实验常用培养基及基本特性

常用培养基及基本特性

1、RPMI-1640 Medium

RPMI-1640广泛应用于哺乳动物、特殊造血细胞、正常或恶性增生的白细胞，杂交瘤细胞的培养，是目前应用十分广泛的培养基。主要用于悬浮细胞培养。其它像K-562、HL-60、Jurkat 、Daudi 、IM-9等成淋巴细胞、T 细胞淋巴瘤细胞以及HCT-15上皮细胞等均可参考使用。

2、Minimum Essential Medium（MEM ）

也称最低必需培养基，它仅含有12种必需氨基酸、谷氨酰胺和8种维生素。成分简单，可广泛适应各种已建成细胞系和不同地方的哺乳动物细胞类型的培养。MEM-Alpha 一般用于培养一些难培养细胞类型，而其它没有特殊之处的细胞株则几乎均可采用MEM 来培养。

3、DMEM-高糖（标准型）是一种应用十分广泛的培养基，可用于许多哺乳动物细胞培养, 更适合高密度悬浮细胞培养。适用于附着性较差，但又不希望它脱离原来生长点的克隆培养，也可用于杂交瘤中骨髓瘤细胞和DNA 转染的转化细胞的培养。

4、DMEM-低糖（标准型）是一种应用十分广泛的培养基，可用于许多哺乳动物细胞培养。低糖适于依赖性贴壁细胞培养，特别适用于生长速度快、附着性较差的肿瘤细胞培养。

5、DMEM/F12

DMEM/F12培养基适于克隆密度的培养。F12培养基成分复杂，含有多种微量元素，和DMEM 以1：1结合，称为DMEM/F12培养基（DME/F12medium），作为开发无血清配方的基础，以利用F12含有较丰富的成分和DMEM 含有较高浓度的营养成分为优点。该培养基适用于血清含量较低条件下哺乳动物细胞培养。为了增强该培养基的缓冲能力，改良之一是在DMEM/F12（1：1）中加入15mMHEPES 缓冲液。

6、McCoy’s 5A

McCoy’s 5A Medium 主要为肉瘤细胞的培养所设计，可支持多种（如骨髓、皮肤、肺和脾脏等）的原代移植物的生长，除适于一般的原代细胞培养外，主要用于作组织活检培养、一些淋巴细胞培养以及一些难培养细胞的生长支持。例如

Jensen 大鼠肉瘤成纤维细胞、人淋巴细胞、HT-29、BHL-100等上皮细胞。

7、Iscove’s Modified Dulbecco Medium (IMDM)

Guilber 和Iscove 将Dulbecco’Medium 改良为 Iscove’s Medium ，用于培养红细胞和巨噬细胞前体。此种培养液含有硒、额外的氨基酸和维生素、丙酮酸钠和HEPES 。并用硝酸钾取代了硝酸铁。IMDM 还能够促进小鼠B 淋巴细胞，LPS 刺激的B 细胞，骨髓造血细胞，T 细胞和淋巴瘤细胞的生长。IMDM 为营养非常丰富的培养液，因此可以用于高密度细胞的快速增殖培养。

8、M-199 Medium

1950年，Morgan 成功研制出具有确定化学成分的细胞培养液，即M-199，主要用于鸡胚成纤维细胞培养。此培养液必须辅以血清才能支持长期培养。M-199可用于培养多种种属来源的细胞，并能培养转染的细胞。

9、Leibovitz Medium （L-15）

L-15培养液适用于快速增殖瘤细胞的培养，用于在CO2缺乏的情况下培养肿瘤细胞株。此培养液采用磷酸盐缓冲体系，氨基酸组成进一步改良，并由半乳糖替代了葡萄糖。

10、Ham’s F-10培养基：适应小鼠细胞、人类二倍体的培养。

11、Ham’s F-12培养基：可以在加入很少血清的情况下应用，特别适合单细胞培养和克隆化培养，是无血清培养中常用的基础培养液。

12、William’s Medium E：用于大鼠肝上皮细胞的长期细胞培养。

13、MCDB 131 培养液：用于培养内皮细胞。

14、Opti-MEM I Reduced Serum Media：用于培养造血细胞。

15、植物血凝素（PHA ）：增加细胞转化和DNA 合成。

如何正确选择细胞培养基

细胞培养是实验室里最常见和最基本的实验了，但却不是最简单的。别小看细胞培养，这里可蕴含着大学问。有时候细胞状态不好，转染、药筛这些实验根本就没办法做。影响细胞培养的因素很多，让我们先从培养基和血清说起。

