动物细胞培养基的6大物理特性

多数细胞系在pH7.4下生长得很好，尽管如此各细胞株之间，细胞生长pH值还是会有一定差异。一些正常的成纤维细胞系在pH 7.4~7.7生长较好，而一些转化细胞系在pH 7.0~7.4更合适。据报道，上皮细胞可在pH 5.5维持。为确定较佳pH值，建议做一个简单的生长实验或特殊功能分析。

酚红常用作pH指示剂。pH 7.4呈红色，pH 7.0变橙色， pH6.5变黄色， pH 7.6红色中略带蓝色，pH 7.8呈紫色。

细胞培养基要在两种条件下有一定的缓冲作用：一是开放式培养条件下，CO2的释放引起pH升高；二是细胞在高密度下，转化细胞系大量产生CO2和乳酸，引起pH下降。为了稳定pH值，可以加入缓冲物。

尽管碳酸氢钠缓冲系统在生理pH下的缓冲能力差，但由于它毒性小，成本低，对培养物有营养作用，所以它仍比其他缓冲系统使用得多。HEPES在pH 7.2~7.6缓冲作用比其他缓冲系统强很多，现在广泛采用的浓度是10 mmol/L或20 mmol/L。

多数培养细胞对渗透压有很宽的耐受范围。人细胞浆的渗透压是约290 mOsm/kg，因而推测这是体外人细胞的较佳值，这与其他物种的细胞不同（如小鼠约是310 mOsm/ kg）。实际上，大多数细胞在260~320 mOsm/kg之间可行。更高的渗透压通常会使细胞生长速率减缓，但也可使蛋白产物的合成速率加快。因此，有文献报道可将细胞培养基渗秀压提高到360 mOsm/kg，以提高单克隆抗体产量。

温度除了对细胞生长有直接作用之外，也会影响pH。这是因为低温下CO2溶解度增加，缓冲剂的离子化和pKa上的变化，细胞培养基的pH值也随之发生变化。室温下应调节到比36.5 ℃下低0.2个pH单位。初次配培养基时，建议将培养基加入血清，在36.5℃下和合适的气体条件下培养样品过夜，检查pH。

细胞培养基的黏度主要受血清含量的影响，多数情况下，对细胞生长没有影响。但当细胞悬浮液需要搅拌时（如悬浮培养物被搅拌或者胰蛋白酶消化后解离细胞时），细胞培养基的黏度就是一个重要的影响因素。黏度大，细胞受损小。若在搅拌时细胞受到损害，可以用羧甲基纤维素、聚乙二醇或聚乙烯基吡咯烷酮增加培养基的黏度，减轻细胞损害。在低血清浓度或无血清下，这一点特别重要。

细胞培养基的表面张力可促进培养物贴附到介质上，但很少用某种方法控制它。悬浮培养时，用含5% CO2的空气在含血清培养基中鼓泡，会产生泡沫。加入硅油消泡剂降低表面张力，有助于防止泡沫生成。

泡沫的作用还不清楚。但泡沫会使蛋白质的变性速率增加；如果泡沫达到培养容器的颈部，也增加了污染的危险。泡沫在液面上的破碎过程是能量快速释放的过程，会造成细胞的严重伤害。细胞的轻度疏水性促使细胞在气泡上升过程中向气一液界面聚集，并随气泡上升至液面，在气泡破碎时，加重了对细胞的伤害,如果泡沫很稳定，还会造成泡沫中细胞的营养缺乏。悬浮细胞培养过程中，必须考虑气泡的作用，通常用改变通气方法或加入保护剂的方法来减少对细胞的损伤。