在細(xì)胞培養(yǎng)的過程中，培養(yǎng)基的顏色變化往往是一個(gè)重要的指示信號，反映了培養(yǎng)環(huán)境的適宜性和細(xì)胞代謝的狀態(tài)。許多細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，培養(yǎng)基的顏色會(huì)逐漸變深。這一現(xiàn)象背后隱藏著多種可能的原因，本文將對此進(jìn)行詳細(xì)的探討。

酚紅指示劑的作用

細(xì)胞培養(yǎng)基中通常含有一種名為酚紅的pH指示劑。酚紅的顏色變化范圍涵蓋了pH 6-8，從黃色到紫紅色不等。在接近中性的pH值（pH 7.0-7.4）下，酚紅呈現(xiàn)粉紅色至紅色，這是理想的細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境。當(dāng)培養(yǎng)基顏色變深時(shí)，通常意味著pH值有所變化，而這種變化往往是由多種因素引起的。

細(xì)胞代謝的影響

細(xì)胞的代謝活動(dòng)是影響培養(yǎng)基pH值及顏色變化的主要因素之一。細(xì)胞在消耗葡萄糖并進(jìn)行乳酸發(fā)酵時(shí)會(huì)產(chǎn)生乳酸，導(dǎo)致培養(yǎng)基變酸。這種酸性環(huán)境會(huì)使酚紅指示劑的顏色變黃，從而反映出培養(yǎng)基的pH值下降。隨著細(xì)胞代謝的持續(xù)進(jìn)行，酸性代謝產(chǎn)物不斷積累，培養(yǎng)基的顏色可能會(huì)越來越深。

二氧化碳濃度的變化

在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，二氧化碳（CO?）的濃度也起著至關(guān)重要的作用。在CO?孵化器中，CO?與水反應(yīng)生成碳酸，進(jìn)而分解為H+和HCO?-，影響培養(yǎng)基的pH值。當(dāng)CO?濃度過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)基的pH值降低，使得培養(yǎng)基顏色變黃。相反，如果CO?濃度過低，培養(yǎng)基會(huì)變得偏堿，顏色可能會(huì)變深，同時(shí)細(xì)胞生長也會(huì)變得緩慢。

緩沖體系的變化

培養(yǎng)基中的碳酸氫鈉等緩沖物質(zhì)在維持pH值穩(wěn)定方面起著關(guān)鍵作用。如果緩沖體系不足或功能失效，可能導(dǎo)致pH值異常變化，進(jìn)而影響培養(yǎng)基顏色。例如，當(dāng)培養(yǎng)基中的堿性物質(zhì)過量或細(xì)胞代謝產(chǎn)生的堿性物質(zhì)增多時(shí)，酚紅會(huì)變成紫色或紅紫色，表明培養(yǎng)基變堿，顏色變深。

保存條件的影響

長時(shí)間未用完并且暴露在空氣中的培養(yǎng)基成分可能會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致培養(yǎng)基顏色變深。這可能是由于空氣中的氧氣、二氧化碳等氣體與培養(yǎng)基中的成分發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致pH值變化。此外，一些培養(yǎng)基成分（如谷氨酰胺）在溶液中不穩(wěn)定，長時(shí)間保存也可能導(dǎo)致顏色變化。

其他因素

除了上述因素外，還有一些特定成分的影響也可能導(dǎo)致培養(yǎng)基顏色變深。例如，色氨酸的降解產(chǎn)物會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)基褐變；葡萄糖在高溫滅菌后可能會(huì)出現(xiàn)有色物質(zhì)；三價(jià)氮鐵鹽（NTA）也可能導(dǎo)致顏色變化。此外，不同成分的培養(yǎng)基顏色可能有所不同，如DMEM比1640顏色深一些，這主要是由于其中酚紅指示劑的添加含量不同所致。