細(xì)胞培養(yǎng)的條件應(yīng)模擬體內(nèi)的生長環(huán)境，除定時輸送培養(yǎng)液滿足細(xì)胞生長所需的營養(yǎng)外，還要考慮細(xì)胞生長的環(huán)境如溫度、氣體環(huán)境和氫離子濃度及滲透壓等，細(xì)胞培養(yǎng)的設(shè)施也是非常重要的。

一、細(xì)胞的營養(yǎng)

    離體細(xì)胞與體內(nèi)的細(xì)胞在營養(yǎng)代謝上是有區(qū)別的。機(jī)體內(nèi)的細(xì)胞營養(yǎng)可受神經(jīng)和激素等進(jìn)行一系列的統(tǒng)一調(diào)節(jié)，而離體的細(xì)胞則不受其調(diào)節(jié)。

    離體培養(yǎng)細(xì)胞與體內(nèi)細(xì)胞在營養(yǎng)要求上的主要差別如下：體外長期培養(yǎng)的細(xì)胞大多需要血漿、血清或胚胎浸出液，而這類培養(yǎng)液都可能含有微量的激素、維生素及必要的氨基酸，足以供給細(xì)胞營養(yǎng)的需要；在體內(nèi)血液中許多活性很強的物質(zhì)只需微量即可維持營養(yǎng)的需要，而在體外培養(yǎng)時無法觀測，量多了可能與微量的作用不同，量少了又可能很快就會消耗掉；組織培養(yǎng)細(xì)胞有不同的營養(yǎng)要求，這種不同的營養(yǎng)要求在體內(nèi)因有其他器官和組織細(xì)胞的活動而間接供給，但在培養(yǎng)基中則沒有這種供給，也不受其他組織代謝的影響；各種組織都有其特殊的營養(yǎng)要求，能適合某一種組織的培養(yǎng)液，不一定就能適合另一種組織的細(xì)胞，其差異有時較大；在體內(nèi)的細(xì)胞，其新生與衰亡維持一種平衡，而在體外培養(yǎng)時，細(xì)胞增生，體積加大，增殖速度往往高于分化速度，新生細(xì)胞比衰亡細(xì)胞要快，所以營養(yǎng)要求自然也不同。由此可見，各種不同的細(xì)胞具有不同的營養(yǎng)要求，因此細(xì)胞營養(yǎng)的研究在組織細(xì)胞培養(yǎng)中非常重要。

    凡能進(jìn)入細(xì)胞中被細(xì)胞所利用，參與細(xì)胞代謝活動和維持細(xì)胞生存的物質(zhì)均屬營養(yǎng)物質(zhì)。體外培養(yǎng)細(xì)胞的生長所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)，除糖、氨基酸和脂類三大類營養(yǎng)物質(zhì)外，也需要一定量的無機(jī)鹽、維生素和微量元素等。

1．水 細(xì)胞永遠(yuǎn)離不開水，人體細(xì)胞中大部分是水。一切營養(yǎng)物質(zhì)只有溶于水，才易被細(xì)胞吸收。代謝產(chǎn)物也需溶于水才能排泄。生化反應(yīng)也必須在溶液狀態(tài)下才能很好起作用。水的比熱高、潛熱大，對調(diào)節(jié)溫度起著很大作用。水有一定的表面張力，對生物形態(tài)的保存也有一定作用，且原生質(zhì)的活動需要水的表面張力。沒有水．水解反應(yīng)和氧化作用無法進(jìn)行。水也影響呼吸。水還便于溶質(zhì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。水作為一種導(dǎo)熱體，對生物體內(nèi)環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)起重要作用。水中有溶解氧的存在，可供細(xì)胞呼吸．可維持水中有機(jī)體的生存。細(xì)胞培養(yǎng)用水必須經(jīng)過2～3次玻璃器皿蒸餾或者用離子交換樹脂處理的水。這樣的水含雜質(zhì)少、純度高，應(yīng)用起來安全可靠。一般在電導(dǎo)儀上表示200萬～300萬Ω以上方可使用，生長液要在500萬Ω以上。

2．糖細(xì)胞靠糖的氧化來獲得能量。葡萄糖是機(jī)體活動能量的主要來源。故在培養(yǎng)液中應(yīng)加入一定濃度的葡萄糖(1g％)，以在生物氧化后供給細(xì)胞大量的能量。近年證明*也是碳的重要來源。葡萄糖的作用與平均細(xì)胞容積有直接的關(guān)系，而與細(xì)胞數(shù)的變化關(guān)
系較小。很多健康胚細(xì)胞和成體細(xì)胞，皆依賴無氧酵解來獲得能量，有些細(xì)胞也可以經(jīng)脫氨獲得基本能量。

3．氨基酸氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。所有培養(yǎng)細(xì)胞需要以下12種基本氨基酸：*、*、異*、*、蛋氨酸、賴氨酸、苯*、*、*、*、*及*。另外尚需*。*對細(xì)胞具有特殊作用，能促進(jìn)各種
氨基酸進(jìn)入細(xì)胞膜。它所含的氨又是核酸中嘌呤和嘧啶的重要來源，同樣也是合成3，2和1磷酸腺苷時的所需物，也是能源和碳的來源。因此，*對培養(yǎng)細(xì)胞非常重要，腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)時比正常細(xì)胞需求量高l倍。很多細(xì)胞在含氨基酸的培養(yǎng)液中生長良好，尤其是在單細(xì)胞培養(yǎng)或培養(yǎng)細(xì)胞較少時，需要氨基酸的種類和量要比上述的多。有時細(xì)胞培養(yǎng)還加以下7種氨基酸，即天*、天*、*、*、*、*、羥*(非必需氨基酸)。尤其是*對很多癌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞生長很重要。細(xì)胞只能利用左旋的異構(gòu)體，而右旋的即使超量也無用。

    半*的主要作用是保護(hù)酶的活力，可消除培養(yǎng)液中的微量金屬與細(xì)胞內(nèi)酶結(jié)合后形成的抑制硫苷酸；可增加細(xì)胞的增生數(shù)和改善細(xì)胞的外形，延長細(xì)胞的生存時間。目前采用的濃度增加到26g／L，需新鮮配制于母液中，否則因氧化作用而失去效應(yīng)。

    *是一種zui簡單的氨基酸。它對細(xì)胞的大量生長有一定的促進(jìn)作用。可通過轉(zhuǎn)氨基作用形成*、谷基酸與苯*，反過來丙、*，*也可通過轉(zhuǎn)氨基作用形成*。使用濃度一般為50mg／L。

    *并不是必需的氨基酸，可部分地被甘基酸、*或幾種不重要的氨基酸結(jié)合物所代替，但它對腫瘤和成纖維細(xì)胞有促進(jìn)生長的作用，如果與*、a-氨基酪酸、天*結(jié)合，能進(jìn)一步增加*的促進(jìn)作用。適宜用量為O．5～1．Ommol／L。

    *的主要作用是可通過轉(zhuǎn)氨基作用產(chǎn)生丙、甘、*。適宜用量為0．005～0．02mmol／L。

    *對細(xì)胞的增殖是重要的。如果缺少它，細(xì)胞生長受到抑制。但如果有血清蛋白存在．*酶的活力受到抑制，*分解受阻，細(xì)胞生長受影響。支原體污染細(xì)胞后使*大量消耗，細(xì)胞增殖受抑制，甚至死亡。

    天冬門氨酸主要來自植物性蛋白水解后產(chǎn)生。另外*、*、異*可經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用而形成天冬門氨酸。高度分化的細(xì)胞可通過生物合成的途徑取得天冬門氨酸。