在细胞培养环节，血清确保了细胞的顺利生长与分裂。血清内富含各类蛋白质、氨基酸、激素等必需成分，部分成分是细胞自身无法合成的。此外，血清还蕴含众多未知的细胞生长因子、附着促进因子及其他活性物质，这些都有助于细胞的生长、分裂和附着，并具备抗胰酶特性。在细胞培养中，牛血清与马血清最为常用，其中小牛血清、胎牛血清和新生牛血清的应用尤为广泛。
为什么血清在解冻后会出现絮状沉淀？如何处理？
血清中出现絮状沉淀的原因多样，其中最常见的是由于脂蛋白变性所致。同时，血纤维蛋白（凝血蛋白之一）在血清解冻后也会存在，这是造成沉淀的另一主要原因。然而，这些沉淀并不会影响血清的整体品质。为去除沉淀，可采用自然沉降法或将血清分装入无菌离心管中，以2000至3000转/分钟的速度离心5分钟。通常不建议使用过滤方法，因为沉淀可能会堵塞滤膜，导致过滤困难。
L-谷氨酰胺在细胞培养中的关键作用
谷氨酰胺是细胞生长的必需氨基酸，对免疫系统具有重要调节作用。它是淋巴细胞分泌、分裂及其功能维持的必需品，同时也是细胞合成核酸和蛋白质的重要原料。谷氨酰胺能促进淋巴细胞、巨噬细胞的有丝分裂和分化增殖，增加细胞因子如TNF、IL-1等的产生以及磷脂mRNA的合成。作为核酸碱基从头合成途径的关键原料，谷氨酰胺的缺乏会导致细胞DNA合成效率下降，细胞分裂减少，进而抑制细胞增殖，甚至导致细胞生长不良或死亡。因此，在配制多数细胞培养液时，都需额外添加一定量的谷氨酰胺。
由于谷氨酰胺在溶液中稳定性较差，L-谷氨酰胺在溶液中易分解（在4℃培养液中半衰期约为3周，37℃时仅为1周），因此最好单独配制并保存在-20℃冰箱中，使用前再加入培养液中。此外，L-谷氨酰胺的降解会产生氨，而氨对某些细胞具有毒性。GlutaMAX-I二肽作为L-谷氨酰胺的衍生物，通过L-丙氨酸保护其不稳定的alpha-氨基，具有更高的稳定性。细胞内的肽酶会逐渐分解二肽，释放出L-谷氨酰胺供细胞利用。
培养基的储存方法
培养基应保存在4℃冰箱中，但随着时间的推移，培养基内的CO2会逐渐逸出，导致培养基逐渐偏碱性。同时，培养基中的酸碱指示剂（通常为酚红）颜色也会随碱性增加而变暗红。若使用偏碱性的培养基进行细胞培养，可能会导致细胞生长停滞或死亡。因此，在配制好培养基后，应先取少量放入培养瓶内，在37℃培养箱中进行24至48小时的无菌培养测试，确认无污染后方可用于实验。此外，配制培养基时所使用的血清应质量合格且保持稳定。每次配制的培养基量建议以两周左右的使用量为宜，避免过量配制导致营养成分损失或增加污染风险。
培养基中丙酮酸钠的替代碳源作用
丙酮酸钠在细胞培养中可作为替代碳源。虽然细胞更倾向于利用葡萄糖作为碳源，但在缺乏葡萄糖的情况下，细胞会选择丙酮酸钠作为代谢底物。丙酮酸钠是糖酵解途径的中间产物，也是该途径的第一步。因此，培养基中的丙酮酸钠既可为细胞提供能量来源，也可为细胞代谢提供碳骨架。
培养基中常用添加剂及其作用
1、非必需氨基酸溶液（NEAA）：包含L-丙氨酸、L-谷氨酸、L-天冬酰胺、L-天冬氨酸、L-脯氨酸、L-丝氨酸和甘氨酸等七种非必需氨基酸。它能有效优化细胞培养基的配比，减轻细胞在培养过程中自行合成非必需氨基酸的负担，促进细胞增殖与代谢。是细胞培养中不可或缺的添加剂之一。
