细胞培养的无机离子和微量元素

．维生素是人类及动物细胞维持生命和生长所需的一种活性物质。许多维生素是酶的辅酶和辅基的组成部分，对细胞的代谢有重大的影响，某些维生素缺乏，短期可引起细胞死亡。维生素的需求量随细胞而异，如、、、泛酸、吡多醇、核黄素、硫胺素及B2等在很多常用限定培养基中已成为固定组成成分。也是不可少的，它对具有合成胶原能力的细胞尤为重要，但易氧化，不很稳定。脂溶性维生素对细胞生长也有作用，它们常从血清中得到补充。

2．无机离子和微量元素钠、钾、镁、钙、磷、氮等无机离子是细胞生长所必需的，它们参与细胞的代谢，是细胞组成所需要的。此外，微量元素铁、锌、硒等也是细胞生长所需要的。细胞培养时用的平衡盐溶液主要含钠、钾、钙、镁等阳离子，其比例与海水或高等动物血液内的比例相似。

()钠：钠在体内主要维持水、渗透压及pH的平衡。钠离子是细胞外主要的阳离子，它可降低外质的黏度，促进外质的溶胶化，而在细胞内则可增加内质的黏度，能使球蛋白保持溶液状态，能增加组织细胞的应激性与增高细胞膜的渗透性，对维持渗透压的恒定及细胞内外物质的转运有决定性作用。在L和HeLa细胞培养时，Na+zui适浓度为00～200nmol/L。，Cl-的适宜浓度为50mmol／L(淋巴细胞除外)。

(2)钾：钾是激活细胞内某些酸所必需的。L和HeLa细胞对钾的zui适浓度是～0mmol／L，缺钾8小时以上，细胞变圆，胞质内颗粒增加，细胞界限不清楚，并产生一种特殊的树枝形细胞，24小时后细胞脱落死亡。

(3)钙：钙对维持细胞膜的坚固和渗透性，对保持神经和肌肉组织的正常兴奋性有很大作用。许多酶如酯酶、琥珀酸脱氢酶、三磷腺苷等都必须有钙的存在才有活性。钙对细胞黏着性也很重要，在无血清存在时，高浓度的钙离子可帮助细胞贴壁，如pH7．6～7．8时钙离子保护带电荷群，使细胞稳固的贴壁。各种细胞所需钙的浓度不同，L细胞的zui适浓度是～2mmol／L，HeLa细胞的zui适浓度是0．～O．2 mmol／L。

(4)镁：在细胞内镁是糖代谢某些酶系统的参与者。镁对细胞的贴壁也有重要作用，较高的镁离子可促进培养物的生长。鼠成纤维细胞zui适浓度是O．～O．2mmol／L。

(5)磷：磷酸盐是细胞和细胞问液的组成成分，它参与一切基本物质如蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素的代谢，是能量ATP必不可缺的成分，可形成高能磷酸键以供细胞生命活动所需之能量。另外，它对维持组织内的酸碱平衡起着重要作用。HeLa细胞适宜浓度是O．06～O．2mmol／L。

(6)碳：重碳酸盐与CO2对细胞的生长和增殖很重要。它能使培养物产生zui大糖分解以利细胞生长，可维持和调节培养基的pH，因此通常在人工培养箱中培养。

(7)微量元素：铁、锌、硒等微量元素对维持细胞的正常生理功能也同样起着重要作用。如铁是组成细胞色素与细胞色素氧化酶等物质的成分；锌与细胞增殖有一定的关系。在体内它们大多数与有机化学物相结合。在组织细胞培养时，把上述微量元素加到人工培养基中，低浓度或适量对细胞的生存与增殖有一定作用，浓度过高对细胞有毒性，要特别注意。各种细胞对无机盐的需要是不同的。一般来说，氯、钠、钾、钙、镁、磷是重要的无机盐成分，它们也有相互拮抗作用。如钙和镁能使细胞膜渗透性降低，而钾和钠能使细胞渗透性增高。钾和钠能使肌肉收缩性丧失，而钙和镁能恢复肌肉的收缩性。镁的毒性作用可用钙来解除。因此，这些离子在溶液中只有保持一定的比例，才可以使细胞维持正常的生理平衡状态。