细胞培养基pH值对细胞的影响

细胞培养基ph值对细胞的影响
培养基是用来供给细胞营养,促使细胞增殖的,也是细胞赖以生长的环境。细胞培养实验中用量最多的就是细胞培养基,虽然细胞培养试验基本技术大同小异,但是每种细胞的培养条件却相差甚远。若偏离某种细胞所需的培养条件,则会导致细胞表达不同的表型。
一、培养基体系主要成分及功能介绍
1、葡萄糖:用于细胞能量代谢。
2、co₂:细胞需要少量的二氧化碳来维持生长。
在培养基中,溶解的co₂与碳酸氢盐离子处于平衡状态,许多培养基利用了这种co₂/碳酸氢盐反应来缓冲培养基的ph值。co₂溶解在培养基中,与水反应生成碳酸。随着细胞代谢产生更多的co₂,介质的ph值也在下降。因此,通过向培养基中添加碳酸氢钠,可使ph值维持在7.2 ~ 7.4的最佳范围。
3、酚红:用于监测培养基的ph值。
在细胞生长过程中,由于细胞释放的代谢物改变了ph值,培养基的颜色也随之改变。在较低的ph值下,酚红会变成中黄色,而在较高的ph值下,它会变成中紫色。对于大多数培养体系(ph为7.2 ~ 7.4),培养基应为鲜红色。(部分特殊培养基不添加酚红,例如对雌激素敏感的乳腺组织细胞,酚红会发挥跟类固醇相似的功能从而影响细胞。
细胞培养对培养基的ph有一定的要求, ph 值必须随着时间的推移保持平衡和稳定。一般在7.2-~7.4之间为宜,偏酸或偏碱的培养基可能都会使细胞状态不佳。
培养基ph值对应颜色
大多数细胞系在ph7.4左右时生长较好,而常规培养基的指示剂为酚红,所以多数情况下,我们所见的培养基都呈红色,但不同培养基的颜色会有差异,例如dmem比1640颜色深一点。在培养细胞时,也可以根据培养基的颜色判断细胞状态。
微黄色的培养基为酸性,说明:
(1)细胞过量生长
(2)细菌污染
(3)培养箱中co₂浓度过高
紫色的培养基为碱性,说明:
(1)细胞生长极为缓慢,甚至没长
(2)霉菌污染
(3)培养箱中co₂的浓度过低
几乎是所有哺乳动物和昆虫细胞所必需的氨基酸,用于合成蛋白质,参与核酸代谢。它相比其他氨基酸更不稳定,容易降解,降解的速率和程度与储存温度、时间和ph值有关。
5、非必需氨基酸neaa:
所有的培养基配方都含有10种必需氨基酸以及半胱氨酸、谷氨酰胺和酪氨酸。在一些培养基中还需要加入其他非必需氨基酸(丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、脯氨酸和丝氨酸)可以减少细胞的代谢负担,从而增加细胞增殖。
6、丙酮酸钠:
丙酮酸是糖酵解过程中的中间有机酸代谢物,可以轻易地进出细胞,可以为合成代谢过程提供能量来源和碳骨架。大多数培养基中丙酮酸钠的最终浓度为1mm,但在l-15培养基中增加到5mm,方便在无co₂环境中使用。
二、常见的培养基添加因子
1、青霉素-链霉素(双抗生素):用于预防细胞污染
2、胰岛素:作为细胞培养的添加剂,可促进细胞增殖、延长细胞寿命,增加蛋白和核酸的表达量。
3、胰岛素-转铁蛋白-硒添加剂(its):可降低多种细胞常规维持和低密度贴壁培养时所需的胎牛血清浓度。
4、地塞米松:一种抗炎糖皮质素,对细胞存活、细胞信号传导和基因表达具有一系列的影响。用于研究细胞凋亡、细胞信号传导通路和基因表达。
5、hydrocortisone:促进表皮上皮细胞和乳腺上皮细胞增殖生长,提高神经胶质细胞和成纤维细胞的克隆形成率。
6、白细胞介素2(il-2):il-2作为t细胞生长因子,可增强nk细胞的细胞溶解活性,并促进b细胞产生免疫球蛋白。常用于nk92细胞的培养。
常见的问题
1、培养基使用效果不佳:应定期确认培养基有效期,并确认是否使用细胞相应的培养基,培养基使用不当会影响细胞状态。例如,293t需用高糖dmem培养,而thp-1则需要用rpmi 1640培养!
2、培养基使用时应储存于4ºc并分装,避免反复升温加速谷氨酰胺的降解。
3、不同培养基由于成分不同,颜色也不尽相同,例如dmem呈鲜红色,而mem呈粉红色。
4、细胞培养过程中,可根据细胞培养基颜色变化,对培养状态进行分析,当培养基显著变橙色甚至黄色时,说明细胞代谢产生了大量酸性物质,需及时更换新鲜的培养基。
5、培养基开封,或者培养皿/瓶从培养箱中取出时,由于和空气发生气体交换,颜色会变为紫红色,放到co₂培养箱中即可恢复ph值,颜色变为正常的鲜红色。
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