2、表皮细胞生长因子（EGF）：EGF是人体内分泌的一种重要细胞生长因子，具有极强的生理活性。其主要功能是促进皮肤细胞的分裂与增殖。研究表明，极微量的EGF即能显著刺激细胞生长，抑制衰老基因的表达，同时还能促进细胞外大分子（如透明质酸和胶原蛋白等）的合成与分泌。
3、氢化可的松：又称皮质醇，是从肾上腺皮质中提取的一种肾上腺皮质激素，对糖类代谢具有显著作用，属于糖皮质激素的一种。氢化可的松及其同类激素能提高细胞对有害刺激的应对能力，减轻细菌内毒素对细胞的损害。此外，氢化可的松还能促进糖原异生、减缓葡萄糖分解、提高蛋白质分解代谢，但大剂量使用会抑制蛋白质合成。
4、胰岛素：胰岛素能降低蛋白质与脂肪的降解速度，增加氨基酸的摄入量，保持细胞的活性状态。它控制着蛋白质、糖类和脂肪这三大营养物质的代谢与贮存过程。同时，胰岛素还能促进钾离子和镁离子穿过细胞膜进入细胞内，进而促进脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)及三磷酸腺苷(ATP)的合成。胰岛素的作用对象主要包括肝细胞、脂肪细胞、肌肉细胞、血细胞以及肺脏、肾脏、睾丸等器官的细胞。
5、β-巯基乙醇：又称巯基乙醇β-Mer，在细胞生长分裂过程中，会向培养基中释放氧自由基。当氧自由基积累到一定程度时，会破坏细胞膜和细胞器膜，导致细胞死亡。β-巯基乙醇作为一种强还原剂，能够中和培养基中积累的氧自由基，从而使细胞能够分裂到高密度而不死亡，便于进行细胞增殖实验。β-巯基乙醇的活性部分在于其硫氢基，它能将血清中含硫的化合物还原成谷胱甘肽，诱导细胞增殖，产生非特异性的激活作用。同时，它还能防止过氧化物对培养细胞的损害。
为什么血清在解冻后会出现絮状沉淀？如何处理？
血清中出现絮状沉淀的原因多样，其中最常见的是由于脂蛋白变性所致。同时，血纤维蛋白（凝血蛋白之一）在血清解冻后也会存在，这是造成沉淀的另一主要原因。然而，这些沉淀并不会影响血清的整体品质。为去除沉淀，可采用自然沉降法或将血清分装入无菌离心管中，以2000至3000转/分钟的速度离心5分钟。通常不建议使用过滤方法，因为沉淀可能会堵塞滤膜，导致过滤困难。
L-谷氨酰胺在细胞培养中的关键作用
谷氨酰胺是细胞生长的必需氨基酸，对免疫系统具有重要调节作用。它是淋巴细胞分泌、分裂及其功能维持的必需品，同时也是细胞合成核酸和蛋白质的重要原料。谷氨酰胺能促进淋巴细胞、巨噬细胞的有丝分裂和分化增殖，增加细胞因子如TNF、IL-1等的产生以及磷脂mRNA的合成。作为核酸碱基从头合成途径的关键原料，谷氨酰胺的缺乏会导致细胞DNA合成效率下降，细胞分裂减少，进而抑制细胞增殖，甚至导致细胞生长不良或死亡。因此，在配制多数细胞培养液时，都需额外添加一定量的谷氨酰胺。
由于谷氨酰胺在溶液中稳定性较差，L-谷氨酰胺在溶液中易分解（在4℃培养液中半衰期约为3周，37℃时仅为1周），因此最好单独配制并保存在-20℃冰箱中，使用前再加入培养液中。此外，L-谷氨酰胺的降解会产生氨，而氨对某些细胞具有毒性。GlutaMAX-I二肽作为L-谷氨酰胺的衍生物，通过L-丙氨酸保护其不稳定的alpha-氨基，具有更高的稳定性。细胞内的肽酶会逐渐分解二肽，释放出L-谷氨酰胺供细胞利用。
