体外培养的细胞需要适应体外环境，它在形态上也会有所改变，与体内形态不定完全相同。体外培养细胞一般依其能否贴附在支持物上生长的特性分为贴壁型和悬浮型。贴壁型大致包括成纤维样细胞、多形性细胞等；悬浮型细胞多为圆形，包括一些取自血、脾或骨髓的培养细胞，如白细胞。
常用的培养基有RPMI 1640、DMEM、MEM、混合培养基DMEM/F12以及各种无血清培养基等。在配制基本培养基时，要注意添加一些活性物质或生长因子，血清是细胞培养过程中最重要的添加，它含有许多生长因子，能促进细胞增殖。血清的种类比较多，有牛血清、马血清、人血清和鼠血清等，最常用的为牛血清，牛血清中又分胎牛、新生牛和小牛血清。不同的血清成分也不尽相同，而且每一批的产品也不同，所以在进细胞培养时最好先对血清进行比较。实际上，血清中还含有许多未知因子存在。
培养细胞用的水要求纯度高，一般用超纯水。大部细胞生长的最佳条件是pH 7.2～7.4，培养基的pH可由添加在培养基中的指示剂——酚红的颜色来判断，中性时为红色，酸性时为黄色，碱性时为紫色。细胞培养常在CO2培养箱中进行，一般CO2浓度调整为5%哺乳动物细胞最适宜的培养温度为36.5±0.5℃。
1.培养基质
维持细胞生长的营养基质称为培养基。培养基可分为液体培养基和固体培养基。液体培养基具有可进行通气培养、振荡培养的优点。根据培养基成分又将液体培养基分为基础培养基和完全培养基，基础培养基只能维持细胞生存，要想使细胞生长和繁殖，还需添加天然培养基，常用的是牛血清，牛血清不仅含有促进细胞增殖的各种生长因子和其他多种有利于细胞生存的物质，而且它还可用于大规模的工业生产及生理代谢等基本理论的研究工作。固体培养基是在液体培养基中加入一定的凝固剂（如琼脂）或固体培养物（如麸皮、大米等）得到的。固体培养基为细胞的生长提供了一个营养及通气的表面，在这样一个营养表面上生产的细胞可形成单个克隆。因此，固体培养基在细胞的分离、鉴定、计数等方面起着相当重要的作用。
2.细胞培养模拟的生理环境
（1）温度。不同生物体体内的酶和蛋白质对温度的敏感性不样，温度过低或过高对细胞生长都不利。温度过低，细胞生长缓慢甚至不生长。哺乳动物和人的细胞最适温度为37℃，其他细胞的最适温度都不尽相同。温度过高，细胞内多数生物大分子空间结构改变、失活，细胞因无法正常代谢，细胞膜破裂，细胞死亡。实验室通常利用恒温培养箱来维持细胞培养所需要的温度。细胞冻存就是利用低温使细胞在保留原有分裂分化能力的基础上处于近似休眠状态。极耐高温和极耐低温的细胞自然界都存在，对此类细胞温度耐性的机制研究在生物进化、环保及发酵工业等领域有重大意义。
（2）pH。细胞所处环境过酸或过碱会使得相关蛋白质变性及细胞膜结构受损，进而导致细胞死亡。不同细胞的最适pH不同，自然界也存在耐酸耐碱的细胞，但绝大多数细胞的最适pH为7.2～7.4。(www.xing528.com)
（3）渗透压。两侧水溶物质浓度不同的半透膜，为了阻止水过度地从低浓度侧向高浓度一侧渗透，而在高浓度侧施加一个最小额外压力，该压力称为渗透压。细胞膜就是一种半透膜，细胞膜两侧可溶于水的物质种类和比例决定细胞内所受渗透压的大小。细胞膜调节渗透压的能力十分有限。当细胞外易溶于水的物质种类和比例过大时，可能导致细胞干瘪死亡，反之，若细胞内这种物质过多时，可能导致细胞过量吸水膨胀而破裂。
（4）营养物。营养物溶于水形成培养基，也称之为培养液。培养基中含有细胞生长增殖必要的物质，也为细胞离体培养提供其所需要的pH、渗透压、营养物及调节物质等，形成一个稳定的生存环境。因此，细胞培养基的设计对细胞离体培养十分关键。培养基中需包含的营养物有：N源、C源（提供能量、无机盐和生长因子，参与代谢调节控制）。根据细胞离体培养的要求，培养基中还需添加某些特殊的营养物，如在干细胞分化研究与应用中，培养基中需要添加某种使干细胞特异性物质，才会使得细胞定向分化。如果研制出由相同人体干细胞分化成不同组织器官的不同培养基，就将彻底改变等待移植器官资源严重不足的现状。同样，在植物细胞的组织培养技术，也因各种不同组织培养基的成功研制而得到不断完善。人们利用细胞培养技术培育出各种稀有、濒危物种，为生物多样性做出巨大贡献。
（5）水。水是细胞需要量最大的物质。不同物种，同生物不同部位和不同生长期的细胞需水量差别很大。水的需求量随细胞培养基给予。
（6）无菌条件。无菌条件是细胞离体培养最基本的条件。所有与细胞有直接接触的物质，如培养基和药物，都必须进行严格的灭菌处理，保证完全的无菌。另外，在进行细胞处理以及培养过程中，必须保证一个无菌的环境以及严格的无菌操作，超净工作台是最常用的处理细胞的环境。
（7）光。绝大多数植物细胞和极少数细菌含有叶绿体，需要进行光合作用，因此，在培养过程中应提供一定的光照。
（8）气体。动物细胞培养过程中需要供给比例适宜的空气和二氧化碳，一般为95%：5%，氧气提供细胞正常代谢需求，二氧化碳将培养基pH稳定为7.0～7.4，另外，CO2在DNA合成中也发挥着重要作用。植物细胞培养中，CO2的主要功能是参与代谢，如光合作用。
3.细胞培养条件
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