細(xì)胞培養(yǎng)（cell culture）是指在體外模擬體內(nèi)環(huán)境（無菌、適宜溫度、酸堿度和一定營養(yǎng)條件等），使之生存、生長、繁殖并維持主要結(jié)構(gòu)和功能的一種方法。

 
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)（animal cell culture）就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞（使用胰蛋白酶或膠原蛋白酶）然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和增殖。

將動(dòng)物各種組織從機(jī)體中取出，經(jīng)各種酶(常用胰蛋白酶)、螯合劑(常用EDTA) 或機(jī)械方法處理，分散成單細(xì)胞，在合適的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使細(xì)胞得以生存、生長和繁殖，這一過程稱原代培養(yǎng)。當(dāng)細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中長滿后就需要將其稀釋分種成多瓶，細(xì)胞才能繼續(xù)生長，這一過程就叫傳代。

植物細(xì)胞培養(yǎng)

植物細(xì)胞培養(yǎng)是在離體條件下，將愈傷組織或其他易分散的組織置于 液體培養(yǎng)基中進(jìn)行震蕩培養(yǎng)，得到分散成游離 的懸浮細(xì)胞，通過繼代培養(yǎng)使 細(xì)胞增殖，從而獲得大量細(xì)胞群體。

微生物細(xì)胞培養(yǎng)

微生物培養(yǎng)所培養(yǎng)的微生物通常是病菌、細(xì)菌、放線菌、真菌等。微生物多為單細(xì)胞生物，野生生存條件比較簡單。所以微生物人工培養(yǎng)的條件比動(dòng)植物細(xì)胞簡單得多。其中厭氧微生物培養(yǎng)比好氧微生物復(fù)雜，因?yàn)閲?yán)格厭氧需要維持二氧化碳等非氧的惰性氣體濃度，而好氧微生物則只需要通過不斷攪拌提供無菌氧氣。微生物對培養(yǎng)條件要求不如動(dòng)植物細(xì)胞那樣苛刻，玉米漿、蛋白胨、麥芽汁、酵母膏等成為良好的微生物天然培養(yǎng)基。

培養(yǎng)條件

1. 無菌、無毒的環(huán)境：對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理，通常還要在培養(yǎng)液中加入一定量的的抗生素，以防被污染。此外應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝產(chǎn)物防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物累積對細(xì)胞自身產(chǎn)生危害。
2. 營養(yǎng)物質(zhì)：無機(jī)物（無機(jī)鹽、微量元素等），有機(jī)物（糖、氨基酸、促生長因子等）
3. 血清和血漿 (提供細(xì)胞生長必須的營養(yǎng)成份)
4. 溫度和pH（5±0.5℃，7.2～7.4）
5. 氣體環(huán)境（95%的空氣+5%CO?的混合氣體）

 
離體培養(yǎng)細(xì)胞與體內(nèi)細(xì)胞在營養(yǎng)要求上的主要差別：
·體外長期培養(yǎng)的細(xì)胞大多需要血漿、血清或胚胎浸出液。
·在體內(nèi)血液中許多活性很強(qiáng)的物質(zhì)只需微量即可維持營養(yǎng)的需要，而在體外培養(yǎng)時(shí)無法觀測，量多了可能與微量的作用不同，量少了又可能很快就被消耗掉。
·培養(yǎng)細(xì)胞是一群離體細(xì)胞，而這些細(xì)胞有不同的營養(yǎng)要求。這些不同的營養(yǎng)要求在體內(nèi)由其他器官和組織細(xì)胞的活動(dòng)間接供給，而在培養(yǎng)基中則沒有這種供給，也不受其他組織代謝的影響。
·各種組織都有其特殊的營養(yǎng)要求，能適合某一種組織的培養(yǎng)基，不一定就能適合別一種組織的細(xì)胞，其差異有時(shí)較大。
·在體內(nèi)的細(xì)胞，其新生與衰亡維持一種平衡，而在體外培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞增殖，體積加大，增殖速度往往高于分化速度，新生細(xì)胞比衰亡細(xì)胞生長要快，所以營養(yǎng)要求更高。

由此可見，各種不同的細(xì)胞具有不同的營養(yǎng)要求。因此，細(xì)胞營養(yǎng)的研究在組織細(xì)胞培養(yǎng)中非常重要。凡能進(jìn)入細(xì)胞中被細(xì)胞所利用，參與細(xì)胞代謝活動(dòng)和維持細(xì)胞生存的物質(zhì)均屬營養(yǎng)物質(zhì)。體外培養(yǎng)細(xì)胞的生長所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)，除糖類、氨基酸和脂類三大類營養(yǎng)物質(zhì)外，也需要一定量的無機(jī)鹽、維生素和微量元素等。為防止污染，培養(yǎng)基中還需添加一定量的抗生素。

