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細(xì)胞培養(yǎng)基的特性陳述
2023-11-13 閱讀(73)
細(xì)胞培養(yǎng)基既是培養(yǎng)細(xì)胞中供給細(xì)胞營養(yǎng)和促使細(xì)胞生殖增殖的基礎(chǔ)物質(zhì)，也是培養(yǎng)細(xì)胞生長和繁殖的生存環(huán)境。動物細(xì)胞在細(xì)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(zhì)是細(xì)胞培養(yǎng)基必須具備的前提條件。
1、pH
動物細(xì)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(xì)胞培養(yǎng)基的pH值通常需經(jīng)校正的pH計來測定。在細(xì)胞生長過程中，隨細(xì)胞數(shù)量的增多和代謝活動的加強(qiáng)，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(xì)胞培養(yǎng)基中常用的pH指示劑，但依靠細(xì)胞培養(yǎng)基中的酚紅等pH指示劑進(jìn)行判斷，需要實(shí)驗(yàn)員的經(jīng)驗(yàn)積累，存在較大的主觀性。實(shí)際上，個性化細(xì)胞培養(yǎng)基或是無血清細(xì)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(jìn)行pH值的檢測，結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠。
2、緩沖能力
細(xì)胞培養(yǎng)基應(yīng)具有一定的緩沖能力。細(xì)胞培養(yǎng)過程中造成細(xì)胞培養(yǎng)液 pH 波動的主要物質(zhì)是細(xì)胞代謝產(chǎn)生的CO2。在封閉式培養(yǎng)過程中CO2與水結(jié)合產(chǎn)生碳酸，細(xì)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(xì)胞培養(yǎng)基通常采用NaHCO3-CO2緩沖系統(tǒng)，按下列化學(xué)反應(yīng)方程式調(diào)節(jié)細(xì)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(xì)胞毒性小、成本低，在細(xì)胞培養(yǎng)中應(yīng)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(nèi)具有較好的緩沖能力。高濃度的HEPES可能對細(xì)胞有毒性作用，細(xì)胞培養(yǎng)時HEPES的添加濃度一般為10～25 mmol/L。
3、滲透壓
細(xì)胞必須生活在等滲的環(huán)境中，大多數(shù)體外培養(yǎng)的細(xì)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(xì)胞，滲透壓在260～320 mOsm/kg的范圍內(nèi)都適宜。在生產(chǎn)、配制細(xì)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(chǎn)、配制過程中出現(xiàn)稱量等方面的錯誤。反應(yīng)器高密度培養(yǎng)動物細(xì)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(xì)胞的損害。
4、溫度
溫度對細(xì)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(xì)胞培養(yǎng)基的pH、離子強(qiáng)度和電解常數(shù)pKa也可能受到影響。如細(xì)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(xì)胞培養(yǎng)液的粘滯性主要是由血清引起的，在轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)貼壁細(xì)胞時，培養(yǎng)液的粘滯性對細(xì)胞生長沒有多大影響；但在生物反應(yīng)器懸浮培養(yǎng)細(xì)胞時，細(xì)胞培養(yǎng)液的粘滯性則直接影響攪拌轉(zhuǎn)速控制及攪拌剪切力對細(xì)胞造成的損傷程度。
表面張力對細(xì)胞培養(yǎng)有較大的作用，尤其在利用生物反應(yīng)器進(jìn)行懸浮培養(yǎng)時，攪拌和通氣都會引起泡沫的產(chǎn)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(chǎn)生的氣泡較多，氣泡的上升運(yùn)動對細(xì)胞的損傷程度還有爭議，但氣泡的破裂對細(xì)胞有明顯的損傷作用。為降低這種損傷，可通過在細(xì)胞培養(yǎng)基中添加一些保護(hù)劑，降低細(xì)胞-氣體和細(xì)胞-液體的表面張力，減少氣泡的形成。
