現代生物技術均通過細胞作為載體來進行，無論是基因治療、干細胞、克隆技術都在細胞內進行的。
三維細胞培養系統培養細胞生長需要一定的營養環境，用于維持細胞生長的營養基質稱為培養基，即指所有用于各種目的的體外培養、保存細胞用的物質，就其本意上講為人工模擬體內生長的營養環境，使細胞在此環境中有生長和繁殖的能力。細胞培養基其組成成分主要有：水、氨基酸、維生素、碳水化合物、無機離子及其他一些入核酸降解物、激素等。
三維細胞培養系統細胞培養基的基本要求：
一、營養成分；維持細胞生長的營養條件一般包括以下幾個方面：
1.氨基酸：細胞合成蛋白質的原料。體外培養的各種培養基內都含有必需氨基酸。
2.單糖：培養中的細胞可以進行有氧與無氧酵解，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。細胞對葡萄糖的吸收能力高，半乳糖低。
3.維生素：主要扮演輔酶、輔基的角色，*。生物素、葉酸、煙酰胺、泛酸、吡哆醇、核黃素、硫胺素、維生素B12都是培養基常有的成分。
4.無機離子與微量元素：細胞生長除需要鈉、鉀、鈣、鎂、氮和磷等基本元素，還需要微量元素，如鐵、鋅、硒、銅、錳、鉬、釩等。
二、促生長因子及激素。各種激素、生長因子對于維持細胞的功能、保持細胞的狀態（分化或未分化）具有十分重要的作用。
三、滲透壓。細胞必須生活在等滲環境中，大多數培養細胞對滲透壓有一定耐受性。
四、無毒、無污染。體外生長的細胞對微生物及一些有害有毒物質沒有抵抗能力，因此培養基應達到無化學物質污染、無微生物污染、無其他對細胞產生損傷作用的生物活性物質污染。
五、pH。氣體也是細胞生存的必需條件之一，所需氣體豐要是氧和二氧化碳。氧參與三羧酸循環，產生能量供給細胞生長、增殖和合成各種成分。一些細胞在缺氧情況下，借糖酵解也可獲取能量，但多數細胞缺氧不能生存。在開放培養時，一般置細胞于95％空氣加5％二氧化碳的混合氣體環境中培養。二氧化碳既是細胞代謝產物，也是細胞所需成分，它主要與維持培養基的pH有直接關系。
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