mini|Glasgow Minimal Essential Medium Ein Zellkulturmedium bezeichnet in der Zellkultur ein Nährmedium, das für die Kultur von eukaryotischen Zellen verwendet wird.
Eigenschaften mini|Phenolrot (40 µmol/l) in Zellkultur-Medium DMEM, pH 6,0 – 8,0 Nährmedien für die Kultur von Tierzellen sind ausschließlich Flüssigmedien. Sie umfassen RPMI-1640, Basal Medium Eagle (BME), Eagle’s Minimal Essential Medium, Dulbecco's Modified Eagle Medium, α-MEM (Minimum Essential Medium Eagle–alpha Modifikation), Ham's F-10, Ham's F-12, Glasgow Minimum Essential Medium (GMEM), Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium (IMDM), Leibovitz's L-15 Medium, McCoy's Medium und für die Insektenzellkultur Trichoplusia ni Medium-Formulation Hink (TNM-FH, z. B. Grace's Insect Medium, Supplemented).Sabine Schmitz: Der Experimentator: Zellkultur. 4. Auflage, Springer Spektrum, 2020. ISBN 978-3-662-58951-9. S. 145–156.Gerhard Gstraunthaler, Toni Lindl: Zell- und Gewebekultur. 8. Auflage, Springer, 2021. . S. 92–125. Oftmals wird auch eine 1:1-Mischung von DMEM und Ham's F-12 verwendet, das die hohe Glucosekonzentration von DMEM mit der hohen Aminosäurekonzentration von Ham's F-12 kombiniert.
Zellkulturmedien sind isotonisch. Die Osmolalität von Blutplasma in Säugern beträgt circa 290 mosm/kg H2O.Gerhard Gstraunthaler, Toni Lindl: Zell- und Gewebekultur. 8. Auflage, Springer, 2021. . S. 126–130. Bei Medien für Säugerzellen liegt daher die Osmolalität zwischen 270 mosm/kg H2O für RPMI-1640 und 340 mosm/kg H2O für DMEM. Um eine ausreichende Versorgung mit Luftsauerstoff zu ermöglichen, ist weniger als ein Zentimeter Höhe an Medium über den Zellen. Bei Insektenkulturen wird die Osmolalität auf etwa 360 mosm/kg H2O eingestellt. Medien für Amphibienzellen haben eine deutlich niedrigere Osmolalität. Wenn HEPES als zusätzliche Puffersubstanz hinzugegeben wird, muss die Konzentration an Natriumchlorid stöchiometrisch entsprechend gesenkt werden. Meistens enthalten Zellkulturmedien einen ungiftigen pH-Indikator wie Phenolrot, der eine Ansäuerung des Mediums mit einem Farbumschlag zu gelb und somit einen nötigen Wechsel des Mediums anzeigt. Die weiteren Bestandteile der Zellkulturmedien können in folgende Gruppen eingeteilt werden: Glucose als Energielieferant und Kohlenstoffquelle, Aminosäuren, Salze einschließlich Spurenelemente, Vitamine und Cofaktoren.
