。换句话说，对同一细胞可以同时获得有关不同组分的多方面信息，用作鉴别细胞的依据。Kamentsky不仅思路敏捷，而且能身体力行。他是第一个把计算机接口接到仪器上并记录分析了多参数数据的人，也是第一个采用了二维直方图来显示和分析多参数的人。 流式细胞术在细胞化学中的应用的先驱者是Van Dilla和美国的Los Alamos小组。他们在1967年研制出流液束、照明光轴、检测系统光轴三者相互正交的流式细胞计的基础上，首次用荧光Feulgen反应对DNA染色显示出DNA的活性与荧光之间存在着线性关系，并在DNA的直方图上清楚地显示出细胞周期的各个时相。Gohde 和Dittrich接着把这项技术推向实用，他们用流式细胞术测定细胞周期借以研究细胞药代动力学问题。FCM用于免疫组织化学中的关键是对细胞进行免疫荧光染色，其它和在细胞化学的应用并没有多大差异。 近20年来，国内外在FCM上都做了不少的研究和应用工作，也取得了不少成果。特别是随着仪器和方法和日臻完善，人们越来越致力于样品制备、细胞标记、软件开发等方面的工作以扩大FCM的应用领域和使用效果。FCM在免疫组织化学中的应用也大致差不多，并注重了在临床应用的推广 流式细胞仪

　　1. 流式细胞仪概述

　　流式细胞仪(Flow Cytometer，FCM)是流式细胞术的主要设备。它是通过测量细胞及其他生物颗粒的散射光和标记荧光强度，来快速分析颗粒的物理或化学性质，并可以对细胞进行分类收集的高精密仪器。流式细胞仪可以高速分析上万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个细胞特征参数，进行定性或定量分析，具有速度快、精度高、准确性好等特点。 国内使用的流式细胞仪主要由美国的两个厂家Beckman-Coulte公司(产品如EPICS ALTRA和EPICS XL/XL-MCL)和Becto n-Dickinson公司(产品如FACS Vantage、 和FACS Canto等)生产。流式细胞仪主要有两三类:(1)临床型(又称小型机、台式机)，其特点是仪器的光路调节系统固定，自动化程度高，操作简便，易学易掌握。(2)综合型(又称大型机、分析型)，其特点是分辨率高，可快速将所感兴趣的细胞分选出来，并可以将单个细胞或指定个数的细胞分选到特定的培养孔或培养板上，同时可选配多种波长和类型的激光器，适用于更灵活的科学研究。(3)新型流式细胞仪，随着激光技术的不断发展，仪器选用多根激光管，多时可同时检测十几个荧光参数。还可以实现高速分选，速度达到50000个/每秒。通过激光技术与显微拍摄技术的结合，产生了更新的图象流式细胞技术和仪器(如Amnis公司的ImageStream System)，可以得到更多的参数和实验效果，极大地满足了科学研究的需要。 流式细胞仪主要技术指标： (1)流式细胞仪的分析速度：一般流式细胞仪每秒检测1000～5000个细胞,大型机可达每秒上万个细胞。(2)流式细胞仪的荧光检测灵敏度：一般能测出单个细胞上

lonza  无血清培养基

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一、 细胞培养基的概念和原理

细胞培养基是细胞培养的基础，它为动物细胞的健康快速成长提供营养物质。所以只要用到细胞来制造生物技术产品，细胞培养基的重要作用就无可替代。

二、细胞培养基的种类与基本成分

2.1 天然培养基
 

天然培养基是指来自动物体液或利用组织分离提取的一类培养基，如血浆、血清、淋巴液、鸡胚浸出液等。组织培养技术建立早期，体外培养细胞都是利用天然培养基。但是由于天然培养基制作过程复杂、批间差异大，因此逐渐被合成培养基所替代。
 

