葡萄糖作為細胞的主要能量來源，幾乎所有培養(yǎng)基都將葡萄糖作為主要能源物質添加。通過葡萄糖的代謝，細胞能夠生成三磷酸腺苷（ATP），為細胞的分裂 、蛋白合成、信號傳導等過程提供能量。葡萄糖在細胞中的濃度范圍通常在2-10 mM，但對于特定的細胞類型和目的，如用CHO細胞生產抗體，葡萄糖的添加濃度會更高。
細胞培養(yǎng)基中的氨基酸不僅為蛋白的合成提供原料，還可以通過代謝為細胞提供能量，同時，也可以作為骨架成分維持細胞形態(tài)、催化細胞內的生化反應等。氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸。必需氨基酸的缺失，會導致細胞生長停止并喪失活力。體外細胞生長所需的氨基酸包括生理必需氨基酸精氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸和纈氨酸。
低密度培養(yǎng)時，非必需氨基酸的影響不明顯，但在高密度培養(yǎng)時，細胞合成非必需氨基酸的速度無法滿足生長需求，非必需氨基酸就會成為生長限速的成分，因此高密度培養(yǎng)時非必需氨基酸一般也作為培養(yǎng)基的成分添加。
維生素是維持細胞生長的生物活性物質，在細胞代謝中起調節(jié)及控制作用。維生素可分為水溶性和脂溶性兩類，水溶性維生素主要包括泛酸、維生素B12、葉酸、吡哆醛、核黃素、維生素C等；脂溶性維生素主要包括維生素A、D、 E、K。 B族維生素是細胞培養(yǎng)中最關鍵的一類維生素，通過轉化為輔酶，參與能量代謝、核酸合成和氨基酸代謝等。維生素C一般作為抗氧化成分，保護細胞免受氧化損傷。脂溶性維生素在基礎培養(yǎng)基中較少添加，常在特殊分化和功能維持的培養(yǎng)基中出現(xiàn)。例如維生素A，可以調節(jié)細胞生長、分化和基因表達，在干細胞培養(yǎng)和上皮細胞分化中十分重要。
無機鹽的添加濃度相對較高，主要提供Na?、K?、Ca2?、Mg2?、Cl?、HCO??等離子。Na+、K+和Cl-是維持培養(yǎng)基滲透壓的主要離子，同時K+和Na+分別作為細胞內、外的陽離子，是產生和傳導電信號的基礎。HCO3-與CO2氣體二者配合使用，作為培養(yǎng)基的緩沖系統(tǒng)，對維持培養(yǎng)基的pH起到關鍵作用。
微量元素在培養(yǎng)基中的添加濃度非常低，但其重要性卻不容忽視，許多微量金屬元素在調節(jié)代謝途徑和某些酶以及信號分子的活性中起著關鍵作用。
脂質是膜結構的重要組成部分，也是能量的來源，并且還是細胞信號、轉運和生物合成的重要組成成分?；A培養(yǎng)基配方通常不含脂類，但與血清配合使用，而血清中含有脂類，如脂肪酸、磷脂、卵磷脂和膽固醇。磷脂不但是細胞膜的主要構成組件，在調節(jié)生長的信號傳導途徑中也起到非常重要的作用。在細胞外，磷脂對很多細胞系的生長起促進作用。
pH的維持對細胞培養(yǎng)十分重要，而酚紅作為一種酸堿指示劑，其在酸性條件下呈黃色(< 6.8)，中性時，呈桃紅色/橙紅色，在堿性條件下呈紫紅色/粉紫色(> 8.2)，可以很直觀的對pH進行判斷，因此許多培養(yǎng)基配方都將其包括在內。
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