传统的细胞培养基优化方法是通过多轮筛选实验来确定各种成分的适合浓度。然而，这种方法耗时耗力，成本高，并且无法考察成分间的交互作用。
细胞培养基配方中有许多成分的浓度是互相关联的，改变一个成分的浓度可能会影响其他成分的浓度。因此，采用理性的实验设计策略来优化细胞培养基配方可以更快地获得性能良好的培养基。
近年来，学者们提出了一些无血清细胞培养基的理性设计优化方法，包括化学计量法、统计学优化法、计算机辅助实验设计的遗传算法等。结合基因组学、蛋白质组学和细胞代谢流分析优化法，使得细胞培养基的优化取得了较快的进展。
理性细胞培养基设计方法主要有四种：组分滴定、培养基混合、培养基消耗分析和高通量筛选。每种方法都有其优缺点，实际应用时需要综合使用，扬长避短。
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