Zusammensetzung +Verschiedene MEM-Derivate (Auswahl), in [mg/L] Bestandteil BME MEM α-MEMa DMEM IMDMIMDM Glycin503030 L-Alanin2525 L-Arginin × HCl211261268484 L-Asparagin × H2O5025 L-Asparaginsäure3030 L-Cystein × HCl × H2O10091,4 L-Cystin × 2 HCl16313163 L-Glutaminsäure7575 L-Glutamin292292292584584 L-Histidin83142 L-Histidin × HCl × H2O424242 L-Isoleucin265252105105 L-Leucin265252105105 L-Lysin × HCl36,477373146146 L-Methionin7,515153030 L-Phenylalanin16,532326666 L-Prolin4040 L-Serin254242 L-Threonin2448489595 L-Tryptophan410101616 L-Tyrosin, Dinatriumsalz × 2 H2O265252104104 L-Valin23,546469494 Ascorbinsäure50 Biotin10,10,013 Cholinchlorid11144 D-Calciumpantothenat1114 Folsäure11144 Niacinamid11144 Pyridoxal × HCl11144 Riboflavin0,10,10,10,40,4 Thiaminhydrochlorid11144 Vitamin B121,360,013 i-Inositol2227,27,2 Calciumchlorid (CaCl2) (anhyd.)200200200200165Eisennitrat (Fe(NO3)3 × 9 H2O)0,1 Kaliumnitrat0,076 Kaliumchlorid (KCl)400400400400330 Magnesiumsulfat (MgSO4) (anhyd.)97,6797,6797,6797,6797,67 Natriumhydrogencarbonat (NaHCO3)22002200220037003024 Natriumchlorid (NaCl)68006800680064004505 Natriumdihydrogenphosphat (NaH2PO4 × H2O)140140140125125 Natriumselenit0,017 D-Glucose (Dextrose)1000100010001000/45004500 Liponsäure0,2 Phenolrot1010101515 Natriumpyruvat110110110 HEPES5958
Zusätze Dem Medium wird oftmals 10 % Volumenanteil an FCS (auch FKS) hinzugefügt, das Wachstumsfaktoren enthält. Da Proteine für die meisten Zelltypen nicht in der üblichen Nahrung vorkommen (außer bei manchen Blutzellen), denn diese werden im Gegensatz zu kleineren Molekülen in den Blutgefäßen im Blutkreislauf zurückgehalten, wird FCS zur Denaturierung der Proteine hitzeinaktiviert.Gerhard Gstraunthaler, Toni Lindl: Zell- und Gewebekultur. 8. Auflage, Springer, 2021. . S. 93–95. Daneben wird die Aminosäure Glutamin aufgrund einer Neigung zur Hydrolyse sowie Natriumhydrogencarbonat aufgrund einer Neigung zum Ausgasen bei einem pH-Wert von 7,4 frisch zugegeben. Die Glutaminlösung sollte in Aliquots aufgeteilt bei −20 °C aufbewahrt werden, ebenso sollten glutaminhaltige Medien bei 4 °C aufbewahrt werden, um eine Hydrolyse zu minimieren.
+Glutaminzusätze Medium Volumen einer 200 mM Glutaminlösung in [ml/l] Glutamin-Endkonzentration in [mg/l] BME Earle 10,0 292,3 BME Hanks 10,0 292,3 DMEM (Dulbeccos MEM) 20,0 584,6 DMEM/Ham F-12 12,5 365,0 Glasgow MEM 10,0 292,3 Ham's F-10 5,0 146,2 Ham's F-12 5,0 146,2 IMDM (Iscoves DMEM) 20,0 584,6L-15 Medium (Leibovitz) 10,3 300,0McCoy 5a 7,5 219,15Medium 199 Earle 3,4 100,0Medium 199 Hanks 3,4 100,0MEM Earle 10,0 292,3MEM Hanks 10,0 292,3MEM Spinner 10,0 292,3RPMI-1640 10,3 300,0Williams Medium E 10,0 292,3 200 mM Glutamin entspricht in den meisten Fällen einer 100× Stammlösung. Die Endkonzentration im Medium ist dann 2 mM.
Zur Verstärkung der Pufferwirkung des Mediums wird gelegentlich HEPES zugesetzt, wobei die Konzentration von Natriumchlorid stöchiometrisch gemindert wird, um isotonisch zu bleiben. Bei Lymphozyten der Maus wird oftmals als Reduktionsmittel 50 – 200 μM β-Mercaptoethanol hinzugefügt. Der Nutzen ist umstritten. In der serumfreien Zellkultur ist β-Mercaptoethanol ohne Zugabe von BSA toxisch.
Serumfreies Medium Für die pharmazeutische Produktion werden dagegen definierte Medien (d. h. ohne unbekannte Komponenten) ohne Bestandteile tierischen Ursprungs (weniger Kontaminationsgefahr) verwendet. Diese enthalten anstatt FCS 5 mg/L bovines Insulin, 5 mg/L humanes Transferrin und 5 μg/L Natriumselenit und, je nach Zelltyp, weitere Zusätze.Gerhard Gstraunthaler, Toni Lindl: Zell- und Gewebekultur. 8. Auflage, Springer, 2021. . S. 119–123. Ersatzmöglichkeiten für Serum bei verschiedenen Zelllinien sind in der Datenbank Fetal Calf Serum Free Database aufgeführt.