2.1.1 小牛血清
 

用于细胞培养的血清主要是牛血清，培养某些特殊细胞也用人血清、马血清等。选择用牛血清培养细胞的原因主要是来源充足、制备技术成熟、经过长时间的应用考验人们对其有比较深入的理解。牛血清分为小牛血清、新牛血清、胎牛血清。小牛血清取自出生10～30 天的小牛；新牛血清取自出生24小时之内的新生牛；胎牛血清应取自剖腹产的胎牛。显然，胎牛血清是品质最高的，因为胎牛还未接触外界，血清中所含的抗体、补体等对细胞有害的成分最少。牛血清对绝大多数哺乳动物细胞都是适合的，但并不排除在培养某种细胞时使用其他动物血清更合适。牛血清中含有丰富的细胞生长必须的营养成份，具有极为重要的功能。
 

1) 血清主要作用

(1) 提供基本营养物质：氨基酸、维生素、无机物、脂类物质、核酸衍生物等，是细胞生长必须的物质。

(2) 提供激素和各种生长因子：胰岛素、肾上腺皮质激素（氢化可的松、地塞米松）、类固醇激素（雌二醇、睾酮、孕酮）等。生长因子如成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、血小板生长因子等。

(3) 提供结合蛋白：结合蛋白作用是携带重要的低分子量物质，如白蛋白携带维生素、脂肪、以及激素等，转铁蛋白携带铁。结合蛋白在细胞代谢过程中起重要作用。

(4) 提供促接触和伸展因子使细胞贴壁免受机械损伤，对培养中的细胞起到某些保护作用。
 

2) 优点和缺点

血清是非常复杂的混合物，成分多样，含有各种生理平衡的分子量差别很大的生物分子，有的对细胞生长有促进作用，如含有携带激素、矿物质、微量元素和脂类物质的转运蛋白等。血清能够提供细胞贴壁因子和扩散因子。血清中含有起稳定作用和解毒的因子，能够维持培养基的pH 值并抑制蛋白酶直接或间接的酶解。但是血清的加入也带来了很多问题：
 

(1) 血清的成份可能有几百种之多，目前对其准确的成份、含量及其作用机制仍不清楚，尤其是对其中一些多肽类生长因子、激素和脂类等尚未充分认识，这给研究工作带来许多困难；

(2) 血清都是批量生产，各批量之间差异很大，而且血清保存期至多一年，因此，要保证每批血清的相似性极为困难，从而使实验的标准化和连续性受到限制；

(3) 不能排除血清中含有易变物质，这被认为是“瓶中恶化”的原因之一。

(4) 对大多数细胞，在体内状态，血清不是它们接触的生理学液体，只是在损伤愈合以及血液凝固过程中才接触血清，因此使用血清有可能改变某种细胞在体内的正常状态，血清可能促进某些细胞的生长（成纤维细胞）同时抑制另一类细胞生长（表皮细胞）。

(5) 血清含一些对细胞产生毒性的物质，如多胺氧化酶，能与来自高度繁殖细胞的多胺反应（如精胺、亚精胺）形成有细胞毒性作用的聚精胺。补体、抗体、细菌毒素等都会影响细胞生长，甚至造成细胞死亡。

(6) 取材中可能带入支原体、病毒，对细胞产生潜在影响。

(7) 血清的使用使得实验和生产的标准化困难，其中的蛋白质使得某些转基因蛋白生物药品生产中分离纯化工作很难完成。

(8) 大规模生产中，血清来源越来越困难，价格昂贵，是构成生产成本的主要部分之一。

(9) 为了使与传染源相关的风险减少到最低，存在多个国家间限制进出口生物材料的国际法规。
 

2.1.2 水解乳蛋白
 

水解乳蛋白（Lactalbumin Hydrolysate ）为乳白蛋白经蛋白酶和肽酶水解的产物，含有丰富的氨基酸。既可用于细菌微生物培养，又可用于动物细胞培养。细胞培养中一般为0.5％水解乳蛋白（经平衡盐溶解）与合成培养基（如MEM）按1:1混合使用。目前在生产中主要用于低鼠肾细胞等细胞的培养和维持。但是水解乳蛋白的使用也给生物制品的生产带来一定的风险。首先由于水解乳蛋白系或者制品带来风险。其次水解乳蛋白及含有动物组分培养基的使用，使生物制品下游处理变得复杂，这对于蛋白质药物显得更加重要。因为从动物细胞中生产生物药品，其面临的最大困难就是如何去除内源或同源蛋白。不确定的成分，像动物肽类物质的引入，势必会增加提取、分离、纯化的步骤，一方面使成本提高，另一方面也会影响生物制品的产量和质量。
 

