用于細(xì)胞培養(yǎng)的血清主要是牛血清,培養(yǎng)某些特殊細(xì)胞也用人血清、馬血清等。選擇用牛血清培養(yǎng)細(xì)胞的原因主要是來源充足、制備技術(shù)成熟、經(jīng)過長時間的應(yīng)用考驗人們對其有比較深入的理解。牛血清分為小牛血清、新牛血清、胎牛血清。小牛血清取自出生10~30 天的小牛;新牛血清取自出生24小時之內(nèi) 的新生牛;胎牛血清應(yīng)取自剖腹產(chǎn)的胎牛。顯然,胎牛血清是品質(zhì)最高的,因為胎牛還未接觸外界,血清中所含的抗體、補體等對細(xì)胞有害的成分最少。
牛血清對絕大多數(shù)哺乳動物細(xì)胞都是適合的,但并不排除在培養(yǎng)某種細(xì)胞時使用其他動物血清更合適。牛血清中含有豐富的細(xì)胞生長必須的營養(yǎng)成份,具有極為重要的功能。
1、血清主要作用
(1) 提供基本營養(yǎng)物質(zhì):氨基酸、維生素、無機物、脂類物質(zhì)、核酸衍生物等,是細(xì)胞生長必須的物質(zhì)。
(2) 提供激素和各種生長因子:胰島素、腎上腺皮質(zhì)激素(氫化可的松、地塞米松)、類固醇激素(雌二醇、睪酮、孕酮)等。生長因子如成纖維細(xì)胞生長因子、表皮生長因子、血小板生長因子等。
(3) 提供結(jié)合蛋白:結(jié)合蛋白作用是攜帶重要的低分子量物質(zhì),如白蛋白攜帶維生素、脂肪、以及激素等,轉(zhuǎn)鐵蛋白攜帶鐵。結(jié)合蛋白在細(xì)胞代謝過程中起重要作用。
(4) 提供促接觸和伸展因子使細(xì)胞貼壁免受機械損傷,對培養(yǎng)中的細(xì)胞起到某些保護作用。
2、優(yōu)點和缺點
血清是非常復(fù)雜的混合物,成分多樣,含有各種生理平衡的分子量差別很大的生物分子,有的對細(xì)胞生長有促進作用,如含有攜帶激素、礦物質(zhì)、微量元素和脂類物質(zhì)的轉(zhuǎn)運蛋白等。血清能夠提供細(xì)胞貼壁因子和擴散因子。血清中含有起穩(wěn)定作用和解毒的因子,能夠維持培養(yǎng)基的pH 值并抑制蛋白酶直接或間接的酶解。但是血清的加入也帶來了很多問題:
(1) 血清的成份可能有幾百種之多,目前對其準(zhǔn)確的成份、含量及其作用機制仍不清楚,尤其是對其中一些多肽類生長因子、激素和脂類等尚未充分認(rèn)識,這給研究工作帶來許多困難;
(2) 血清都是批量生產(chǎn),各批量之間差異很大,而且血清保存期至多一年,因此,要保證每批血清的相似性極為困難,從而使實驗的標(biāo)準(zhǔn)化和連續(xù)性受到限制;
(3) 不能排除血清中含有易變物質(zhì),這被認(rèn)為是“瓶中惡化”的原因之一。
(4) 對大多數(shù)細(xì)胞,在體內(nèi)狀態(tài),血清不是它們接觸的生理學(xué)液體,只是在損傷愈合以及血液凝固過程中才接觸血清,因此使用血清有可能改變某種細(xì)胞在體內(nèi)的正常狀態(tài),血清可能促進某些細(xì)胞的生長(成纖維細(xì)胞)同時抑制另一類細(xì)胞生長(表皮細(xì)胞)。
(5) 血清含一些對細(xì)胞產(chǎn)生毒性的物質(zhì),如多胺氧化酶,能與來自高度繁殖細(xì)胞的多胺反應(yīng)(如精胺、亞精胺)形成有細(xì)胞毒性作用的聚精胺。補體、抗體、細(xì)菌毒素等都會影響細(xì)胞生長,甚至造成細(xì)胞死亡。
(6) 取材中可能帶入支原體、病毒,對細(xì)胞產(chǎn)生潛在影響。
(7) 血清的使用使得實驗和生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化困難,其中的蛋白質(zhì)使得某些轉(zhuǎn)基因蛋白生物藥品生產(chǎn)中分離純化工作很難完成。
(8) 大規(guī)模生產(chǎn)中,血清來源越來越困難,價格昂貴,是構(gòu)成生產(chǎn)成本的主要部分之一。
(9) 為了使與傳染源相關(guān)的風(fēng)險減少到最低,存在多個國家間限制進出口生物材料的國際法規(guī)。