培养基的储存方法
培养基应保存在4℃冰箱中，但随着时间的推移，培养基内的CO2会逐渐逸出，导致培养基逐渐偏碱性。同时，培养基中的酸碱指示剂（通常为酚红）颜色也会随碱性增加而变暗红。若使用偏碱性的培养基进行细胞培养，可能会导致细胞生长停滞或死亡。因此，在配制好培养基后，应先取少量放入培养瓶内，在37℃培养箱中进行24至48小时的无菌培养测试，确认无污染后方可用于实验。此外，配制培养基时所使用的血清应质量合格且保持稳定。每次配制的培养基量建议以两周左右的使用量为宜，避免过量配制导致营养成分损失或增加污染风险。
培养基中丙酮酸钠的替代碳源作用
丙酮酸钠在细胞培养中可作为替代碳源。虽然细胞更倾向于利用葡萄糖作为碳源，但在缺乏葡萄糖的情况下，细胞会选择丙酮酸钠作为代谢底物。丙酮酸钠是糖酵解途径的中间产物，也是该途径的第一步。因此，培养基中的丙酮酸钠既可为细胞提供能量来源，也可为细胞代谢提供碳骨架。
培养基中常用添加剂及其作用
1、非必需氨基酸溶液（NEAA）：包含L-丙氨酸、L-谷氨酸、L-天冬酰胺、L-天冬氨酸、L-脯氨酸、L-丝氨酸和甘氨酸等七种非必需氨基酸。它能有效优化细胞培养基的配比，减轻细胞在培养过程中自行合成非必需氨基酸的负担，促进细胞增殖与代谢。是细胞培养中不可或缺的添加剂之一。
2、表皮细胞生长因子（EGF）：EGF是人体内分泌的一种重要细胞生长因子，具有极强的生理活性。其主要功能是促进皮肤细胞的分裂与增殖。研究表明，极微量的EGF即能显著刺激细胞生长，抑制衰老基因的表达，同时还能促进细胞外大分子（如透明质酸和胶原蛋白等）的合成与分泌。
3、氢化可的松：又称皮质醇，是从肾上腺皮质中提取的一种肾上腺皮质激素，对糖类代谢具有显著作用，属于糖皮质激素的一种。氢化可的松及其同类激素能提高细胞对有害刺激的应对能力，减轻细菌内毒素对细胞的损害。此外，氢化可的松还能促进糖原异生、减缓葡萄糖分解、提高蛋白质分解代谢，但大剂量使用会抑制蛋白质合成。
4、胰岛素：胰岛素能降低蛋白质与脂肪的降解速度，增加氨基酸的摄入量，保持细胞的活性状态。它控制着蛋白质、糖类和脂肪这三大营养物质的代谢与贮存过程。同时，胰岛素还能促进钾离子和镁离子穿过细胞膜进入细胞内，进而促进脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)及三磷酸腺苷(ATP)的合成。胰岛素的作用对象主要包括肝细胞、脂肪细胞、肌肉细胞、血细胞以及肺脏、肾脏、睾丸等器官的细胞。
5、β-巯基乙醇：又称巯基乙醇β-Mer，在细胞生长分裂过程中，会向培养基中释放氧自由基。当氧自由基积累到一定程度时，会破坏细胞膜和细胞器膜，导致细胞死亡。β-巯基乙醇作为一种强还原剂，能够中和培养基中积累的氧自由基，从而使细胞能够分裂到高密度而不死亡，便于进行细胞增殖实验。β-巯基乙醇的活性部分在于其硫氢基，它能将血清中含硫的化合物还原成谷胱甘肽，诱导细胞增殖，产生非特异性的激活作用。同时，它还能防止过氧化物对培养细胞的损害。