2.2平衡盐溶液
 

平衡盐溶液（balanced salt solution，BSS ）简称盐溶液，集缓冲液的缓冲能力、生理盐水的等渗性以及培养液的营养供应特点于一体，兼具维持渗透压、缓冲和调节溶液的酸碱度、同时供给细胞生存所必需的能量和无机离子成分的作用。各种BSS的缓冲系统有所不同，其中以Hank’s液和Earle’s液为例，它们主要差别在于碳酸氢钠的水平,在Earle’s (2.2 g/L)中比在Hank’s (0.35 g/L) 中高。碳酸氢钠需用高水平的CO₂平衡，以维持溶液的pH值。Eagles液在空气水平的CO₂ 中，溶液会变碱，Hank’s液在CO₂培养箱中会变酸。如果希望在CO₂培养箱中保存组织，需要用Earle’s液，。如果仅仅是清洗将要在细胞培养基中储存的组织，用Hank’s液就可以了。

 

表 3-1 几种常用的平衡盐溶液配方（g/L）
 

一些BSS含有的Ca²⁺、Mg²⁺是细胞膜的重要组成成分，同时参与许多重要的细胞功能活动。但它们有使细胞凝集的作用，在配制分散细胞的消化液和特殊用途的细胞洗涤时，宜采用Ca²⁺、Mg²⁺含量较低的Dulbecco液或无Ca²⁺、Mg²⁺的D-Hanks液，或者PBS液。

 

2.3基础培养基
 

2.3.1 概述
 

基础细胞培养基主要包括199、MEM、RPMI-1640、DMEM 、DMEM/F12等。主要成分是氨基酸、维生素、碳水化合物、无机盐和其它一些辅助物质。人工合成培养基使用时还需添加一定量的血清使细胞生长和繁殖。
 

2.3.2 组成及作用
 

氨基酸：组成蛋白质的基本单位。不同的细胞对氨基酸的需求各异，但几种必需氨基酸细胞自身不能合成，必须依靠培养液提供，如组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、半胱氨酸、酪氨酸等。其余非必需氨基酸，细胞可以自己合成，或通过转氨作用由其他物质转化而来。绝大部分细胞对谷氨酰胺有较高的要求，因为谷氨酰胺是作为能源

及碳源物质同时被细胞利用，是是细胞合成核酸和蛋白质必需的氨基酸，在缺少谷氨酰胺时，细胞生长不良而死亡，所以各种培养液中都含有较多的谷氨酰胺。细胞所能利用的氨基酸是L型同分异构体，D型氨基酸不能被利用。
 

维生素：维持细胞生长的一种生物活性物质，对细胞代谢有重大作用。它们在细胞中大多形成酶的辅基或辅酶，没有它们，酶便没有活性，代谢活动将无法进行。维生素分为水溶和脂溶两大类，的培养液中直接采用ATP和辅酶A。
 

葡萄糖：大部分培养基都以葡萄糖作为能量来源之一。
 

无机盐：维持培养基渗透压平衡，参与细胞的代谢活动。主要有Na+、K+、Ca²⁺、Mg²⁺等。Na⁺是细胞外液中最主要的阳离子，对维持渗透压的恒定有决定性的作用。K⁺主要分布在细胞内液，细胞内K⁺对于激活某些酶是必需的，并在调节细胞内环境的酸碱平衡上也有极重要意义。Ca²⁺在细胞外液中的作用是将组织内部细胞之间相互粘着，在细胞内参与许多重要的细胞生理活动，如传导、参与肌肉细胞收缩等。在悬浮培养时，为了减少细胞的聚集和附着，要减少Ca²⁺的浓度。Mg²⁺是构成细胞间质的重要成分，对于细胞间相互稳定结合有很重要的意义。磷的化合物对细胞物质代谢和生理功能调控有重要作用。
 

