細胞培養(yang)基pH值(zhi)對細胞的(de)影響(xiang)

  培養(yang)基是(shi)用來供給(gei)細胞營(ying)養，促使細胞增殖的(de)，也是(shi)細胞賴以(yi)生長(chang)的(de)環境(jing)。細胞培養(yang)實(shi)驗中(zhong)用量(liang)最(zui)多(duo)的(de)就(jiu)是(shi)細胞培養(yang)基，雖(sui)然(ran)細胞培養(yang)試(shi)驗基本(ben)技(ji)術大(da)同(tong)小(xiao)異(yi)，但(dan)是(shi)每種(zhong)細胞的(de)培養(yang)條(tiao)件(jian)卻相差甚(shen)遠(yuan)。若偏離(li)某(mou)種(zhong)細胞所需的(de)培養(yang)條(tiao)件(jian)，則(ze)會(hui)導(dao)致細胞表達(da)不同(tong)的(de)表型(xing)。
壹(yi)、培養(yang)基體(ti)系(xi)主要(yao)成分及(ji)功能(neng)介(jie)紹 

1、 葡(pu)萄糖(tang)：用於(yu)細胞能(neng)量(liang)代(dai)謝(xie)。

2、CO₂：細胞需要(yao)少量(liang)的(de)二(er)氧化(hua)碳來維持生長(chang)。

在培養(yang)基中(zhong)，溶解的(de)CO₂與碳酸(suan)氫(qing)鹽(yan)離(li)子(zi)處於(yu)平(ping)衡(heng)狀(zhuang)態(tai)，許多(duo)培養(yang)基利(li)用了這(zhe)種(zhong)CO₂/碳酸(suan)氫(qing)鹽(yan)反應來緩沖培養(yang)基的(de)pH值。CO₂溶解在培養(yang)基中(zhong)，與(yu)水(shui)反應生成碳酸(suan)。隨著細胞代(dai)謝(xie)產生更(geng)多(duo)的(de)CO₂，介(jie)質(zhi)的(de)pH值也(ye)在下降(jiang)。因此，通過向(xiang)培養(yang)基中(zhong)添(tian)加(jia)碳酸(suan)氫(qing)鈉(na)，可使pH值(zhi)維(wei)持在7.2 ~ 7.4的(de)最佳(jia)範圍。

3、酚(fen)紅(hong)：用於(yu)監測培養(yang)基的(de)pH值。

在細胞生(sheng)長過程中(zhong)，由(you)於(yu)細胞釋(shi)放的(de)代謝(xie)物改(gai)變了(le)pH值，培養(yang)基的(de)顏色(se)也隨(sui)之(zhi)改(gai)變。在較(jiao)低的(de)pH值下，酚(fen)紅(hong)會(hui)變成(cheng)中(zhong)黃(huang)色(se)，而在較(jiao)高(gao)的(de)pH值下，它(ta)會(hui)變成(cheng)中(zhong)紫(zi)色(se)。對於(yu)大(da)多(duo)數(shu)培養(yang)體(ti)系(xi)(pH為7.2 ~ 7.4)，培養(yang)基應(ying)為(wei)鮮紅色(se)。（部分特(te)殊(shu)培養(yang)基不(bu)添(tian)加酚(fen)紅(hong)，例(li)如(ru)對雌激素敏(min)感的(de)乳(ru)腺(xian)組織細胞，酚(fen)紅(hong)會(hui)發揮(hui)跟類固(gu)醇相似(si)的(de)功能(neng)從(cong)而影(ying)響(xiang)細胞。

細胞培養(yang)對培養(yang)基的(de)pH有(you)壹(yi)定的(de)要(yao)求， pH 值必須(xu)隨(sui)著(zhe)時(shi)間的(de)推(tui)移保持平(ping)衡(heng)和穩(wen)定。壹(yi)般(ban)在7.2-~7.4之(zhi)間為宜(yi)，偏酸(suan)或偏(pian)堿(jian)的(de)培養(yang)基可能都(dou)會(hui)使細胞狀(zhuang)態(tai)不佳(jia)。

培養(yang)基pH值(zhi)對應顏(yan)色(se)


