体外培养的细胞直接生活在培养基中，因此培养基应能满足细胞对营养成分、促生长因子、激素、渗透压、pH等诸多方面的要求。

　　一、营养成分

　　细胞对营养条件一般包括以下几个方面：

　　1 氨基酸：是细胞合成蛋白质的原料。所有细胞都需要12种必须氨基酸：缬氨酸、亮、异亮、苏、赖、色、苯丙、蛋、组、酪、精氨酸、胱氨酸。此外还需要谷氨酰胺，它在细胞代谢过程中有重要作用，所含的氮是核酸中票令和嘧啶合成的来源，同样也是合成三、二、一磷酸酰苷所需要的基本物质。

　　2 单糖：培养中的细胞可以进行有氧与无氧酵解，六碳糖是主要能源。此外六碳糖也是合成某些氨基酸、脂肪、核酸的原料。细胞对葡萄糖的吸收能力最高，半乳糖最低。

　　3 维生素：主要扮演辅酶、辅基的角色，必不可少。生物素、叶酸、烟酰胺、泛酸、吡哆醇、核黄素、硫胺素、维生素B12都是培养基常有的成分。

　　4 无机离子与微量元素：细胞生长除需要钠钾钙镁氮和磷等基本元素，还需要微量元素，如铁、锌、硒、铜、锰、钼、钒等。

　　二、促生长因子及激素

　　越来越多的实验证实各种激素、生长因子对于维持细胞的功能、保持细胞的状态(分化或未分化)具有十分重要的作用。有些激素对许多细胞生长有促生长作用，如胰岛素，它能促进细胞利用葡萄糖和氨基酸。有些激素对某一类细胞有明显促进作用，如氢化可的松可促进表皮细胞的生长，泌乳素有促进乳腺上皮细胞生长作用等。

　　三、渗透压

　　细胞必须生活在等渗环境中，大多数培养细胞对渗透压有一定耐受性。人血浆渗透压290mOsm/kg, 可视为培养人体细胞的理想渗透压。鼠细胞渗透压在320mOsm/kg左右。对于大多数哺乳动物细胞，渗透压在260-320mOsm/kg的范围都适宜。

　　四、pH

　　大多数细胞适宜pH为7.2-7.4，偏离此范围对细胞将产生有害影响，培养基应具一定的缓冲能力。造成pH波动主要是代谢产生的CO2，在封闭式培养过程中CO2与水结合产生碳酸，培养基pH很快下降。为解决这一问题，合成培养基中使用了NaHCO3-CO2缓冲系统，并采用开放培养的方式，使细胞代谢产生的CO2及时溢出培养瓶，在通过稳定调节温箱中CO2浓度(5%)，使之与培养基中的NaHCO3处于平衡状态。

　　五、无毒、无污染

　　体外生长的细胞对微生物及一些有害有毒物质没有任何抵抗能力，因此培养基应达到无化学物质污染、无微生物污染(如细菌、真菌、支原体、病毒等)、无其他对细胞产生损伤作用的生物活性物质污染(如抗体、补体)。对于天然培养基，污染主要来源于取材过程及生物材料本身，应当严格选材，严格操作。对于合成培养基，污染主要来源于配制过程，配制所用的水，器皿应十分洁净，配制后应严格过滤除菌。

　　0. 牛血清是细胞培养中用量最大的天然培养基，含有丰富的细胞生长必须的营养成份，具有极为重要的功能。

　　1. 提供对维持细胞指数生长的激素，基础培养基中没有或量很少的营养物，以及主要的低分子营养物。

　　2 提供结合蛋白，能识别维生素、脂类、金属和其他激素等，能结合或调变它们所结合的物质活力。

　　3.有些情况下结合蛋白质能与有毒金属和热原质结合，起到解毒作用。

　　4.是细胞贴壁、铺展在塑料培养基质上所需因子来源。

　　5. 起酸碱度缓冲液作用。

　　6. 提供蛋白酶抑制剂，使在细胞传代时使剩余胰蛋白酶失活，保护细胞不受伤害。

　　牛血清的主要成份

　　血清是一种很复杂的混合物，其组成成份虽大部分已为人所知，但还有一部分尚不清楚，而且血清组成及含量常随供血动物的性别、年龄、生理条件和营养条件不同而异。

　　1. 蛋白质是牛血清中主要成份。除包括可携带金属离子、脂肪酸和自身是激素类蛋白外主要还有白蛋白，球蛋白。纤维粘连素 细胞促进细胞附着;α2 巨球蛋白 抑制胰蛋白酶的作用;胎牛血清中含胎球蛋白 促细胞附着;转铁蛋白 能结合铁离子，减少其毒性和被细胞利用。

　　2.多肽：血小板促生长因子能促细胞分裂，是多肽家庭的主要成员之一，是主要的促细胞增殖因子;成纤维细胞生长因子、表皮细胞生长因子、神经细胞生长因子等，血清中含量虽很少，但对细胞生长也有一定作用。

　　3.激素：激素对细胞的作用是多方面的。

　　胰岛素：促进细胞摄取葡萄糖和氨基酸，与促细胞分裂有关。

　　类胰岛素生长因子：能与细胞表达的胰岛素受体结合，从而有胰岛素同样的作用。促生长激素：促细胞增殖效应。

　　氢化可的松：血清中含有定量的该成分，它可能兼有促细胞贴附和增殖作用，但有人证明，血清中的氢化可的松，如细胞密度高时可能有抑制细胞的作用和诱导其发生分化。

　　4其他成份：氨基酸、葡萄糖、酮酸等对多种营养成分的合成培养基意义不大。与蛋白相结合状态的微量元素对细胞培养有意义