Passende Medien +Medien-Zelltyp-KombinationenGerhard Gstraunthaler, Toni Lindl: Zell- und Gewebekultur. 8. Auflage, Springer, 2021. . S. 89–91.ZelllinieZellabstammungSpeziesGewebeMedium 293-Zellen [Hek293] Epithel Mensch Embryonale NiereMEM + 10 % FKS 3T3 (NIH 3T3) Fibroblast Maus Embryonal DMEM + 10 % FKS 3T6 Fibroblast Maus Embryonal DMEM + 10 % FKS A-431 Epithel Mensch Epidermis DMEM + 10 % FKS A549-Zellen Epithel Mensch Lungenkarzinom Ham's F-12 K + 10 % FKS A6 Epithel Xenopus laevis Niere NCTC 109 Medium zu 75 %, 15 % Aq. Dest. + 10 % FKS A9 L Fibroblast Maus Bindegewebe DMEM + 10 % FKS AtT-20 Epithel Maus Hypophysentumor Ham's F-10, 15 % Pferdeserum + 2,5 % FKS BALB/3T3 Fibroblast Maus Embryonal DMEM + 10 % FKS BHK-21 Fibroblast Hamster Niere GMEM + 10 % FKS oder MEM + 10 % FKS und NEAA BS-C-1 Epithel Grüne Meerkatze Niere MEM + 10 % FKS BSC40 Epithel Grüne Meerkatze Niere DMEM + 10 % FKS BT Fibroblast Rind Nasenschleimhaut MEM + 10 % FKS und NEAA C6 Fibroblast Ratte Gliom F-12 K, 15 % Pferdeserum + 2,5 % FKS Caco-2 Epithel Mensch Kolon Adenokarzinom MEM + 20 % FKS und NEAA CHO-K1 Epithel Hamster Ovar F-12 + 10 % FKS Clone 9 Epithel Ratte Leber F-12 K + 10 % FKS Clone M-3 Epithel Maus Melanom Ham's F-10, 15 % Pferdeserum + 2,5 % FKS COS-Zellen: COS-1, COS-7 Fibroblast Grüne Meerkatze Niere DMEM + 10 % FKS CRFK Epithel Katze Niere MEM + 10 % FKS und NEAA CV-1 Fibroblast Grüne Meerkatze Niere MEM + 10 % FKS D-17 Epithel Hund Osteosarkom MEM + 10 % FKS + NEAA Daudi Lymphoid Mensch Burkitt-LymphomRPMI-1640 + 10 % FKS EB Fibroblast Mensch Haut DMEM + 10 % FKS GH1, GH3 Epithel Ratte Hypophysentumor Ham's F-10, 15 % Pferdeserum + 2,5 % FKS H9 Lymphoid Mensch T-Zell-Lymphom RPMI-1640 + 20 % FKS HaK Epithel Hamster Niere BME + 10 % Rinderserum HCT-15 Epithel Mensch Kolorektales AdenokarzinomRPMI-1640 + 10 % FKS HeLa-Zellen Epithel Mensch Cervixkarzinom MEM + 10 % FKS und NEAA Hep G2 Epithel Mensch Hepatozelluläres Carcinom MEM + 10 % FKS HK-2 Epithel Mensch Niere, HPV-16 transformiert Serumfreies Keratinozyten-medium (K-SFM, von GIBCO) + Hypophysenextrakt und EGF HL-60 Lymphoid Mensch Promyelocytische Leukämie RPMI-1640 + 20 % FKS HT-1080 Epithel Mensch Fibrosarkom MEM + 10 % hi FKS und NEAA HT-29 Epithel Mensch Kolon Adenokarzinom McCoy's 5 A + 10 % FKS HUVEC Epithel Mensch Nabelschnurendothel Ham's F-12 K + 10 % FKS und 100 μg/ml Heparin I-10 Epithel Maus Leydig-Zelltumor Ham's F-10, 15 % Pferdeserum + 2,5 % FKS IEC-6 Epithel Ratte Dünndarmepithel DMEM, 4 mM Glutamin, 1,5 g/l NaHCO3, 4,5 g/l