現(xiàn)代生物技術(shù)均通過(guò)細(xì)胞作為載體來(lái)進(jìn)行，無(wú)論是基因治療、干細(xì)胞、克隆技術(shù)都在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的。三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)細(xì)胞生長(zhǎng)需要一定的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，用于維持細(xì)胞生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)稱為培養(yǎng)基，即指所有用于各種目的的體外培養(yǎng)、保存細(xì)胞用的物質(zhì)，就其本意上講為人工模擬體內(nèi)生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，使細(xì)胞在此環(huán)境中有生長(zhǎng)和繁殖的能力。細(xì)胞培養(yǎng)基其組成成分主要有：水、氨基酸、維生素、碳水化合物、無(wú)機(jī)離子及其他一些入核酸降解物、激素等。
　　三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)基的基本要求：
　　一、營(yíng)養(yǎng)成分；維持細(xì)胞生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)條件一般包括以下幾個(gè)方面：
　　1.氨基酸：細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的原料。體外培養(yǎng)的各種培養(yǎng)基內(nèi)都含有必需氨基酸。
　　2.單糖：培養(yǎng)中的細(xì)胞可以進(jìn)行有氧與無(wú)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(xì)胞對(duì)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(yǎng)基常有的成分。
　　4.無(wú)機(jī)離子與微量元素：細(xì)胞生長(zhǎng)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(zhǎng)因子及激素。各種激素、生長(zhǎng)因子對(duì)于維持細(xì)胞的功能、保持細(xì)胞的狀態(tài)（分化或未分化）具有十分重要的作用。
　　三、滲透壓。細(xì)胞必須生活在等滲環(huán)境中，大多數(shù)培養(yǎng)細(xì)胞對(duì)滲透壓有一定耐受性。
　　四、無(wú)毒、無(wú)污染。體外生長(zhǎng)的細(xì)胞對(duì)微生物及一些有害有毒物質(zhì)沒(méi)有抵抗能力，因此培養(yǎng)基應(yīng)達(dá)到無(wú)化學(xué)物質(zhì)污染、無(wú)微生物污染、無(wú)其他對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生損傷作用的生物活性物質(zhì)污染。
　　五、pH。氣體也是細(xì)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(huán)，產(chǎn)生能量供給細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和合成各種成分。一些細(xì)胞在缺氧情況下，借糖酵解也可獲取能量，但多數(shù)細(xì)胞缺氧不能生存。在開(kāi)放培養(yǎng)時(shí)，一般置細(xì)胞于95％空氣加5％二氧化碳的混合氣體環(huán)境中培養(yǎng)。二氧化碳既是細(xì)胞代謝產(chǎn)物，也是細(xì)胞所需成分，它主要與維持培養(yǎng)基的pH有直接關(guān)系。