经典的培养基有很多种，Invitrogen(GIBCO)、thermo fisher(HyClone)、Sigma 等公司都可以提供。其中DMEM 、RPMI 1640、MEM 、DMEM/F12都是应用最广泛的培养基。其他如M199、IMDM 、L15培养基等也用于某些细胞的培养。

◆ MEM是由Eagle’s基础培养基(BME)发展而来的，其中增加了组分的范围及浓度。

◆ Dulbecco改良的BEM(DMEM)培养基是为小鼠成纤维细胞设计的，现在常用于贴壁细胞的培养。DMEM 的氨基酸浓度是MEM 的两倍，维生素浓度是MEM 的4倍，采用双倍的HCO3-和CO2浓度起到更好的缓冲作用。最初的配方中葡萄糖含量为1000 mg/L，后来为了某些细胞的生长需要，将葡萄糖含量又调整为4500 mg/L，这就是大家常说的低糖和高糖了。

◆ aMEM含有附加的氨基酸、维生素以及核苷和脂肪酸，它可广泛应用于各种细胞类型，包括对营养成分要求苛刻的细胞。

◆ Ham’s F12是为在低血清浓度下克隆CHO 细胞而设计的，现在也广泛应用于克隆形成率的分析及原代培养。F12还可以与DMEM 等体积混合使用，得到一种高浓度与成分多样化相结合的产物，这种培养基已应用于许多原代培养及更难养的细胞系的培养。

◆ RPMI 1640培养基是专为淋巴细胞培养而设计的，现在已广泛应用于悬浮细胞的培养。

以前经常听到有人问，这种细胞该用哪一种培养基呢? 其实这个问题的答案可以很简单，也可以好复杂。此话怎讲? 如果这种细胞是购自ATCC 或其他的细胞库，那很简单，问供应商就行了。或者找到相关的文献，作为参考。Invitrogen 网站上有一个Cell Line Database的工具，也很好用。选择你感兴趣的细胞类型，它就会弹出推荐的培养基、血清和转染试剂等，有时还有优化好的转染步骤，很方便。Sigma 网站上也有一个Media Expert，包括了培养基所有成分的功能描述、使用推介和参考文献等，它还是一个解决问题能手，对于细胞培养中的常见问题，

如细胞贴壁不好、培养基变色等，它都会列出可能的原因，并提供补救办法。这个Expert 果然不简单!

但如果你是着手建立一种全新细胞的培养体系，根本找不到任何参考，那你就得花点时间自己试验了。万事开头难嘛。因为没有一个标准答案。在MEM 中培养的细胞，很可能在DMEM 或M199中同样很容易生长。总之，首选MEM 做贴壁细胞培养、RPMI 1640做悬浮细胞培养会是一个好的开始。你也可以购买几种培养基来，然后花大约两周的时间做一个简单的细胞生长实验，来选择其中最适合的。有时候你会惊讶地发现你的最佳培养条件与文献报道的不同，就算是同一种培养条件，细胞的生长状态也时好时坏，这是很正常的。因为试剂、水、不同批号的血清之间都存在着差异。要提高培养基的稳定性，可以从培养基和血清两方面入手。

以前大部分实验室都是用干粉培养基，但配制过程就较为繁琐，要溶解、调pH 值，过滤，过程中可能会产生一些浓度误差，而且有些实验室的水质并不理想，所以培养的效果会有差异。如果使用液体培养基，这种人为的误差会减少，因为毕竟是大批量工业化生产的，批间差会很小。大家是不是感觉液体培养基会贵很多，以前是这样，但现在非也。HyClone 和Invitrogen 都在国内建立了液体培养基的生产基地，生产和运输成本大幅降低，所以现在的价格也只是50-60元/500ml，比干粉培养基贵不了多少，而且还帮你省了过滤器和时间。

血清含有生长因子可促进细胞的繁殖，含有附着因子可促进细胞的贴壁，同时还具有抗胰酶活性。血清同时也是矿物质、脂类及激素的来源。最常用的血清有小牛血清、新生牛血清、胎牛血清和马血清等。牛血清是按照采血时间的早晚来分类的。采血时间越早，营养物质越丰富，所含抗体也越少，因而胎牛血清适合要求高的细胞系和克隆化培养。由于疯牛病的原因，到目前为止，我国政府仍然禁止从北美洲、欧洲和日本等地区进口牛血清，因此市面上的牛血清大多来自澳洲、南美洲，或是国产的。

而血清批次间的差别就是不可避免的，这种差异来源于不同的制备方法和除菌方法、动物的年龄差别及血清的储存条件等，而且与取血动物的来源关系密切。不同的牧场、不同的气候天气及其他环境因素都可能影响血清的质量。因此选好了一种血清就要尽可能长期使用它。在需要更换时，也要尽量保持与原有的一批

