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(1)pH
多數細胞系在pH 7.4下生長得很好。盡管各細胞株之間,細胞生長pH值變化很小。一些正常的成纖維細胞系在pH 7.4~7.7生長,而一些轉化細胞系在pH 7.O一7.4更合適。據報道,上皮細胞可在pH 5.5維持。為確定pH值,做一個簡單的生長實驗或特殊功能分析。
酚紅常用作pH指示劑。pH 7.4呈紅色,pH 7.0變橙色,pH 6.5變黃色,pH 7.6紅色中略帶藍色,pH 7.8呈紫色。
(2)緩沖
培養基要在兩種條件下有一定的緩沖作用:一是開放式培養條件下,CO2的釋放引起pH升高;二是細胞在高密度下,轉化細胞系大量產生CO2和乳酸,引起pH下降。為了穩定pH值,可以加入緩沖物。
盡管碳酸氫鈉緩沖系統在生理pH下的緩沖能力差,但由于它毒性小,成本低,對培養物有營養作用,所以它仍比其他緩沖系統使用得多。HEPES在pH 7.2~7.6緩沖作用比其他緩沖系統強很多,現在廣泛采用的濃度是10 mmol/L或20 mmol/L。
(3)滲透壓
多數培養細胞對滲透壓有很寬的耐受范圍。人細胞漿的滲透壓是約290 mOsrn/kg,因而推測這是體外人細胞的值,這與其他細胞不同(如小鼠約是310mOsm/kg)。實際上,大多數細胞在260—320 mOsm/kg之間*可行。更高的滲透壓通常會使細胞生長速率減緩,但也可使蛋白產物的合成速率加快。
(4)溫度
溫度除了對細胞生長有直接作用之外,也會影響pH。這是因為低溫下CO2溶解度增加,緩沖劑的離子化和pKa上的變化,培養基的pH值也隨之發生變化。室溫下應調節到比36.5℃下低0.2個pH單位。*次配培養基時,將培養基加入血清,在36.5℃下和合適的氣體條件下培養樣品過夜,檢查pH。
(5)黏度
培養基的黏度主要受血清含量的影響,多數情況下,對細胞生長沒有影響。但當細胞懸浮液需要攪拌時(如懸浮培養物被攪拌或者胰蛋白酶消化后解離細胞時),培養基的黏度就是一個重要的影響因素。黏度大,細胞受損小。若在攪拌時細胞受到損害,可以用羧甲基纖維素、聚乙二醇或聚乙烯基毗咯烷酮增加培養基的黏度,減輕細胞損害。在低血清濃度或無血清下,這一點特別重要。
(6)表面張力和泡沫
培養基的表面張力可促進培養物貼附到介質上,但很少用某種方法控制它。懸浮培養時,用含5%CO2的空氣在含血清培養基中鼓泡,會產生泡沫。加入硅油消泡劑降低表面張力,有助于防止泡沫生成。
泡沫的作用還不清楚。但泡沫會使蛋白質的變性速率增加;如果泡沫達到培養容器的頸部,也增加了污染的危險。泡沫在液面上的破碎過程是能量快速釋放的過程,會造成細胞的嚴重傷害。細胞的輕度疏水性促使細胞在氣泡上升過程中向氣一液界面聚集,并隨氣泡上升至液面,在氣泡破碎時,加重了對細胞的傷害,如果泡沫很穩定,還會造成泡沫中細胞的營養缺乏。懸浮細胞培養過程中,必須考慮氣泡的作用,通常用改變通氣方法或加入保護劑的方法來減少對細胞的損傷。
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