其他成分：肽、核苷、嘌呤等。可帮助细胞的克隆化培养及维持某些特殊细胞系的生长。
 

2.3.3 分类


 

2.4 低血清细胞培养基
 

2.4.1 概述
 

营养丰富的培养基是维持细胞活性及高密度生长的基础，营养缺乏容易引起细胞凋亡，新生牛血清中所含大部分营养成分可以通过化学成分明确的营养物质如氨基酸维生素等成分组合取代。低血清培养基营养成分大优于基础培养基，仅需添加1％～5％新生牛血清，而对细胞生长、增殖、形态、活性和功能没有影响甚至有所改善。
 

在国外低血清培养基早已有之，如Gibco等。但是他们的低血清培养基是在基础培养基中选择性的加入重组胰岛素（recombinant insulin）、人源转铁蛋白（human (holo) tran- sferrin）以及牛血清白蛋白等，有些还包含一些生长因子，这些重组蛋白和动物来源成分对生物制品的安全性有很大影响。成本低。
 

2.4.2 主要用途


 

2.4.3 应用案例
 

采用199(SLM)、MEM(SLM)和DMEM（SLM）低血清培养基分别培养Vero细胞、BHK21细胞和CHO细胞，新生牛血清用量可以从10％降至3％，减少新生牛血清使用批次和批间差的影响，减少生物制品纯化损失，减少由于不确定蛋白或者其它血清组分带来干扰和差异的风险，提高制品安全性。低血清培养基可以在方瓶、3L转瓶、15L 转瓶及生物反应器中培养细胞，在疫苗生产中可以达到低血清高密度的培养效果。低血清培养基营养成分优于基础培养基，易使细胞增殖迅速，代谢旺盛，代谢产物对细胞有不良影响，易产生细胞老化脱落现象。因此需要适当增加换液次数，增加传代频率。获取同样的细胞量，用低血清培养基将比用传统培养基缩短近1/3 的时间，可提高生产效率。

 

采用199(SLM)低血清培养基培养Vero细胞分泌狂犬疫苗病毒，滴度明显高于采用199 培养基传统培养获得的滴度。采MEM(SLM)低血清培养基BHK21细胞，在本实验情况下12 代内细胞形态和致密度均优于MEM培养基传统培养情况，因而可以预期其产生的口蹄疫、甲肝等疫苗生产的病毒产量将提高。低血清培养基用于反应器Vero细胞狂犬疫苗的生产，实践证明效果良好。采DMEM（SLM）低血清培养基添加1％小牛血清在转瓶中培养CHO细胞生产EOP，可提高收液次数，每次收液表达量明显提高。
 

2.5无血清细胞培养基
 

2.5.1 概述
 

无血清培养基是用来在无血清条件下生长特殊类型的细胞或进行专门应用的培养基。一般是由基础培养基和替代血清的补充因子组成。无血清培养基中没有添加血清，但含有个别蛋白或大量蛋白组分。无血清培养基与无蛋白培养基的区别在于培养基中没有添加蛋白，但含有一些动物或植物来源成分，如低分子量肽的水解物。还有一种化学限定培养基，培养基中不含有蛋白、水解产物或未知结构的组分，所有成分均有已知的化学结构。
 

优点：

1） 未知组分少；

2） 培养基中不存在血清中的抗体、补体等成分，对培养细胞影响小；

3） 杂蛋白含量少，生产的产品后期处理较容易，例如疫苗生产由于人用疫苗需要纯化减少杂蛋白，纯化过程中成本消耗很大，疫苗的损失也很大；

4） 无血清培养既可以实现细胞的大规模悬浮培养，增加培养液的利用率，可以采用发酵罐培养减少了人力消耗。
 

缺点：

目前为止不是所有的细胞都能在无血清培养基中培养。无血清培养基的某些组分价格昂贵，导致无血清无法工业推广的主要原因。
 

2.5.2 无动物组分无血清细胞培养基的应用

三、细胞培养基的质量标准和检测方法

3.1细胞培养基的质量标准

3.2细胞培养基的检测方法
 

3.2.1 澄清度
 

水是细胞培养基的溶剂。细胞培养基中的营养成分只有完全溶解于水才能被细胞吸收摄取，细胞才能生长增殖，因此细胞培养基是否溶解以及培养液是否透明澄清直接影响培养基使用。该项目是通过对水溶解后的细胞培养基的澄清度检查，判断细胞培养基的澄清度。 按中华人民共和国药典2005年版二部附录Ⅸ B进行。
 

