Cloruro sódico en medios de cultivo celular y tampones fisiológicos: especificaciones y aplicaciones

El cloruro sódico (NaCl, CAS 7647-14-5, CE 231-598-3, M = 58,44 g/mol) es el mayor contribuyente individual a la osmolalidad de los medios de cultivo celular y los tampones fisiológicos. Aporta la mayor parte de los iones Na⁺ y Cl⁻ que las células necesitan para mantener su volumen y su potencial de membrana; el bicarbonato sódico, el fosfato sódico y otras sales aportan el resto del sodio.

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¿Cuánto NaCl contienen los medios y tampones habituales?

Contenido de NaCl de las formulaciones clásicas, por litro de medio 1×:

• DMEM: 6,4 g/L (110 mM)
• RPMI-1640: 6,0 g/L (103 mM)
• MEM (sales de Earle): 6,8 g/L (116 mM)
• Ham's F-12: 7,6 g/L (130 mM)
• PBS (Dulbecco, 1×): 8,0 g/L (137 mM)
• HBSS: 8,0 g/L (137 mM)
• Suero fisiológico al 0,9 %: 9,0 g/L (154 mM)

Los medios contienen menos NaCl que el PBS porque el bicarbonato sódico (3,7 g/L, es decir, 44 mM, en el DMEM; 2,0 g/L, es decir, 24 mM, en el RPMI-1640) y el fosfato sódico aportan sodio y osmolalidad adicionales. Por eso el Na⁺ total de la mayoría de los medios ronda los 135–155 mM, cerca de los 135–145 mM del plasma humano. Las variantes de cada fabricante (por ejemplo, con distinto contenido de glucosa o HEPES) pueden diferir: lo que cuenta es la hoja de formulación del producto que realmente se usa.

¿Por qué importa la osmolalidad?

La mayoría de las líneas celulares de mamífero crecen bien entre unos 260 y 340 mOsm/kg, y la mayoría de los medios se formulan a 280–320 mOsm/kg; el plasma humano está en 275–295 mOsm/kg. Cada milimol de NaCl por litro añade algo menos de 2 mOsm/kg. En un medio hipertónico el agua sale de las células y estas se encogen; en uno hipotónico se hinchan y, si la diferencia es suficiente, se lisan.

Como el NaCl es el mayor contribuyente, es el componente que suele ajustarse cuando hay que corregir la osmolalidad, por ejemplo tras añadir HEPES, suplementos o fármacos disueltos en agua. Conviene medir el resultado con un osmómetro en lugar de confiar solo en el cálculo; además, la evaporación en la incubadora eleva la osmolalidad con el tiempo.

¿Qué función cumple el NaCl en tampones como el PBS?

El NaCl no amortigua el pH: en el PBS esa función la cumple el fosfato. El NaCl fija la tonicidad y la mayor parte de la fuerza iónica (unos 0,17 M en el PBS 1×). La fuerza iónica influye en las interacciones proteína-proteína y antígeno-anticuerpo; por eso los tampones de lavado y dilución para ELISA y Western blot suelen ser PBS o TBS con 137–150 mM de NaCl. Algunas purificaciones de proteínas usan más sal, como 300 mM de NaCl en los tampones de lisis para cromatografía de afinidad con níquel, para reducir la unión inespecífica.

¿Qué grado conviene usar?

Para cultivo celular y preparación de tampones, utilice un grado con especificación definida y certificado de análisis (CoA) del lote:

• Grados de farmacopea (Ph. Eur., USP, JP): riqueza del 99,0–100,5 % sobre sustancia seca, con límites para impurezas como sulfato, bromuro, yoduro, hierro y bario. Para la fabricación GMP se emplea normalmente un grado de farmacopea de un proveedor cualificado.
• Grado reactivo ACS: riqueza mínima del 99,0 % con límites de impurezas definidos. Adecuado para la mayoría de los tampones de laboratorio, pero normalmente sin ensayo de endotoxinas.
• Grados probados para cultivo celular o de baja endotoxina: añaden el ensayo de endotoxinas (método LAL, Ph. Eur. 2.6.14 / USP <85>) y a veces una prueba de crecimiento celular. Cada proveedor fija sus propios límites, así que compare las especificaciones y no solo el nombre del grado.

La sal de mesa no es adecuada: contiene antiaglomerantes y a menudo yoduro o yodato añadido.

Preparación y almacenamiento

El NaCl es químicamente estable. Mantenga el envase bien cerrado, en lugar seco y a temperatura ambiente, porque el sólido absorbe humedad y se apelmaza cuando el aire es húmedo. Prepare las soluciones con agua de laboratorio purificada (tipo I o equivalente); las soluciones de NaCl pueden esterilizarse en autoclave o por filtración a 0,22 µm.

El cloruro sódico está registrado conforme a REACH, figura en el inventario TSCA de EE. UU. y no está clasificado como peligroso según el SGA/CLP. Estas normas regulan la comercialización y la información de seguridad; la idoneidad de un lote para cultivo celular la determinan la especificación de su grado y su CoA.

Preguntas frecuentes

• ¿Cuánto NaCl contiene el PBS 1×? 8,0 g/L, es decir, 137 mM (formulación de Dulbecco), junto con 2,7 mM de KCl y unos 10 mM de fosfato.

• ¿Por qué el DMEM contiene menos NaCl que el PBS? El bicarbonato sódico (3,7 g/L en el DMEM) y el fosfato sódico aportan sodio y osmolalidad adicionales, por lo que se necesita menos NaCl. El Na⁺ total del DMEM es de unos 155 mM.

• ¿Qué grado de NaCl se debe usar en cultivo celular? Un grado de farmacopea (Ph. Eur./USP) o un grado probado para cultivo celular, con certificado de análisis del lote. Si las endotoxinas importan, elija un grado con ensayo de endotoxinas; el grado reactivo ACS normalmente no lo tiene.

• ¿Se puede usar sal de mesa? No. La sal de mesa contiene antiaglomerantes (a menudo ferrocianuros) y con frecuencia yoduro o yodato añadido, y su perfil de impurezas no está especificado.