細(xì)胞培養(yǎng)基優(yōu)化的傳統(tǒng)方法是在獲知各種細(xì)胞培養(yǎng)基成份的濃度范圍后，進(jìn)行多輪的篩選實(shí)驗(yàn)，每輪篩選一種成分，找到其適合濃度；在下一輪實(shí)驗(yàn)中固定篩選過的物質(zhì)的適合濃度，再篩選另一種成分；如此循環(huán)直至每一種成分均獲得優(yōu)化。

　　此種方法的優(yōu)點(diǎn)是每一種培養(yǎng)基成分對(duì)細(xì)胞的作用均有詳細(xì)研究，容易找到其中重要的因素；缺點(diǎn)是耗時(shí)耗力，成本高。因?yàn)楦鞒煞珠g可能存在交互協(xié)同作用，已經(jīng)優(yōu)化好的成分其適合濃度可能會(huì)因其它成分的濃度改變而改變，因此該方法需要多輪反復(fù)優(yōu)化才能找到相對(duì)合理的配方，并且該方法無法考察成分間的交互作用，而這恰恰是培養(yǎng)基優(yōu)化工作中重要的一點(diǎn)。

　　細(xì)胞培養(yǎng)基配方約有50-100多種營(yíng)養(yǎng)成分，而且許多成分的濃度是互相影響、互相關(guān)聯(lián)的。改變一種成分濃度，有可能要改變另一種成分的濃度。用理性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)策略來設(shè)計(jì)和開發(fā)細(xì)胞培養(yǎng)基配方，有望較快獲得性能良好的細(xì)胞培養(yǎng)基。

　　近年來，有學(xué)者提出了一些無血清細(xì)胞培養(yǎng)基理性設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法，主要包括化學(xué)計(jì)量法、統(tǒng)計(jì)學(xué)優(yōu)化法、計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的遺傳算法等，結(jié)合近年來出現(xiàn)的基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及細(xì)胞代謝流分析優(yōu)化法，使得細(xì)胞培養(yǎng)基的優(yōu)化特別是無血清細(xì)胞培養(yǎng)基的優(yōu)化取得較快進(jìn)展。

　　理性細(xì)胞培養(yǎng)基設(shè)計(jì)方法主要有四種：

　　一種方法是組分滴定（One factor at a time，OFAT），經(jīng)典的培養(yǎng)基開發(fā)方法，研究一系列單組分濃度（保持其他組分恒定）對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)效果的影響，預(yù)測(cè)性好，但通量小。

　　另一種方法是培養(yǎng)基混合（Media blending），通過混合已有配方的細(xì)胞培養(yǎng)基產(chǎn)生許多新配方培養(yǎng)基，評(píng)估這些混合物的細(xì)胞培養(yǎng)情況，容易選出較好的培養(yǎng)基組合，高通量時(shí)效果較好，但預(yù)測(cè)性差。

　　第三種方法是培養(yǎng)基消耗分析（Spent media analysis），檢測(cè)細(xì)胞培養(yǎng)過程的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的變化及其代謝情況，計(jì)算出哪些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被消耗了，哪些代謝物積累了，預(yù)測(cè)性好。

　　第四種方法是高通量篩選（High-throughautomated screening），通常需要自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行液體配制、多孔板細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞密度/代謝檢測(cè)，比如SimCellTM系統(tǒng)，預(yù)測(cè)性好，通量較高，但設(shè)備價(jià)格昂貴。

　　這四種細(xì)胞培養(yǎng)基設(shè)計(jì)方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需揚(yáng)長(zhǎng)避短、綜合使用。