3.2.2 pH 值
 

哺乳类动物细胞生长需要合适的酸碱度，pH过高或者过低都会导致细胞死亡。pH值的测定也可以检查细胞培养基的批间差。清大天一标准规定取规定量供试品，用注射用水（水温20℃-30℃）溶解至1L，加入规定量碳酸氢钠到上述溶液中，用与细胞培养基溶液pH值相近的两点标准缓冲液校准后的酸度计进行测定。按中华人民共和国药典2005年版二部附录Ⅵ H进行；加入规定量的碳酸氢钠（见表4-12）到上述溶液中，按中华人民共和国药典2005年版二部附录Ⅵ H进行。
 

3.2.3 干燥减量的质量分数
 

细胞培养基具有吸湿性，在空气中放置水分会很快升高，干燥减量的质量分数表示产品中含湿量。细胞培养基是有菌制剂，其丰富的营养成分有利于微生物生长，控制细胞培养基中的水分可以防止微生物的繁殖，保持细胞培养基的养分。按中华人民共和国药典2005 年版二部附录Ⅷ L 干燥失重测定法进行。
 

3.2.4 渗透压
 

溶剂通过半透膜由低浓度向高浓度溶液扩散的现象称为渗透，阻止渗透所需施加的压力，称为渗透压。细胞必须生活在等渗环境中，动物细胞借助K＋、Na＋维持渗透平衡。大多数细胞对渗透压有一定的耐受性。但是培养液渗透压过高容易使细胞脱水萎缩，培养液渗透压过低容易使细胞膨胀破裂，因此要控制培养基的渗透压范围。按中华人民共和国药典2005 年版二部附录Ⅸ G 渗透压摩尔浓度测定法进行。

 

3.2.5 细菌内毒素
 

细菌内毒素是许多病原性细菌所产生的毒素。它的特殊性在于不是细菌或细菌的代谢产物，而是细菌死亡或解体后才释放出来的一种具有生物活性的物质。培养基细菌内毒素过高，对生物制品疫苗（如狂犬、乙肝疫苗）、基因工程药品等注射用的药品都需要检查细菌内毒素。 因此本项目的检验符合生物制品质量控制要求。常规细胞培养基的细菌内毒素标准定为＜10 EU/ml。称取本品规定量（见表4-12）的1/100，加入细菌内毒素检查用水10 mL溶解，吸取该溶液0.1 mL加细菌内毒素检查用水3.9 mL，混匀即得试样。按中华人民共和国药典2005 年版二部附录Ⅺ E 细菌内毒素检查法中的凝胶法进行。
 

3.2.6 微生物限度

细胞培养基不是无菌产品，其中的微生物在一定条件下会吸收细胞培养基中的营养物质滋生繁殖，导致细胞培养基变质失效。控制细胞培养基中细菌和霉菌，是延长细胞培养基有效期的方法之一。清大天一在参考《中华人民共和国药典》2005版二部附录第100页的口服给药制剂的微生物限度标准，并严于该标准，规定细胞培养基产品的细菌数每1g不得超过200个，霉菌数每1g不得超过

50个。
 

称取样品1 g，加入无菌纯化水10 mL溶解，混匀即得试样。按中华人民共和国药典2005年版二部附录Ⅺ J 微生物限度检查法进行，检查项目为细菌数、霉菌数。检查法采用平皿法。
 