大(da)多(duo)數(shu)細胞系(xi)在PH7.4左(zuo)右時(shi)生(sheng)長較(jiao)好，而常(chang)規(gui)培養(yang)基的(de)指(zhi)示劑(ji)為(wei)酚(fen)紅(hong)，所以(yi)多(duo)數(shu)情況下，我們所見(jian)的(de)培養(yang)基都(dou)呈紅(hong)色(se)，但(dan)不(bu)同培養(yang)基的(de)顏色(se)會(hui)有(you)差異(yi)，例(li)如(ru)DMEM比(bi)1640顏色(se)深壹(yi)點(dian)。在培養(yang)細胞時(shi)，也(ye)可以(yi)根據(ju)培養(yang)基的(de)顏色(se)判斷(duan)細胞狀(zhuang)態(tai)。
微黃(huang)色(se)的(de)培養(yang)基為(wei)酸(suan)性(xing)，說(shuo)明：

（1）細胞過量(liang)生(sheng)長(chang)

（2）細菌汙(wu)染

（3）培養(yang)箱(xiang)中(zhong)CO₂濃度(du)過高(gao)

紫(zi)色(se)的(de)培養(yang)基為(wei)堿(jian)性(xing)，說(shuo)明：

（1）細胞生(sheng)長極為(wei)緩慢(man)，甚(shen)至(zhi)沒長(chang)
（2）黴菌(jun)汙(wu)染
（3）培養(yang)箱(xiang)中(zhong)CO₂的(de)濃度(du)過低

幾乎是(shi)所有(you)哺(bu)乳(ru)動物和(he)昆(kun)蟲細胞所必需的(de)氨(an)基酸(suan)，用於(yu)合成(cheng)蛋(dan)白質(zhi)，參與(yu)核(he)酸(suan)代謝(xie)。它(ta)相比(bi)其他(ta)氨(an)基酸(suan)更(geng)不穩(wen)定，容易降(jiang)解，降(jiang)解的(de)速率(lv)和(he)程度(du)與(yu)儲存(cun)溫(wen)度(du)、時(shi)間和pH值(zhi)有(you)關。

5、非必需氨(an)基酸(suan)NEAA：

所有(you)的(de)培養(yang)基配(pei)方(fang)都含(han)有(you)10種(zhong)必(bi)需氨(an)基酸(suan)以(yi)及(ji)半胱氨(an)酸(suan)、谷氨(an)酰胺(an)和(he)酪氨(an)酸(suan)。在壹(yi)些(xie)培養(yang)基中(zhong)還(hai)需要(yao)加入其他非必需氨(an)基酸(suan)(丙(bing)氨(an)酸(suan)、天冬酰胺(an)、天(tian)冬(dong)氨(an)酸(suan)、甘氨(an)酸(suan)、谷氨(an)酸(suan)、脯氨(an)酸(suan)和絲氨(an)酸(suan))可以(yi)減少細胞的(de)代謝(xie)負擔(dan)，從(cong)而增加(jia)細胞增殖。

6、 丙(bing)酮酸(suan)鈉(na)：

丙(bing)酮酸(suan)是(shi)糖酵(jiao)解過程中(zhong)的(de)中(zhong)間有(you)機酸(suan)代謝(xie)物，可以(yi)輕(qing)易地(di)進出(chu)細胞，可以(yi)為合成(cheng)代(dai)謝(xie)過程提供能量(liang)來源和碳骨架(jia)。大(da)多(duo)數(shu)培養(yang)基中(zhong)丙(bing)酮酸(suan)鈉(na)的(de)最終(zhong)濃度(du)為(wei)1mM，但(dan)在L-15培養(yang)基中(zhong)增加(jia)到(dao)5mM，方(fang)便在無(wu)CO₂環境(jing)中(zhong)使(shi)用。

二(er)、常(chang)見(jian)的(de)培養(yang)基添(tian)加(jia)因子(zi)

