细胞培养环境

细胞培养的主要优势之一是能够控制细胞增殖的理化（即温度、pH 值、渗透压、O₂ 和 CO₂ 张力）和生理环境（即激素和营养物浓度）。除温度外，培养环境由生长培养基控制。

虽然培养的生理环境不如其理化环境那样明确，但更好地了解血清的成分、识别增殖所必需的生长因子、更好地了解培养细胞的微环境（即细胞间相互作用、气体扩散、与基质的相互作用）现在可以采用无血清培养基进行一些细胞系的培养。

培养环境影响细胞生长

请注意，每种细胞类型的细胞培养条件各不相同。
偏离特定细胞类型所需的培养条件可能导致表达异常表型，甚至细胞培养完全失败。因此，我们建议您熟悉感兴趣的细胞系，并严格按照您在实验中使用的每种产品随附的说明进行操作。

为您的细胞创建优化细胞培养环境的注意事项：

培养基和血清
pH 值和 CO₂ 水平（更多信息参见下文）

培养塑料器具
温度（更多信息参见下文）

pH 值和 CO2 水平
温度

pH 值水平

大多数正常哺乳动物细胞系在 pH 7.4 下生长良好，不同细胞株之间的变异性极小。然而，一些转化细胞系已被证明在偏酸性环境 (pH 7.0 – 7.4) 下生长较好，一些正常成纤维细胞系更喜欢偏碱性环境 (pH 7.4-7.7)。Sf9 和 Sf21 等昆虫细胞系在 pH 6.2 下生长较好。

CO₂ 水平

生长培养基控制培养物的 pH 值，并为培养细胞提供缓冲，使其免受 pH 值变化的影响。通常，这种缓冲是通过包含有机物（例如 HEPES）或基于 CO₂-碳酸氢盐的缓冲液来实现的。因为培养基的 pH 值取决于溶解二氧化碳 (CO₂) 和碳酸氢盐 (HCO₃-) 的微妙平衡，空气中 CO₂ 的变化可能改变培养基的 pH 值。因此，当使用基于 CO₂-碳酸氢盐的缓冲液缓冲的培养基时，有必要使用外源性 CO₂，尤其是在细胞在开放式培养皿中培养或转化细胞系在高浓度下培养时。虽然大多数研究人员通常使用 5 – 7% 的空气 CO₂ 含量，但对于大多数细胞培养实验而言，常用 4 – 10% 的 CO₂。但是，每种培养基均含有推荐的 CO₂ 张力和碳酸氢盐浓度，以便达到正确的 pH 值和渗透压；有关更多信息，请参阅培养基生产商的说明。

细胞培养的最佳温度很大程度上取决于分离细胞的宿主体温，且在较小程度上取决于温度的解剖变异（例如，皮肤温度可能低于骨骼肌温度）。对于细胞培养而言，过热是比温度过低更严重的问题；因此，培养箱中的温度通常设置为略低于最佳温度。

各种细胞系的最佳温度

大多数人和哺乳动物细胞系在 36°C 至 37°C 下培养，可获得最佳生长状态。
昆虫细胞在 27°C 下培养可获得最佳生长状态；在较低温度下以及 27°C 至 30°C 之间培养时，生长较缓慢。在 30°C 以上培养时，昆虫细胞的存活率降低，即使恢复至 27°C，细胞也不会恢复。
禽类细胞系需要 38.5°C 才能实现最高水平的细胞生长。虽然这些细胞也可在 37°C 下维持培养，但生长速度较慢。
源自冷血动物（例如两栖动物、冷水鱼）的细胞系可在15°C至26°C这一较宽的温度范围内生长。

pH 值和 CO2 水平

pH 值水平

CO₂ 水平

温度

各种细胞系的最佳温度

大多数人和哺乳动物细胞系在 36°C 至 37°C 下培养，可获得最佳生长状态。
昆虫细胞在 27°C 下培养可获得最佳生长状态；在较低温度下以及 27°C 至 30°C 之间培养时，生长较缓慢。在 30°C 以上培养时，昆虫细胞的存活率降低，即使恢复至 27°C，细胞也不会恢复。
禽类细胞系需要 38.5°C 才能实现最高水平的细胞生长。虽然这些细胞也可在 37°C 下维持培养，但生长速度较慢。
源自冷血动物（例如两栖动物、冷水鱼）的细胞系可在15°C至26°C这一较宽的温度范围内生长。