3.2.7 细胞生长试验
 

这是一个性能特性表述的要求。细胞培养基的功能就是培养哺乳类动物细胞，因此经过细胞培养效果的检验是产品质量优劣的直观表述，这也是很多生物制药用户要求的一项指标。目前国内尚无细胞培养和计数的法定方法，可参考《体外培养的原理与技术》中细胞计数法论述的内容给出。按产品说明书配制培养液进行细胞培养，前四天用含10％小牛血清的培养液培养，观察细胞形

态并计数，检查细胞培养基是否有促生长的能力。后三天用不含小牛血清的培养液维持培养，观察细胞形态并计数，检查细胞培养基中是否有不利细胞生长的毒素。本试验用细胞为VERO细胞。

 

四、细胞培养基的使用方法

细胞培养基的种类繁多，细胞培养方式也较多，如何正确地使用培养基及最大程度地保持培养基的营养以维持细胞的生长，对每个培养者都很重要。培养基的使用依不同的培养基种类、培养方式、细胞种类的不同而存在差异。
 

4.1 细胞培养液的构成
 

细胞培养液指细胞生长的液体环境，一般指完全培养液，添加了血清、水解乳蛋白、各种添加剂等可以直接使用的培养液。
 

4.1.1 细胞培养基&血清模式
 

血清对于在传统培养基配方中生长和增殖的大多数细胞系来说是需要的，因为大多数单独的培养基并不能提供细胞生长所需要的全部营养，如MEM培养基，较为常用的量为5％～10％的比例，而特殊的低血清培养基血清量可降至3％左右，细胞的形态和功能不受影响。
 

4.1.2 细胞培养基&乳欧液模式
 

化学合成培养基现虽已大规模使用，但在某些培养领域水解乳蛋白仍在使用，以补充培养液中缺乏的氨基酸、小肽物质。较为常用的方式是用汉氏（Hanks’ BSS）或欧式(Earle’s BSS)平衡液溶解水解乳蛋白（一般为5‰浓度），即成乳汉（欧）液，再与化学合成培养基（一般为MEM）按比例混合使用（如1：1）。
 

4.1.3 细胞培养基&各类添加剂（生长因子等）模式
 

成分复杂的培养基还含有许多化合物，包括蛋白质、多肽、核苷、柠檬酸循环的中间产物、丙酮酸及脂类等。已发现当培养基中的血清浓度减少时，这些成分都是必需的。既使在使用血清的情况下，这些成分也可帮助细胞的克隆化培养及维持某些特殊细胞系的生长。激素和生长因子在大多数常规培养基的配方中都没有注明，但在无血清培养基中通常要加入它们，用其来代替血清中的激素能增加多种不同类型细胞的贴瓶率；生长因子包括FGF家族、EGF、PDGF、IGF－1和IGF－2及白介素等，生长因子和细胞因子有着广泛的特异性，一般与激素或其它物质起相互协同或加成作用。另一种常见的添加物就是血清替代物，目前已有许多可完全或部分替代传统培养液中血清成分的商业产品，其稳定性较好，但批次间仍有差别，产品的成分也不很确定。
 

4.2细胞培养基配制
 

4.2.1 干粉培养基原倍液的配制
 

1）配制过滤除菌的细胞培养基

(1) 阅读培养基使用说明，确定需要添加何种添加剂（如NaHCO₃、L-谷氨酰胺、丙酮酸钠、HEPES等）。

(2) 根据所需将培养基全部倒入一容器中，用少量注射用水（20℃～30℃）将袋内残留培养基洗下，并入容器。加注射用水至总体积的95％，轻微搅拌溶解。

(3) 加入规定量的碳酸氢钠及所要添加的物质。

(4) 轻微搅拌溶解，加注射用水至规定体积。

(5) 用1 mol / L 氢氧化钠溶液或 1 mol / L 盐酸溶液调pH至所需值。

(6) 用0.22 μm滤膜正压过滤除菌。

(7) 溶液应在2℃－8℃下避光保存。

具体使用方法参照培养基包装袋上的说明书。
 

2）配制可高压灭菌细胞培养基

(1) 根据所需将培养基全部倒入一容器中，用少量注射用水（20℃～30℃）将袋内残留培养基洗下，并入容器。加注射用水至总体积的95％，轻微搅拌溶解。

(2) 在121℃、15psi下灭菌15分钟。

(3) 待溶液冷却至室温，加入无菌0.2 mol / L L－谷氨酰胺溶液规定体积、无菌7.5％（w/v）碳酸氢钠溶液规定体积，加注射用水（20℃～30℃）至规定体积，混匀。