1、青黴素-鏈(lian)黴素（雙(shuang)抗(kang)生素）：用於(yu)預(yu)防(fang)細胞汙(wu)染
2、胰(yi)島素：作為細胞培養(yang)的(de)添加(jia)劑(ji)，可促進細胞增殖、延(yan)長(chang)細胞壽(shou)命，增加(jia)蛋(dan)白和核(he)酸(suan)的(de)表達(da)量(liang)。
3、胰(yi)島素-轉鐵蛋(dan)白-硒(xi)添(tian)加(jia)劑(ji)（ITS）：可降(jiang)低多(duo)種(zhong)細胞常(chang)規(gui)維(wei)持(chi)和低密度(du)貼(tie)壁培養(yang)時(shi)所需的(de)胎牛(niu)血(xue)清濃度(du)。
4、地(di)塞米(mi)松：壹(yi)種(zhong)抗(kang)炎糖皮質(zhi)素，對細胞存(cun)活(huo)、細胞信(xin)號傳(chuan)導(dao)和基因表達(da)具有(you)壹(yi)系(xi)列的(de)影響(xiang)。用於(yu)研(yan)究細胞雕亡、細胞信(xin)號傳(chuan)導(dao)通路和(he)基因表達(da)。
5、Hydrocortisone：促進表皮上皮細胞和(he)乳(ru)腺(xian)上皮細胞增殖生長,提(ti)高(gao)神(shen)經(jing)膠質(zhi)細胞和(he)成纖維(wei)細胞的(de)克隆形(xing)成率(lv)。

6、白細胞介(jie)素2（IL-2）：IL-2作為T細胞生(sheng)長因子(zi)，可增強(qiang)NK細胞的(de)細胞溶解活(huo)性(xing)，並(bing)促進B細胞產生免(mian)疫球(qiu)蛋(dan)白。常(chang)用於(yu)NK92細胞的(de)培養(yang)。

常(chang)見(jian)的(de)問題(ti)

1、培養(yang)基使(shi)用效果(guo)不(bu)佳(jia)：應(ying)定期(qi)確(que)認培養(yang)基有(you)效期(qi)，並(bing)確(que)認是(shi)否(fou)使(shi)用細胞相應(ying)的(de)培養(yang)基，培養(yang)基使(shi)用不當(dang)會(hui)影響(xiang)細胞狀(zhuang)態(tai)。例(li)如(ru)，293T需用高(gao)糖(tang)DMEM培養(yang)，而THP-1則(ze)需要(yao)用RPMI 1640培養(yang)！

2、培養(yang)基使(shi)用時(shi)應(ying)儲存(cun)於(yu)4ºC並(bing)分裝(zhuang)，避(bi)免(mian)反復(fu)升(sheng)溫(wen)加(jia)速谷(gu)氨(an)酰胺(an)的(de)降(jiang)解。

3、不(bu)同(tong)培養(yang)基由(you)於(yu)成分不(bu)同(tong)，顏色(se)也不(bu)盡(jin)相同(tong)，例(li)如(ru)DMEM呈鮮(xian)紅(hong)色(se)，而MEM呈粉紅色(se)。

4、細胞培養(yang)過程中(zhong)，可根據(ju)細胞培養(yang)基顏(yan)色(se)變化(hua)，對培養(yang)狀(zhuang)態(tai)進行(xing)分析(xi)，當(dang)培養(yang)基顯(xian)著(zhu)變橙(cheng)色(se)甚(shen)至(zhi)黃(huang)色(se)時(shi)，說(shuo)明細胞代(dai)謝(xie)產生了(le)大(da)量(liang)酸(suan)性(xing)物質(zhi)，需及(ji)時(shi)更(geng)換新鮮的(de)培養(yang)基。

5、培養(yang)基開(kai)封，或者(zhe)培養(yang)皿/瓶(ping)從(cong)培養(yang)箱(xiang)中(zhong)取(qu)出(chu)時(shi)，由(you)於(yu)和空(kong)氣發生氣體交(jiao)換，顏(yan)色(se)會(hui)變為(wei)紫(zi)紅(hong)色(se)，放到(dao)CO₂培養(yang)箱(xiang)中(zhong)即可恢復(fu)pH值(zhi)，顏(yan)色(se)變為(wei)正(zheng)常(chang)的(de)鮮紅(hong)色(se)。
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