血清相似。现在很多公司都提供血清预留，你一旦选定了某个批次的血清，最好备足一年的量，这样可以避免很多麻烦。

血清固然是细胞培养中不可或缺的成分，但正如上文所说，血清的批间差异大，更换血清时需要做大量的测试以取保替换的血清与原来的相似。而血清的供应也是必须要考虑的因素。由于气候或疯牛病的影响，说不定哪天血清就突然没得卖了，那对实验的影响可非同小可。另外，血清的价格也很昂贵，虽说现在也有便宜的国产血清，但是高品质的澳洲血清价格仍旧高企。因此，也有一些实验室开始换用无血清培养基。

无血清培养基(Serum-Free Media)，通常以SFM 表示，顾名思义，就是在细胞培养中不需要添加血清，但是在某些应用中可能要添加生长因子或细胞因子。无血清培养基中添加了血清的主要成分：粘附因子、生长因子、必需的营养物质和激素等，能减少上述血清带来的不利因素，使细胞培养的条件更稳定。但它也不是完美的，从有血清培养过渡到无血清培养的条件并不像想象中那么直截了当。处于发育的不同分化阶段的细胞(例如干细胞与定向前体细胞相比) 需要不同的配方，对生长因子和细胞因子的选择尤为重要。而且在去除血清的同时，也去除了一些血清蛋白具有的保护、解毒作用，因此对试剂、水的纯度和仪器清洁度的要求更高。另外，它的价格也比普通的培养基贵很多。

现在有很多厂家生产无血清培养基。GIBCO 这个细胞培养的金字招牌当然少不了，它也是最早研制无血清培养基的。目前已经开发了ES 细胞、杂交瘤、CHO 、293、昆虫细胞、神经细胞、淋巴细胞、角质细胞、内皮细胞等多种细胞的无血清培养基。上个月还推出了首个间充质干细胞的无血清培养基，能使MSC 维持未分化状态超过9代。HyClone 公司也有CHO 、293、杂交瘤细胞、昆虫细胞、病毒疫苗细胞的多种无血清培养基。Sigma 则刚刚收购了澳大利亚JRH 公司，有了JRH 的EX-CELL 系列，无血清培养基的选择也更多了。

这么多种，要选择起来也是个头疼的事情。除了部分培养基是公开配方的，如用于培养内皮细胞的MCDB 131(Sigma)，大部分液体培养基都是专利配方的，也就是说其中的成分是保密的。那么你只能是检索文献、让供应商推荐，然后用自己的细胞做几次传代培养来选出最合适的培养基。毕竟实践出真知嘛。

P.S. 附上一些细胞培养中的小Tip ，可能会对您有所启发。(部分摘自

Invitrogen 的中文Focus)

• 切记，细胞培养基的储存条件是2-8摄氏度。如果细胞培养基不小心被冻，您应该融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。

• 贮存在冰箱中的瓶口已开的培养基，可能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) 。

• 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。

• 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。

• 总之，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。

• 血清的热灭活在免疫分析时可以灭活补体系统。在免疫学研究，培养ES 细胞，昆虫细胞和平滑肌细胞时，推荐使用热灭活血清。热灭活是以往公认的操作步骤，并没有确凿的证据说明这样做是有益的。相反，对大部分细胞而言，GIBCO 和HyClone 都不推荐热灭活血清。因为加热可能使血清中的沉淀增加，使您误以为污染。

• 如何避免血清中沉淀物的产生?

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℃) ，实验显示非常容易产生沉淀物。并随时将之摇晃均匀，使温度及成分均一，减少沉淀的发生。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

• 在进行传代培养时，我们强烈推荐进行台盼兰活性记数。研究者常常通过一个简单的稀释(1∶4或1∶2) 进行传代，不进行活性检测，您可能接种比你认为的低的多的浓度的细胞，这常常可能导致生长缓慢或培养物根本不生长。

• 贮存在4℃冰箱中的液体胰蛋白酶溶液只能使用一周。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。

• 在订购的细胞到达后，应立即复苏，如果培养基还没有准备好，可将其放入液氮中，尽快复苏。千万不能放置在-20或-80℃的冰箱内。

• 细胞复苏往往是比较容易出问题的步骤。请在订购细胞时就向供应商索取详细的复苏步骤，并仔细阅读。有些供应商就不推荐在复苏时离心，对此类细节，应特别留意。

Gibco 无血清培养基 分研究级和治疗级

注：人血清白蛋白(Human Serum Albumin,简称HSA)

因此，淋巴细胞可用的培养基包括：

RPMI-1640 Medium、DMEM-高糖、McCoy’s 5A、Iscove’s Modified Dulbecco Medium (IMDM)、GIBCO AIM V Medium，liquid 、