(4) 如果必要，用1 mol / L 氢氧化钠溶液或 1 mol / L 盐酸溶液调pH至所需值。

(5) 溶液应在2℃－8℃下避光保存。

具体使用方法参照培养基包装袋上的说明书。
 

4.2.2 注意事项

1） 细胞培养用水一般为三蒸水（经石英蒸馏器蒸馏）或超纯水，医药生产上一般为注射用水。

2） 建议尽量选择与所用量相匹配的包装一次使用，因为包装一旦打开，组分可能会变质或因受潮而结团。

3） 溶解干粉培养基时先加入终体积90％－95％的培养用水，添加剂加完后再补足。

4） 如需添加的组分较多时，某一组分完全溶解后，再添加另一组分。

5） 待培养基完全溶解后再加入碳酸氢钠，以免产生沉淀。

6） 所有成分完全溶解后，培养基应立即过滤或高压除菌，以免产生沉淀或有微生物污染。

7） 在过滤除菌时，一般情况下应调pH比所需值低0.1～0.2个单位，因过滤除菌后，pH值会升高约0.2。

8） 在细胞培养过程中，建议不加或加少量的抗生素，如血清的浓度较低则所加抗生素的量也要相应降低一些。

9） 建议用1 N HCl或1 N NaOH来调节培养基的pH，因为用碳酸氢钠来调对培养液的渗透压影响比较大。如下图所示：

图6-1 MEM培养基（SLM，MD611）在pH值相同情况下所加的碳酸氢钠、氢氧化钠的量及所对应的培养液渗透压
 

图6-2 199培养基（MD502）在pH值相同情况下所加的碳酸氢钠、氢氧化钠的量及所对应的培养液渗透压

4.3 培养基灭菌

培养基的灭菌方法主要有两种，高压除菌及0.22 um微孔滤膜过滤除菌。与过滤相比，高压灭菌的工作强度小，相对便宜，失败率低，但易造成营养成分的流失。
 

4.3.1 高压灭菌

某些培养基（如MEM）可进行高压灭菌，例如清大天一的MEM培养基中的MD605、MD609等。其中不含有L-谷氨酰胺和碳酸氢钠，可在高压灭菌后加入。另外可高压的谷氨酸盐（如L-丙氨酰-L-谷氨酰胺）可代替L-谷氨酰胺。

为保证高压灭菌的效果，灭菌设备的验证很关键，可高压灭菌的培养基在121℃、15psi，15分钟的条件下完全可达到灭菌效果及营养成分的最小损失，因此不需将灭菌时间延长。
 

4.3.2 过滤灭菌

大多数培养基采用0.1～0.2 μm孔径的微孔滤膜进行过滤灭菌，并且已成为培养基除菌的发展方向，它可低限度地减少培养基的营养损失。
 

4.4 细胞培养液的储存
 

细胞培养液的储存条件一般为2－8℃、密闭、避光保存，但要注意如下几点：

1） 过滤后的完全培养液，即添加了血清、谷氨酰胺、抗生素等的培养液要尽快使用，一般在2－3周内使用完。培养液中的L-谷氨酰胺是不稳定的，不同温度L－谷氨酰胺的降解见下图

图 6-3 pH 为7.6时不同温度2mM谷氨酰胺的稳定性
 

图 6-4 室温下不同pH时10mM谷氨酰胺的稳定性
 

2） 灭菌后的未加L-谷氨酰胺等添加剂的培养基溶液，一般可在4℃保存6～9个月，也可冷冻保存，用时解冻。

3） 高压除菌后的培养基应置4℃保存，不能因为其可耐受高温而忽略储存温度。

4） 添加某些生长因子、激素等添加物，可能会改变培养液的储存条件，比如温度、时间等方面的要求。

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