細胞在體外進行培養(yǎng)，失去了機體的調(diào)節(jié)和控制。因此，除滿足營養(yǎng)的要求外，還必須使細胞生存環(huán)境盡量接近活體的環(huán)境。外環(huán)境的培養(yǎng)條件如溫度、滲透壓、酸堿度等均能影響細胞的生長。

(一)溫度

    一般哺乳類及禽類細胞體外培養(yǎng)的適宜溫度是37℃～38℃。溫度過高或過低都會影響到細胞的生長。細胞耐受低溫的能力比抗熱的能力強，在低溫下，細胞的代謝活力及核分裂降低。溫度不低于0℃時，雖影響細胞代謝，但并無傷害作用；把細胞置于25℃～35℃時，細胞仍能生存和生長，但速度減緩；放在40℃數(shù)小時后，再置回37℃培養(yǎng)細胞仍能繼續(xù)生長。但如果在40℃下暴露時間太長，對細胞生長不利，甚至變圓脫落于瓶壁。若溫度過低，在降到冰點以下時，細胞因胞外水和胞質(zhì)結(jié)冰而受損死亡。但若向培養(yǎng)液中加入甘油或二甲亞砜等保護劑，封人安瓿中后，置于液氮中，可起保護作用，此時細胞可耐受一70℃以下溫度，能長期儲存，解凍后細胞復蘇，仍能繼續(xù)生長增殖，細胞生物性狀不受任何影響。此為保存細胞的主要手段。   

    高溫對細胞培養(yǎng)不利。細胞在39℃～40℃培養(yǎng)1小時，能受到一定損傷，但仍有可能恢復，但不能忍受溫度再升高2℃，持續(xù)數(shù)小時，即在41℃～42℃中培養(yǎng)1小時，細胞損傷嚴重，溫度至43℃以上時細胞多數(shù)被殺死。高溫主要引起酶的滅活、類脂質(zhì)破壞，核分裂的破壞，產(chǎn)生凝固酶使細胞發(fā)生凝固，另外使蛋白質(zhì)變性。因此，體外培養(yǎng)細胞時一定要避免高溫。

(二)滲透壓

    細胞在高滲溶液或低滲溶液中，可以立即發(fā)生皺縮或腫脹、破裂。所以，滲透壓是體外培養(yǎng)細胞的重要條件之一。哺乳動物和其他動物組織細胞體外培養(yǎng)的滲透壓的維持主要與NaCl有關(guān)，但不能忽視其他電介質(zhì)滲透壓的關(guān)系。滲透壓與單位體積溶媒內(nèi)溶質(zhì)的分子數(shù)和離子數(shù)成正比。為此，按一定比例控制培養(yǎng)液中離子平衡，維持正常滲透壓是很重要的。這不僅是為了維持細胞張力，而且是為了調(diào)節(jié)細胞的代謝。因為細胞外離子輸送和離子濃度改變著其他營養(yǎng)物質(zhì)的輸送(如氨基酸、蔗糖等)，直接影響細胞基本合成系統(tǒng)。

    理想的滲透壓因細胞的類型及種族而異，人血漿滲透壓為290mmol／L，被視為是體外培養(yǎng)人類細胞的理想滲透壓。哺乳類動物細胞的滲透壓一般為290～300mmol／L。人胚肺成纖維細胞為250～325mmol／L，鼠則為310mmol／L左右。在實際應用中，260～320mmol／L的滲透壓可適于大多數(shù)細胞。

(三)氣體環(huán)境和pH

    體外培養(yǎng)細胞需要理想的氣體環(huán)境，氧和二氧化碳是細胞生存必須的條件之一。氧參加細胞的三羧酸循環(huán)，產(chǎn)生能量以供給細胞生長、增殖和合成各種所需成分。有些細胞在低氧條件下，可借糖酵解取得能量，但多數(shù)細胞低氧時不能生存。氧張力通常維持在略低于大氣狀態(tài)，若氧分壓超過大氣中氧的含量可能對有些細胞有害。采用開放式培養(yǎng)時(碟皿或培養(yǎng)瓶松蓋培養(yǎng)或培養(yǎng)板培養(yǎng))，一般要把細胞置于95％空氣加5％二氧化碳的混合氣體環(huán)境中。

    CO2既是細胞的代謝產(chǎn)物，又是細胞生長所必需的成分，并與維持培養(yǎng)液的pH有關(guān)。在密閉瓶中CO2濃度偏低的情況下，細胞容易生長；一般不能低于l％，否則有損細胞。CO2增加將使pH下降。大多數(shù)細胞適于在pH7．2～7．4條件下生長，低于pH6．8或高于pH7．6對細胞有害，甚至退變或死亡。各種細胞對pH的要求不盡相同。一般原代培養(yǎng)細胞對pH的變動耐受性差，永生性細胞系和惡性細胞對pH的變動耐力強。但總的來說，細胞對堿性不如對酸性的變化耐受，偏酸的條件比偏堿的環(huán)境對細胞生長有利。細胞在生長過程中隨細胞數(shù)量的增多和代謝活動的加強，不斷釋放CO2，使培養(yǎng)基變酸，pH發(fā)生變化。所以，為了維持培養(yǎng)環(huán)境恒定的pH，多采用在培養(yǎng)液中加入磷酸鹽等緩沖劑的方法。磷酸緩沖劑中的NaHCO3可供給CO2，但CO2易于逸出，故只適用于封閉式培養(yǎng)。若開放式培養(yǎng)還是置于含有5％cO。的氣體環(huán)境中為宜。為克服NaHCO2調(diào)整的麻煩，也可用羥乙基乙硫磺酸(N一2一hydroxyethyl plperazine-N'-ethanesulfonic acid，Hepes)，它對細胞無毒性，也不起緩沖作用，主要作用是防止pH迅速變動，在開瓶通氣培養(yǎng)或活細胞觀察時能維持較恒定的pH。