 
細(xì)胞培養(yǎng)中的營養(yǎng)物質(zhì)

• 水

一切營養(yǎng)物質(zhì)只有溶于水，才易被細(xì)胞吸收。代謝產(chǎn)物也需溶于水才能排泄。水還便于溶質(zhì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。水作為一種導(dǎo)熱體，對生物體內(nèi)環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)起重要作用。水中有溶解氧的存在，可供細(xì)胞呼吸，可維持水中有機(jī)體的生存。細(xì)胞培養(yǎng)用水必須經(jīng)過2~3次玻璃器皿蒸鎦或者用離子交換樹脂處理。這樣的水含雜質(zhì)少、純度高，應(yīng)用起來安全可靠。

• 糖

細(xì)胞靠糖的氧化來獲得能量。葡萄糖是機(jī)體活動(dòng)能量的主要來源。故在培養(yǎng)基中應(yīng)加入一定濃度的葡萄糖（ 1g/100ml），以在生物氧化后供給細(xì)胞大量的能量。近年證明谷氨酰胺也是碳的重要來源.葡萄糖的作用與平均細(xì)胞容積有直接的關(guān)系,而與細(xì)胞數(shù)的變化關(guān)系較小。很多健康胚胎細(xì)胞和成體細(xì)胞，皆依賴無氧酵解來獲得能量，有些細(xì)胞也可以經(jīng)脫氨獲得基本能量。

• 氨基酸

氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。所有培養(yǎng)細(xì)胞需要以下12種基本氨基酸：
精氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、胱氨酸及酪氨酸。另外尚須谷氨酰胺。

• 維生素

維生素是人類及動(dòng)物細(xì)胞維持生命和生長所需的一種活性物質(zhì)。許多維生素是酶的輔酶和輔基的組成部分，對細(xì)胞的代謝有重大的影響，某些維生素缺乏，短期可引起細(xì)胞死亡。

• 無機(jī)離子和微量元素

鈉、鉀、鎂、鈣、磷、氮等無機(jī)離子是細(xì)胞生長所必需的，它們參與細(xì)胞的代謝，是細(xì)胞組成所需要的。此外，微量元素鐵、鋅、硒等也是細(xì)胞生長需要的。細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)用的平衡鹽溶液主要含鈉、鉀、鈣、鎂等陽離子。

• 血清

血清中含有多種促進(jìn)細(xì)胞生長因子，是體外培養(yǎng)細(xì)胞所需生長因子的重要來源。

• 促細(xì)胞生長因子

體外培養(yǎng)細(xì)胞除需要上述營養(yǎng)成分外，同樣需要促進(jìn)細(xì)胞生長的激素類物質(zhì)，尤其是促細(xì)胞生長因子。如胰島素能促使細(xì)胞利用葡萄糖和氨基酸，有促進(jìn)有絲分裂作用，對很多細(xì)胞的增殖生長均有促進(jìn)作用。氫化可的song對皮膚上皮細(xì)胞及乳腺上皮細(xì)胞增殖生長有很好的促進(jìn)作用，還能提高神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的克隆形成率。

 
細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用

1. 直接觀察活細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)。用于細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)、實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)和腫瘤學(xué)等多種學(xué)科研究.
2. 直接觀察細(xì)胞的變化可便于攝影。
3. 研究細(xì)胞種類如低等到高等到人類、胚胎到成體、正常組織到腫瘤。
4. 便于使用各種技術(shù)：相差、熒光、電鏡、組化、同位素標(biāo)記等方法觀察和研究細(xì)胞狀況。
5. 是分子生物學(xué)和基因工程學(xué)的研究對象，也是其主要的組成部分。
6. 易于施用物理、化學(xué)生物的實(shí)驗(yàn)研究。
7. 易于提供大量生物性狀相似的實(shí)驗(yàn)對象,耗資少比較經(jīng)濟(jì)。
8. 成為生物制品單克隆抗體生產(chǎn)和基因工程等的材料來源。

營養(yǎng)物質(zhì)：

氨基酸：

維生素：

血清：

抗生素：

消化酶：

其他輔助產(chǎn)品：

耗材：