現(xiàn)代生物技術(shù)均通過細胞作為載體來進行，無論是基因治療、干細胞、克隆技術(shù)都在細胞內(nèi)進行的。細胞的生長需要一定的營養(yǎng)環(huán)境，用于維持細胞生長的營養(yǎng)基質(zhì)稱為培養(yǎng)基，即指所有用于各種目的的體外培養(yǎng)、保存細胞用的物質(zhì)，就其本意上講為人工模擬體內(nèi)生長的營養(yǎng)環(huán)境， 使細胞在此環(huán)境中有生長和繁殖的能力。它是提供細胞營養(yǎng)和促進細胞生長增殖的物質(zhì)基礎(chǔ)。細胞培養(yǎng)基其組成成分主要有：氨基酸、 水、 維生素、 碳水化合物、 無機離子及其他一些入核酸降解物、激素等。隨著動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展， 作為細胞培養(yǎng)領(lǐng)域中最基本的原料－ 細胞培養(yǎng)基的用量也迅速增加， 被廣泛應用于細胞生物學科和醫(yī)學研究的各個領(lǐng)域，如疫苗生產(chǎn)（人用疫苗如乙腦、狂犬、甲肝、乙肝、出血熱、麻疹等，獸用疫苗如口蹄、馬立克、偽狂犬等） ，基因藥物生產(chǎn)（如 EPO、TPA 等） ，臨床用單抗（如抗人肝癌單抗、抗人肺單抗、WT3）等。
水與平衡鹽溶液
細胞的生長需要一定的營養(yǎng)環(huán)境，用于維持細胞生長的營養(yǎng)基質(zhì)成為培養(yǎng)基。它是提供細胞營養(yǎng)和促進細胞生長增殖的物質(zhì)基礎(chǔ)。細胞培養(yǎng)基其組成成分主要有：水、氨基酸、維生素、碳水化合物 、無機離子及其他一些入核酸降解物、激素等。
培養(yǎng)用水:體外培養(yǎng)的細胞對水質(zhì)特別敏感，對水的純度要求較高。培養(yǎng)用水 中如果含有一些雜質(zhì)，即使含量極微，有時也會影響細胞的存活和生長，甚至導 致細胞死亡。用金屬蒸餾器制備的蒸餾水，可能會含有某些金屬離子，一般不作 為培養(yǎng)用水。配制培養(yǎng)用液應使用經(jīng)石英玻璃蒸餾器三次蒸餾的三蒸水或超純水 凈化裝置制備的超純水。最好用龍頭瓶貯存，存放時間一般不應超過2周。
緩沖溶液、生理鹽水、平衡鹽溶液
細胞培養(yǎng)基的基本要求
體外培養(yǎng)的細胞直接生活在培養(yǎng)基中，因此培養(yǎng)基應能滿足細胞對營養(yǎng)成分、促生長因子、激素、滲透壓、pH等諸多方面的要求。
一、營養(yǎng)成分
維持細胞生長的營養(yǎng)條件一般包括以下幾個方面：
1、氨基酸：
是細胞合成蛋白質(zhì)的原料。所有細胞都需要12種必須氨基酸：纈氨 酸、亮、異亮、蘇、賴、色、苯丙、蛋、組、酪、精氨酸、胱氨酸。此外還需要谷氨酰胺，它在細胞代謝過程中有重要作用，所含的氮是核酸中嘌令和嘧啶合成的來源，同樣也是合成三、二、一磷酸酰苷所需要的基本物質(zhì)。體外培養(yǎng)的各種培養(yǎng)基內(nèi)都含有必需氨基酸。
2、單糖：
培養(yǎng)中的細胞可以進行有氧與無氧酵解，六碳糖是主要能源。此外六碳糖也是合成某些氨基酸、脂肪、核酸的原料。細胞對葡萄糖的吸收能力最高， 半乳糖最低。體外培養(yǎng)動物細胞時， 幾乎所有的培養(yǎng)基或培養(yǎng)液中都以葡萄糖作為必含的能源物質(zhì)。
3、維生素：
主要扮演輔酶、輔基的角色，必不可少。生物素、葉酸、煙酰胺、泛酸、吡哆醇、核黃素、硫胺素、維生素 B12 都是培養(yǎng)基常有的成分。
4、無機離子與微量元素：
細胞生長除需要鈉、鉀、鈣、鎂、氮和磷等基本元素， 還需要微量元素，如鐵、鋅、硒、銅、錳、鉬、釩等。
二、促生長因子及激素
各種激素、生長因子對于維持細胞的功能、保持細胞的狀態(tài)（分化或未分化）具有十分重要的作用。有些激素對許多細胞生長有促生長作用，如胰島素，它能促進細胞利用葡萄糖和氨基酸。有些激素對某一類細胞有明顯促進作用，如氫化可的松可促進表皮細胞的生長，泌乳素有促進乳腺上皮細胞生長作用等。
三、滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）
細胞必須生活在等滲環(huán)境中，大多數(shù)培養(yǎng)細胞對滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）有一定耐受性。人血漿滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）290mOsm/kg, 可視為培養(yǎng)人體細胞的理想滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）。鼠細胞滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）在 320mOsm/kg 左右。對于大多數(shù)哺乳動物細胞， 滲透壓（摩爾濃度滲透壓，摩爾滲透壓）在260－320mOsm/kg 的范圍都適宜。
四、pH
氣體也是細胞生存的必需條件之一，所需氣體豐要是氧和二氧化碳。氧參與三羧酸循環(huán)，產(chǎn)生能量供給細胞生長、增殖和合成各種成分。一些細胞在缺氧情況下，借糖酵解也可獲取能量，但多數(shù)細胞缺氧不能生存。在開放培養(yǎng)時，一般置細胞于95％空氣加5％二氧化碳的混合氣體環(huán)境中培養(yǎng)。二氧化碳既是細胞代謝產(chǎn)物，也是細胞所需成分，它主要與維持培養(yǎng)基的pH有直接關(guān)系。動物細胞大多數(shù)需要輕微的堿性條件，pH值約在7.2~7.4℃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。由于 NaHCO3 容易分解為二氧化碳，很不穩(wěn)定，致使緩沖系統(tǒng)難以精確地控制。故這一緩沖系統(tǒng)適合密閉培養(yǎng)。HEPES結(jié)合碳酸氫鈉使用，可提供更有效的緩沖體系，主要是防止pH值迅速變動，但最大缺點是在開放培養(yǎng)或觀察時難以維持正常的pH值。造成pH波動主要是代謝產(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，培養(yǎng)基pH很快下降。為解決這一問題，合成培養(yǎng)基中使用了 NaHCO3-CO2 緩沖系統(tǒng)，并采用開放培養(yǎng)，使細胞代謝產(chǎn)生的CO2及時溢出培養(yǎng)瓶， 再通過穩(wěn)定調(diào)節(jié)溫箱中CO2濃度（5％）與培養(yǎng)基中的 NaHCO3，處于平衡狀態(tài)。
五、 無毒、 無污染
體外生長的細胞對微生物及一些有害有毒物質(zhì)沒有抵抗能力， 因此培養(yǎng)基應達到無化學物質(zhì)污染、無微生物污染（如細菌、真菌、支原體、病 毒等） 、無他對細胞產(chǎn)生損傷作用的生物活性物質(zhì)污染（如抗體、補體） 。對于天然培養(yǎng)基，污染主要來源于取材過程及生物材料本身，應當嚴格選材，嚴格操作。對于合成培養(yǎng)基，污染主要來源于配制過程，配制所用的水，器皿應十分潔 凈，配制
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