常用細胞培養基 & 完全培養基配置方法
經典的商品化培養基有很多種,其中 DMEM、 RPMI 1640、 MEM 、 DMEM/F12 都是應用最廣泛的培養基。其他如:M199 、 IMDM 、 L15培養基等也用于某些細胞的培養。以下介紹10種常用的商品化細胞培養基以及常用的細胞完全培養基配置方法。
1、BME細胞培養基
基礎Eagle培養基(Basal Medium Eagle),1955年Eagle設計,BSS+12種氨基酸+谷氨酰胺+8種維生素。簡單、便于添加,適于各種傳代細胞系和特殊研究用,在此基礎上改良的細胞培養基品種有MEM、DMEM、IMDM等。
2、MEM細胞培養基
又稱低限量Eagle培養基(Minimal Essential Medium),1959年在Eagle's基礎培養基(BME)上修改而來,刪去賴氨酸、生物素,氨基酸濃度增加,適合多種細胞單層生長,有可高壓滅菌品種,是一種最基本、試用范圍最廣的培養基,但因其營養成分所限,針對生產之特定細胞培養與表達時,并不一定是使用效果最佳或者最經濟的培養基。
3、DMEM細胞培養基
DMEM是由Dulbecco改良的Eagle培養基,由MEM培養基改良而來,起初是為小鼠成纖維細胞設計的。DMEM的氨基酸濃度是MEM的兩倍,維生素濃度是MEM的4倍,采用雙倍的HCO3-和CO2濃度起到更好的緩沖作用。最初的配方中葡萄糖含量為1000 mg/L,后來為了某些細胞的生長需要,將葡萄糖含量又調整為4500 mg/L,這就是大家常說的低糖和高糖了。
DMEM培養基是貼壁培養細胞優先選擇的一款培養基。根據葡萄糖含量的高低,DMEM培養基一般可以區分為高糖型(低于4500mg/L)和低糖型(低于1000mg/L)兩種。其中,高糖型DMEM培養基有利于細胞停泊于一個位置生長,適于生長較快、附著較困難的腫瘤細胞等。而做單抗細胞融合時,則一般會選用使用低糖型DMEM培養基。高糖型DMEM使細胞生長過快,反而不利于融合細胞的染色體穩定。
DMEM培養基的高糖與低糖有哪些區別?
- 用途不同:低糖DMEM用于養干細胞可防分化,高糖DMEM可以養大多數哺乳動物的細胞。
- 適用性不同:高糖DMEM 適于培養代謝旺盛的細胞,而低糖適于培養一般代謝水平的細胞。代謝活躍的細胞,如ES,低糖培養基不能提供足夠的碳源。
- 性質不同:低糖的酵母適合在7%以下的糖濃度中生存,而高糖的酵母適合在7%以上糖濃度中生存。
- DMEM高糖培養基P04-04550含穩定谷氨酰胺,含25mM Hepes,不含丙酮酸鈉,廣泛應用于支持哺乳動物細胞培養的廣譜培養基。相比于BME中增加了4倍的氨基酸和維生素含量。來源:用來培養未轉化過的老鼠和雞的細胞培養。有高糖(4.5g/l)、低糖(1g/l)和無糖等類型。
4、IMDM細胞培養基
Guilber 和Iscove將Dulbecco' Medium 改良為 Iscove's Medium,用于培養紅細胞和巨噬細胞前體。此種培養液含有硒、額外的氨基酸和維生素、丙酮酸鈉和HEPES。并用硝酸鉀取代了硝酸鐵。IMDM還能夠促進小鼠B淋巴細胞,LPS刺激的B細胞,骨髓造血細胞,T細胞和淋巴瘤細胞的生長。IMDM為營養非常豐富的培養液,因此可以用于高密度細胞的快速增殖培養。
5、RPMI-1640細胞培養基
Moore等人于1967年在Roswell Park Memorial Institute研制,針對淋巴細胞培養設計,含BSS+21種氨基酸+維生素11種等。現也用于懸浮細胞培養,如哺乳動物、特殊造血細胞、正常或惡性增生的白細胞,雜交瘤細胞的培養,其它像K-562、HL-60、Jurkat、Daudi、IM-9等成淋巴細胞、T細胞淋巴瘤細胞以及HCT-15上皮細胞等均可參考使用。
6、HamF10細胞培養基
1963年Ham設計,含微量元素,可在血清含量低時用,適用于克隆化培養。F10適用于倉鼠、人二倍體細胞,特適于羊水細胞培養。
7、DMEM/F12細胞培養基
Ham's F12是為在低血清濃度下克隆CHO細胞而設計的,現在也廣泛應用于克隆形成率的分析及原代培養。F12還可以與DMEM等體積混合使用,得到一種高濃度與成分多樣化相結合的產物,這種培養基已應用于許多原代培養及更難養的細胞系的培養。由于營養成分豐富,且可以使用較少血清,故也常作為無血清培養基的基礎培養基。
