不同类型的细胞培养基概述

    细胞培养基是人工模拟细胞在体内生长的营养环境，是提供细胞营养和促进细胞生长增殖的物质基础。培养液或培养基的含义几乎相同，英文都是medium。细胞培养基是盐、碳水化合物、维生素、氨基酸、代谢前体、生长因子、激素和微量元素的复杂混合物。不同的细胞系培养的成分要求不同，从而产生了不同类型的培养基。

    当它是粉剂时，倾向性地称为培养基，而将粉剂配成液体后，多称为培养液。培养液中常常补加血清、抗生素等成分。根据对培养基组成物质的化学成分是否*了解来区分，可以将培养基分为：天然培养基、合成培养基和半合成培养基。
1、天然培养基
　　天然培养基是指利用各种动、植物或微生物的原料，其成分难以确切知道。用作这种培养基的主要原料有：牛肉膏、麦芽汁、蛋白胨、酵母膏、玉米粉、麸皮、各种饼粉、马铃薯、牛奶、血清等。用这些物质配成的培养基虽然不能确切知道它的化学成分，但一般来讲，营养是比较丰富的，微生物生长旺盛，而且来源广泛，配制方便，所以较为常用，尤其适合于配制实验室常用的培养基。这种培养基的稳定性常受厂或批号等因素的影响。
2、合成培养基
　　合成培养基是一类化学成分和数量*知道的培养基，它是用已知化学成分的化学药品配制而成。这类培养基化学成分精确、重复性强，但价格昂贵，而微生物又生长缓慢，所以它只适用于做一些科学研究，例如营养、代谢的研究。
3、半合成培养基
　　在合成培养基中，加入某种或几种天然成分；或者在天然培养基中，加入一种或几种已知成分的化学药品即成半合成培养基。例如马铃薯蔗糖培养基等。这种培养基在实践和实验室中使用最多。

   经典的商品化培养基有很多种，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。以下介绍10种常用的商品化细胞培养基以及常用的细胞完全培养基配置方法。
1、BME细胞培养基
基础Eagle培养基（Basal Medium Eagle），1955年Eagle设计，BSS＋12种氨基酸＋谷氨酰胺＋8种维生素。简单、便于添加，适于各种传代细胞系和特殊研究用，在此基础上改良的细胞培养基品种有MEM、DMEM、IMDM等。
2、MEM细胞培养基
又称低限量Eagle培养基（Minimal Essential Medium），1959年在Eagle's基础培养基（BME）上修改而来，删去赖氨酸、生物素，氨基酸浓度增加，适合多种细胞单层生长，有可高压灭菌品种，是一种最基本、试用范围最广的培养基，但因其营养成分所限，针对生产之特定细胞培养与表达时，并不一定是使用效果最佳或者最经济的培养基。
3、DMEM细胞培养基
DMEM是由Dulbecco改良的Eagle培养基，由MEM培养基改良而来，起初是为小鼠成纤维细胞设计的。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。
DMEM培养基是贴壁培养细胞优先选择的一款培养基。根据葡萄糖含量的高低，DMEM培养基一般可以区分为高糖型(低于4500mg/L)和低糖型(低于1000mg/L)两种。其中，高糖型DMEM培养基有利于细胞停泊于一个位置生长，适于生长较快、附着较困难的肿瘤细胞等。而做单抗细胞融合时，则一般会选用使用低糖型DMEM培养基。高糖型DMEM使细胞生长过快，反而不利于融合细胞的染色体稳定。
DMEM培养基的高糖与低糖有哪些区别？
·用途不同：低糖DMEM用于养干细胞可防分化，高糖DMEM可以养大多数哺乳动物的细胞。
·适用性不同：高糖DMEM 适于培养代谢旺盛的细胞，而低糖适于培养一般代谢水平的细胞。代谢活跃的细胞，如ES，低糖培养基不能提供足够的碳源。
·性质不同：低糖的酵母适合在7%以下的糖浓度中生存，而高糖的酵母适合在7%以上糖浓度中生存。
·DMEM高糖培养基P04-04550含稳定谷氨酰胺，含25mM Hepes，不含丙酮酸钠，广泛应用于支持哺乳动物细胞培养的广谱培养基。相比于BME中增加了4倍的氨基酸和维生素含量。来源：用来培养未转化过的老鼠和鸡的细胞培养。有高糖（4.5g/l）、低糖(1g/l)和无糖等类型。
4、IMDM细胞培养基
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KNO3取代了Fe(NO3)3。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。
5、RPMI-1640细胞培养基
Moore等人于1967年在Roswell Park Memorial Institute研制，针对淋巴细胞培养设计，含BSS＋21种氨基酸＋维生素11种等。现也用于悬浮细胞培养，如哺乳动物、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，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。
6、HamF10细胞培养基
1963年Ham设计，含微量元素，可在血清含量低时用，适用于克隆化培养。F10适用于仓鼠、人二倍体细胞，特适于羊水细胞培养。
7、DMEM/F12细胞培养基
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。由于营养成分丰富，且可以使用较少血清，故也常作为无血清培养基的基础培养基。
8、M199细胞培养基
1950年Morgan等设计的具有确定化学成分的细胞培养液，即M-199。除BSS外，含有53种成分，为全面培养基，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。现广泛用于病毒学、疫苗生产。
9、McCoy5A培养基
1959年MeCoy为肉瘤细胞设计，BSS＋40种成分。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。
10、L15 细胞培养基
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。

至于选择何种培养基并没有一定的标准，有几点建议可供参考：
(1)建立某种细胞株所用的培养基应该是培养这种细胞先选的培养基。可以查阅参考文献，或在购买细胞株时咨询。也可以在一些生物公司的网站上搜索，如Invitrogen网站上有一个Cell Line Database的工具，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。
(2) 其它实验室惯用的培养基不妨一试，许多培养基可以适合多种细胞。
(3) 根据细胞株的特点、实验的需要来选择培养基。如小鼠细胞株多选RPMI1640 。
(4) 用多种培养基培养目的细胞，观察其生长状态，可以用生长曲线、集落形成率等指标判断，根据实验结果选择最佳培养基，这是最客观的方法，但比较繁琐。
关于EDTA：
细胞培养液中是不可能含有EDTA的，EDTA会螯合Ca2+和Mg2+，而钙镁离子是细胞贴壁和正常生长所必须的。
而消化细胞用的胰酶中一般含有EDTA，目的是螯合掉培养基中的这两个离子，防止钙镁离子抑制胰酶活性，以便胰酶将细胞消化下来。