丙酮酸钠(Sodium Pyruvate)是细胞培养中一种常用的补充成分,作为能量代谢的中间产物,在维持细胞存活、支持代谢功能等方面发挥着重要作用。
CAS号:113-24-6
规格:BR,99%
分子式:C3H3NaO3
分子量:110.04
别名:焦葡萄酸钠
熔点:>300 ℃(lit.)
沸点:165℃ at 760 mmHg
外观:白色粉末
溶解性:易溶于水,水中溶解度: 47 g/100 ml (20°C),极微溶于醇。
敏感性:对热敏感
储存条件:RT
丙酮酸钠的基本特性
化学结构:分子式为 C₃H₃NaO₃,是丙酮酸的钠盐形式,分子量为 110.04 g/mol,易溶于水,形成稳定的无色溶液。
代谢角色:作为糖酵解途径的关键中间产物,可通过丙酮酸脱氢酶的作用进入三羧酸循环(TCA 循环),为细胞提供能量(ATP);也可通过糖异生途径转化为葡萄糖,参与碳水化合物代谢。
在细胞培养中的核心功能
能量补充与代谢支持
细胞主要通过糖酵解和有氧呼吸产生能量。当培养基中葡萄糖供应不足或细胞代谢活跃时,丙酮酸钠可作为额外的能量来源:
直接进入三羧酸循环氧化分解,快速生成 ATP,尤其适合高代谢需求的细胞(如肿瘤细胞、快速增殖的原代细胞)。
对于糖酵解能力较弱的细胞(如某些神经细胞、肝细胞),丙酮酸钠可弥补能量代谢缺陷,维持细胞活力。
抗氧化与细胞保护
细胞代谢过程中会产生活性氧(ROS),如过氧化氢(H₂O₂),积累过多会损伤 DNA、蛋白质和脂质。丙酮酸钠具有一定的还原性,可非酶促地清除 H₂O₂等 ROS,减少氧化应激对细胞的损伤,尤其在血清浓度较低或细胞状态脆弱时(如原代细胞分离初期)作用显著。
维持细胞内 pH 稳定
细胞培养中,糖酵解会产生乳酸,导致培养基 pH 下降(酸化)。丙酮酸钠的代谢路径更倾向于有氧呼吸,产生的乳酸较少,可间接缓解培养基酸化;同时,其作为弱酸的钠盐,可在一定程度上缓冲 pH 波动,维持培养环境稳定。
支持特定细胞功能
对依赖丙酮酸代谢的细胞(如心肌细胞、骨骼肌细胞),丙酮酸钠可促进其收缩功能和代谢表型的维持。
在病毒培养中,添加丙酮酸钠可增强病毒复制能力,提高病毒滴度(如流感病毒、腺病毒)。
使用说明
储存条件:粉末状丙酮酸钠需室温干燥保存;溶解后的溶液(通常配制成 100 mM 母液)可过滤除菌后,-20℃冻存,避免反复冻融(建议分装为小体积)。
浓度控制:过高浓度(如 > 5 mM)可能导致培养基渗透压升高,反而抑制细胞生长,需严格按照推荐浓度使用。
兼容性:与大多数培养基成分(如血清、抗生素、生长因子)兼容,但需避免与强氧化剂混合,以防其结构被破坏。
替代选择:若需无丙酮酸钠的培养体系,可通过提高葡萄糖浓度(如从 5.5 mM 增至 25 mM)部分弥补能量供应,但需注意乳酸积累问题。
重要提示
产品用途:仅供研究使用,不适用于人或动物的体外诊断与治疗。
由于实验受多种因素影响具有不确定性,本说明书操作说明仅供参考,z终解释权归本公司所有。
数据及应用
适用细胞类型
广泛适用于哺乳动物细胞培养,包括肿瘤细胞系(如 HeLa、CHO)、原代细胞(如成纤维细胞、内皮细胞)、干细胞(如间充质干细胞)等。
对代谢敏感型细胞(如神经细胞、肝细胞)、高密度培养的细胞(如悬浮细胞大规模培养)尤为重要。
培养基中的添加规范
常规浓度:多数商品化培养基(如 DMEM、RPMI 1640)中已含丙酮酸钠,浓度通常为 1 mM(约 0.11 g/L);若需额外补充,建议终浓度为 0.1-1 mM,具体需根据细胞类型优化。
添加时机:可在配制培养基时与其他成分(如血清、抗生素)一起加入,也可在细胞状态不佳(如生长缓慢、形态异常)时临时补充。
与其他成分的协同作用:常与谷氨酰胺(提供氮源)、非必需氨基酸(补充营养)联合使用,形成更全面的代谢支持体系;在无血清培养基中,其能量补充作用更为关键。
特殊应用场景
低血清 / 无血清培养:血清中含有天然代谢物,低血清环境下细胞能量供应易不足,丙酮酸钠可作为关键补充,维持细胞增殖。
细胞冻存:部分冻存液配方中添加丙酮酸钠(通常 0.5-1 mM),通过抗氧化和能量储备作用,提高细胞复苏后的存活率。
缺氧条件培养:在缺氧环境中,细胞糖酵解增强但能量产生效率低,丙酮酸钠可通过优化代谢途径,缓解缺氧导致的细胞凋亡。