8、M199細胞培養基
1950年Morgan等設計的具有確定化學成分的細胞培養液,即M-199。除BSS外,含有53種成分,為全面培養基,主要用于雞胚成纖維細胞培養。此培養液必須輔以血清才能支持長期培養。M-199可用于培養多種種屬來源的細胞,并能培養轉染的細胞。現廣泛用于病毒學、疫苗生產。
9、McCoy5A培養基
1959年MeCoy為肉瘤細胞設計,BSS+40種成分。可支持多種(如骨髓、皮膚、肺和脾臟等)的原代移植物的生長,除適于一般的原代細胞培養外,主要用于作組織活檢培養、一些淋巴細胞培養以及一些難培養細胞的生長支持。例如Jensen大鼠肉瘤成纖維細胞、人淋巴細胞、HT-29、BHL-100等上皮細胞。
10、L15 細胞培養基
L-15培養液適用于快速增殖瘤細胞的培養,用于在CO2缺乏的情況下培養腫瘤細胞株。此培養液采用磷酸鹽緩沖體系,氨基酸組成進一步改良,并由半乳糖替代了葡萄糖。
至于選擇何種培養基并沒有一定的標準,有幾點建議可供參考:
(1)建立某種細胞株所用的培養基應該是培養這種細胞首選的培養基。可以查閱參考文獻,或在購買細胞株時咨詢。也可以在一些生物公司的網站上搜索,如Invitrogen網站上有一個Cell Line Database的工具,選擇你感興趣的細胞類型,它就會彈出推薦的培養基、血清和轉染試劑等,有時還有優化好的轉染步驟,很方便。
(2) 其它實驗室慣用的培養基不妨一試,許多培養基可以適合多種細胞。
(3) 根據細胞株的特點、實驗的需要來選擇培養基。如小鼠細胞株多選RPMI1640 。
(4) 用多種培養基培養目的細胞,觀察其生長狀態,可以用生長曲線、集落形成率等指標判斷,根據實驗結果選擇最佳培養基,這是最客觀的方法,但比較繁瑣。
關于EDTA:
細胞培養液中是不可能含有EDTA的,EDTA會螯合Ca2+和Mg2+,而鈣鎂離子是細胞貼壁和正常生長所必須的。
而消化細胞用的胰酶中一般含有EDTA,目的是螯合掉培養基中的這兩個離子,防止鈣鎂離子抑制胰酶活性,以便胰酶將細胞消化下來。
細胞完全培養體系配置方法

細胞培養體系一般由以下四種(三種)組成:

添加劑和雙抗通常濃度為 100X(100 倍工作濃度)。血清的添加比例有 0%(不添加),1%(5mL), 2%(10mL),5%(25mL),10%(50mL)幾種。【大多數實驗室使用的完全培養基配置方法為:450~500mlDMEM培養基+50mlFBS(胎牛血清)+5ml雙抗】
第一次使用時先將-20℃保存的添加劑、雙抗、FBS 轉移到 4℃溶解后,在滅菌后的百級潔凈等級環境中操 作,所使用的容器和移液耗材均需要進行過無菌處理。
首先將解凍的 FBS、添加劑和雙抗進行分裝,平均分裝成 5-10 份,留下本次配制所需要的量, 剩余的繼 續放回-20℃保存,之后按需取用融化后配制完全培養基,避免反復凍融。
建議用無菌的 50mL 離心管盛裝配置好的完全培養基。
配制方法:在每個 50mL 離心管中加入①500uL 添加劑、②500uL 雙抗、③50×血清百分比 mL 的胎牛血 清、④(50×(1-血清百分比)-1)mL 的基礎培養基。配制完成后蓋上蓋子,顛倒混勻備用。
例如:在血清比例為 5%的條件下,50mL 離心管中各組分的體積分別為:
基礎培養基:(50×(1-5%)-1)=46.5mL+添加劑:500uL +雙抗:500uL+血清:50×5%=2.5mL
配置好的培養基置于 4℃避光保存。由于添加劑中有很多重組蛋白,易發生降解,故配置好的完全培養基 有效期僅為 3-4 周,請盡快使用。因此建議每次配制 1-2 管(50-100mL),當然使用量大的情況下也可以 適量增加配置量。
P. S.:不建議客戶將全部的血清、雙抗、添加劑直接加入基礎培養中混勻使用,原因如下:
1. 500mL 的基礎培養基的體積較大,灌裝時體積波動很大,直接加入,無法準確地控制因子和血清的工作 濃度。
2. 配制好的培養基僅能在 4℃保存 3-4 周,如果期間沒用完,繼續使用會影響培養效果。如果是-20℃保存,可以延長保存時間,但是反復凍融也會影響完全培養基的效果。
3. 如果使用培養基時由于操作失誤導致污染,分裝能減少培養基的損失量。
