氨基酸
氨基酸是組成蛋白質的基本單位.不同種類的細胞對氨基酸的要求各異,但有幾種氨基酸細胞自身不能合成,必須依靠培養液提供,這幾種氨基酸稱為必需氨基酸.其中谷氨酰胺是細胞合成核酸和蛋白質必需的氨基酸,在缺少谷氨酰胺時,細胞生長不良而死亡.因此,各種培養液中都有較大量的谷氨酰胺.但是,由于谷氨酰胺在溶液中很不穩定,應置于-20℃冰箱中保存,在使用前加入培養液內.已含谷氨酰胺的培養液在4℃冰箱中儲存2周以上時,還應重新加入原來量的谷氨酰胺.
碳水化合物
碳水化合物是細胞生長主要能量來源,其中有的是合成蛋白質和核酸的成分.主要有葡萄糖,核糖,脫氧核糖,丙酮酸鈉和醋酸等.
無機鹽
培養液中無機鹽的主要功能是幫助細胞維持滲透壓平衡.此外,通過提供鈉,鉀和鈣離子,幫助細胞調節細胞膜功能.培養液的滲透壓是一個非常重要的因素, 細胞通常可耐受260mOsm/kg 320 mOsm/kg.標準培養液的滲透壓在此范圍內波動.特別注意:向培養液中加入其它物質有可能會明顯改變培養液的滲透壓,特別是溶于強酸或強堿中的物質.向培養液中添加HEPES時需按以下方法調節鈉離子濃度.
緩沖系統
大多數細胞所需pH 在 7.2 - 7.4.但是,細胞培養zui適pH值隨培養的細胞種類不同而不同.成纖維細胞喜歡較高pH (7.4 - 7.7), 而傳代轉化細胞系則需要偏酸pH (7.0 - 7.4).由于多數培養液靠碳酸氫鈉(NaHCO3)與CO2體系進行緩沖,因此,氣相中的CO2濃度應與培養液中碳酸氫鈉濃度相平衡.如果氣相或培養箱空氣中CO2濃度設定在5%,培養液中NaHCO3的加入量為1.97g/L;如果CO2濃度維持在10%,培養液中NaHCO3的加入量為3.95g/L.細胞培養瓶蓋不應擰得太緊,以保證氣體交換. HEPES 是一種非離子緩沖液,在pH 7.2 - 7.4 范圍內具有較好的緩沖能力,但是非
常昂貴,在高濃度時對一些細胞可能有毒.HEPES緩沖液可與低水平的碳酸鈉(0.34g/L)共用,以抵消因額外加入HEPES引起的滲透壓增加.在這種培養條件下,細胞培養瓶的蓋子應擰緊,以防止培養液中所需的少量碳酸鹽散入空氣中.大多數培養液中含有酚紅作為pH指示劑,酸性培養液呈橙黃色,堿性培養液呈深紅色.
維生素
在細胞培養中,盡管血清是維生素重要來源, 但是許多培養基中添加了各種維生素以適合更多的細胞系生長.
其它成分
在一些較為復雜的培養液中還包括其它一些成分.如在雜交瘤技術中常用的DMEM培養液,使用時還需要補加丙酮酸鈉和2-巰基乙醇(2-Mercaptoethanol,2-Me).2-Me 對細胞生長有很重要的作用.有人認為它相當于胎牛血清,有直接刺激細胞增殖作用.2-Me的活性部分是硫氫基,其中一個重要作用是使血清中含硫的化合物還原成谷胱甘肽,能誘導細胞的增殖,為非特異性的激活作用.同時避免過氧化物對培養細胞的損害.另一個重要作用是促進分裂原的反應和DNA合成,增加植物凝集素(PHA)對淋巴細胞的轉化作用,已廣泛應用于雜交瘤技術,另外,也開始用于一些難以培養的細胞.2-Me是一種小分子還原劑,極易氧化.分子量為78.13,純的2-Me是一種無色有刺激味的液體,比重為1.110-1.120(Do20),常用終濃度為5×10-5M.常配制成0.1M的儲存液,用時每升培養液加0.5ml.