一、細胞培養基的緩沖系統選擇及pH變化問題

由于大多數細胞適宜的pH為7.0~7.4，偏離此范圍可能對細胞生長產生有害的影響。但各種細胞對pH的要求也不完全相同，原代培養的細胞一般對pH變動耐受力差，無限細胞系耐受力強。因此，原代培養時，培養液中的緩沖系統就顯得較為重要。一般的細胞培養基采用的都是平衡鹽系統，但不同的培養基或是同一系列的培養基所用平衡鹽系統不同，如199系列、MEM系列均有Hanks’系統的培養基及Earle’s系統的培養基。有些培養基不是上述常規的平衡鹽系統，例如RPMI1640培養基、F12培養基。MEM低血清培養基的平衡鹽系統也不是常規的平衡鹽系統，該平衡鹽系統的緩沖能力強于常規平衡鹽系統的緩沖能力。

細胞培養過程中pH值下降產生的原因有很多。在細胞生長非常快時，pH值通常下降得很快，此時可以通過及時傳代、提高傳代比例或降低血清量等方法進行解決。此外，培養瓶蓋擰得過緊、NaHCO3緩沖系統緩沖能力不夠、培養液中鹽濃度不正確、細菌、酵母或真菌污染等也能導致pH值通常下降得很快。這時，可以通過以下幾種方法解決：

1）增加培養液中NaHCO3濃度或減少培養箱內CO2濃度。NaHCO3含量在2.0 g/L到3.7 g/L之間時對應的CO2濃度為5~10%；

2) 改用不依賴CO2培養液；

3) 適當松開瓶蓋。在培養液中加HEPES緩沖液，使終濃度為10~25 mM；

4) 在CO2培養環境中改用基于Earle's鹽配制的培養液，在大氣培養環境中培養改用Hanks'鹽配制的培養液；

5) 如果是污染造成的則丟棄培養物或用抗生素除菌。

酚紅在細胞培養基中用作pH值的指示劑。一般情況下，可以通過酚紅的指示作用判斷培養基的pH值，但低血清或是無血清細胞培養基中酚紅的含量與普通細胞培養基中的酚紅含量不同，不能通過肉眼觀察或通過經驗來判定pH值，建議使用pH計進行測定。酚紅通常對含血清的細胞培養基生產的生物制品質量并不會產生明顯影響，也可通過純化技術去除，但酚紅在無血清細胞培養基中可能帶來胞內鈉/鉀失衡，影響細胞生長。

碳酸氫鈉在細胞培養基中主要是作為緩沖系統，此外還具有調節滲透壓的作用。通常產品使用說明中的碳酸氫鈉推薦量是一個標準、安全量，是在科學的基礎上根據實踐經驗所得。但是由于不同的細胞系（株）不同，同一株細胞適應環境也可能不同（細胞耐受性不同等），且存在的地域性水質差異等，在實際生產過程中也可稍作改動，但使用者需做相應的檢測（理化及細胞生產試驗等）。

HEPES是一種非離子緩沖液，在pH 7.2 ～7.4范圍內具有較好的緩沖能力，在高濃度時對一些細胞可能有毒。HEPES緩沖液可與低水平的碳酸鈉（0.34g /L）共用，以抵消因額外加入HEPES引起的滲透壓增加。其安全濃度范圍是10～25mmol/L。

丙酮酸鈉可以作為細胞培養中的替代碳源，盡管細胞更傾向于以葡萄糖作為碳源，但是在沒有葡萄糖的條件下，細胞也可以代謝丙酮酸鈉。

谷氨酰胺在溶液中很不穩定，4 ℃下放置1周可分解50 %，使用中最好單獨配制，置-20 ℃冰箱中保存，使用前加入細胞培養液中。