Glucose, 0,1 U/ml Rinderinsulin, 10 % FKS IM-9 Lymphoid Mensch Peripheres Blut Multiples Myelom RPMI-1640 + 10 % FKS JEG-3 Epithel Mensch Chorionkarzinom MEM + 10 % FKS Jensen Fibroblast Ratte Sarcom McCoy's 5 A + 5 % FKS Jurkat Lymphoid Mensch Lymphom RPMI-1640 + 10 % FKS K-562 Lymphoid Mensch Myelogene Leukämie RPMI-1640 + 10 % FKS KG-1 Myeloidyelo-blastoid Mensch Knochenmark Erythroleukämie IMDM + 20 % FKS L2 Epithel Ratte Lunge Ham's F-12 K + 10 % FKS L6 Myeloid Ratte Skelettmuskel DMEM + 10 % FKS L-929 Fibroblast Maus Bindegewebe MEM + 10 % FKS LLC-PK1 Epithel Schwein Niere Medium 199, 2,2 g/l NaHCO3 + 3 % FKS LLC-RK1 Epithel Kaninchen Niere Medium 199, 1,12 g/l NaHCO3 + 10 % Pferdeserum LLC-MK2 Epithel Rhesusaffe Niere Medium 199, 1,68 g/l NaHCO3 + 1 % Pferdeserum LLC-WRC 256 Epithel Ratte Milchdrüsenkarzinom Medium 199 + 5 % Pferdeserum McCoy Fibroblast Maus Unbekannt MEM + 10 % FKS MCF7 Epithel Mensch Brust Adenokarzinom MEM + 10 % FKS und NEAA + 10 μg/ml Insulin MDBK Epithel Rind Niere MEM + 10 % FKS MDCK-Zellen Epithel Hund Niere MEM + 10 % FKS NRK-49 F Fibroblast Ratte Niere DMEM, 4 mM Glutamin, 1,5 g/l NaHCO3, 4,5 g/l Glucose + 5 % NKS NRK-52E Epithel Ratte Niere DMEM, 4 mM Glutamin, 1,5 g/l NaHCO3, 4,5 g/l Glucose + 5 % NKS PC-12 neuronal Ratte Phäochromozytom RPMI-1640 + 10 % hi Pferdeserum und 5 % FKS PK13 Epithel Schwein Niere DMEM + 10 % FKS PK(15) Epithel Schwein Niere MEM + 10 % FKS PtK1 Epithel Potoroo, Lang-schnauziges Kaninchen-känguru Niere MEM + 10 % FKS Raji Lymphoid Mensch Burkitt-Lymphom RPMI-1640 + 10 % FKS RK13 Epithel Kaninchen Niere MEM + 10 % FKS SW-13 Mensch NebennierenrindenkarzinomLeibovitz L-15 + 10 % FKS T84 Epithel Mensch Kolon Adenokarzinom DMEM/Ham's F-12 (1:1), 2,5 mM Glutamin + 5 % FKS Vero-Zellen Grüne Meerkatze Niere MEM + 10 % FKS WI-38 Epithel Mensch Embryonale Lunge BME + 10 % FKS XC Epithel Ratte Rous Sarkom MEM + 10 % FKS und NEAAY-1 Epithel Maus Nebennierenrindentumor Ham's F-10, 15 % Pferdeserum + 2,5 % FKS Sf9, Sf21 Spodoptera frugiperda Ovar TNM-FH + 10 % hi FKS, oder Sf-900 II SFM (serumfrei), oder Sf-900™ III SFM (serumfrei) High Five (BTITN-5B1-4) Trichoplusia ni Ovar TNM-FH + 10 % FKS, oder Express Five SFM (serumfrei) Schneider 2 (S. 2), D.Mel-2 Drosophila melanogaster Embryo Schneider’s Drosophila Medium + 10 % hi FKS
Waschlösungen Zum Waschen und zur kurzfristigen Lagerung (wenige Minuten) werden Balanced Salt Solutions wie Phosphatgepufferte Salzlösung (PBS), Hanks-Salze oder Earle-Salze verwendet.
Einzelnachweise
Kategorie:Nährmedium