细胞培养基的种类很多,按其来源分为合成培养基和天然培养基(目前使用的培养基绝大部分是合成培养基),按其物质状态分为干粉培养基和液体培养基两类。干粉培养基需由实验者自己配制并灭菌,液体培养基由专业商家提供,用户可直接使用,非常方便。合成培养基的主要成分有：氨基酸、碳水化合物、无机盐、维生素及其它辅助物质：

1、氨基酸

氨基酸是组成蛋白质的基本单位。不同种类的细胞对氨基酸的要求各异,但有几种氨基酸细胞自身不能合成,必须依靠培养液提供,这几种氨基酸称为必需氨基酸。其中谷氨酰胺是细胞合成核酸和蛋白质必需的氨基酸,在缺少谷氨酰胺时,细胞生长不良而死亡。因此,各种培养液中都有较大量的谷氨酰胺。但是,由于谷氨酰胺在溶液中很不稳定,应置于-20℃冰箱中保存,在使用前加入培养液内。已含谷氨酰胺的培养液在4℃冰箱中储存2 周以上时,还应重新加入原来量的谷氨酰胺。

2、碳水化合物

碳水化合物是细胞生长主要能量来源,其中有的是合成蛋白质和核酸的成分。主要有葡萄糖、核糖、脱氧核糖、丙酮酸钠和醋酸等。

3、无机盐

培养液中无机盐的主要功能是帮助细胞维持渗透压平衡。此外,通过提供钠,钾和钙离子,帮助细胞调节细胞膜功能。培养液的渗透压是一个非常重要的因素, 细胞通常可耐受260mOsm/kg ～320 mOsm/kg。标准培养液的渗透压在此范围内波动。特别注意：向培养液中加入其它物质有可能会明显改变培养液的渗透压,特别是溶于强酸或强碱中的物质。向培养液中添加HEPES 时需按以下方法调节钠离子浓度。

缓冲系统

大多数细胞所需pH 在 7.2 - 7.4。但是,细胞培养适pH 值随培养的细胞种类不同而不同。成纤维细胞喜欢较高pH (7.4 - 7.7), 而传代转化细胞系则需要偏酸pH (7.0 - 7.4)。

由于多数培养液靠碳酸氢钠(NaHCO3)与CO2 体系进行缓冲,因此,气相中的CO2 浓度应与培养液中碳酸氢钠浓度相平衡。如果气相或培养箱空气中CO2 浓度设定在5%,培养液中NaHCO3 的加入量为1.97g/L；如果CO2 浓度维持在10%,培养液中NaHCO3 的加入量为3.95g/L。

细胞培养瓶盖不应拧得太紧,以保证气体交换。HEPES 是一种非离子缓冲液,在pH 7.2 - 7.4 范围内具有较好的缓冲能力,但是非常昂贵,在高浓度时对一些细胞可能有毒。HEPES 缓冲液可与低水平的碳酸钠(0.34g/L)共用,以抵消因额外加入HEPES 引起的渗透压增加。在这种培养条件下,细胞培养瓶的盖子应拧紧,以防止培养液中所需的少量碳酸盐散入空气中。大多数培养液中含有酚红作为pH 指示剂,酸性培养液呈橙黄色,碱性培养液呈深红色。

4、维生素

在细胞培养中,尽管血清是维生素重要来源, 但是许多培养基中添加了各种维生素以适合更多的细胞系生长。

5、其它成分

在一些较为复杂的培养液中还包括其它一些成分。如在杂交瘤技术中常用的DMEM 培养液,使用时还需要补加丙酮酸钠和2-C2H6OS(2-Mercaptoethanol,2-Me)。2-Me 对细胞生长有很重要的作用。有人认为它相当于胎牛血清,有直接刺激细胞增殖作用。2-Me的活性部分是硫氢基,其中一个重要作用是使血清中含硫的化合物还原成谷胱甘肽,能诱导细胞的增殖,为非特异性的激活作用。同时避免过氧化物对培养细胞的损害。另一个重要作用是促进分裂原的反应和DNA 合成,增加植物凝集素(PHA)对淋巴细胞的转化作用,已广泛应用于杂交瘤技术,另外,也开始用于一些难以培养的细胞。2-Me 是一种小分子还原剂,极易氧化。分子量为78.13,纯的2-Me 是一种无色有刺激味的液体,比重为1.110-1.120(Do20),常用终浓度为5×10-5M。常配制成0.1M 的储存液,用时每升培养液加0.5ml。