盡管現(xiàn)在大多數(shù)細(xì)胞系仍然需要用含血清的培養(yǎng)基培養(yǎng)，但是在很多情況下，細(xì)胞培養(yǎng)和增殖也可在無血清培養(yǎng)基中進(jìn)行。對(duì)無血清培養(yǎng)基的需求來自3個(gè)方面：一是各實(shí)驗(yàn)室之間需要標(biāo)準(zhǔn)化的培養(yǎng)基；二是為特定的細(xì)胞系提供特殊的培養(yǎng)基；三是限制各種天然組分。
這些需求促進(jìn)了更為復(fù)雜的多種培養(yǎng)基的產(chǎn)生，諸如M399、CMRL1066、NCTCl09、MB572以及針對(duì)L929小鼠成纖維細(xì)胞的NCTCl35、應(yīng)用于中華倉鼠卵巢細(xì)胞的克隆化培養(yǎng)基Ham'sF10和F12等。用于培養(yǎng)Hela人宮jing癌細(xì)胞的無血清培養(yǎng)基也已產(chǎn)生。
當(dāng)對(duì)連續(xù)培養(yǎng)的細(xì)胞系的培養(yǎng)基成分進(jìn)行一定程度的調(diào)整，使之逐漸適應(yīng)無血清條件之后，采用MCDB系列培養(yǎng)基、基于Sato'sa DMEM／F12的培養(yǎng)基以及基于RPMll640的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞的結(jié)果均證明：如果對(duì)培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分和激素做適當(dāng)?shù)男薷模蹇杀粶p少或去除，而細(xì)胞生長(zhǎng)不會(huì)有明顯的改變。這些培養(yǎng)基也為特殊類型細(xì)胞的原代培養(yǎng)提供了可選擇的條件。在無血清條件下(其中一些加了蛋白)，從培養(yǎng)人成纖維細(xì)胞、人和小鼠的正常或瘤細(xì)胞、淋巴母細(xì)胞及幾種不同的原代培養(yǎng)中獲得了一些培養(yǎng)基的特殊配方。除了考慮安全因素之外，為滿足生物制藥在體外生產(chǎn)時(shí)需要去除動(dòng)物蛋白的要求，還針對(duì)一些連續(xù)細(xì)胞系，如CHO、雜交瘤設(shè)計(jì)了許多配方。
1)含血清培養(yǎng)基的缺點(diǎn)
含有血清的培養(yǎng)基有許多缺點(diǎn)：
(1)生理變化
血清中的主要成分諸如白蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白已經(jīng)知道得很清楚，但是其中含有的大量微量成分對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)也起到巨大作用。這些成分包括營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(氨基酸、核苷、糖等)、肽生長(zhǎng)因子、激素、無機(jī)物、脂類，它們的含量和作用還沒有*確定。
(2)儲(chǔ)藏壽命和穩(wěn)定性
每批血清都不同，好的血清可保存一年，但也許那時(shí)它已經(jīng)變質(zhì)。如果已經(jīng)變質(zhì)就必須更換另一批相似的血清，但是用來更換的血清絕不會(huì)同前一批血清*相同。
(3)質(zhì)量控制
更換血清時(shí)需做大量的測(cè)試以確保替換的血清與前一批血清很相似，這包括用幾種不同的細(xì)胞系做幾項(xiàng)試驗(yàn)(如生長(zhǎng)試驗(yàn)、貼瓶率、特殊功能試驗(yàn)等)。
(4)特異性如果培養(yǎng)的細(xì)胞類型不止一種，每種細(xì)胞可能需要使用不同批號(hào)的血清，這將需要同時(shí)保存不同批號(hào)的血清。而用同一批血清同時(shí)培養(yǎng)不同類型的細(xì)胞將會(huì)帶來更大的問題。
(5)可利用率
由于牧區(qū)干旱、牛群中疾病流行及政治或經(jīng)濟(jì)等原因都會(huì)影響血清的供應(yīng)，因此隨時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多問題，諸如限制可利用的血清數(shù)量和可選擇的血清批數(shù)，尤其在血清需求量高的時(shí)候這種問題更為嚴(yán)重。現(xiàn)在，血清的需求量不斷增加，很可能會(huì)超出供給量，因此，這要求大多數(shù)商業(yè)應(yīng)用者采用無血清培養(yǎng)基。因?yàn)楸M管一個(gè)普通的研究性實(shí)驗(yàn)室一年僅需要100～200 L血清，但一個(gè)商業(yè)性生物科技實(shí)驗(yàn)室一周就可以用等量或更多的血清。
(6)后期加工
血清的存在對(duì)產(chǎn)物純化是一個(gè)主要的不利因素，甚至還可能影響產(chǎn)物的藥物效應(yīng)。
(7)污染
血清易被病毒污染，其中許多可能對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)有害，這是不受操作者控制的未知因素。雖然血清滅菌技術(shù)的改進(jìn)已經(jīng)避免了從正規(guī)廠家提供的血清感染支原體的可能，但仍然存在病毒感染問題，盡管有些供應(yīng)商聲稱某些濾器可以去除病毒但這仍不能保證血清不被病毒感染。例如，瘋牛病是可傳染的，因此運(yùn)往美國、澳大利亞的細(xì)胞培養(yǎng)物和血清產(chǎn)品必須提供其原產(chǎn)地和血清批號(hào)。由于許多病毒是在歐洲和北美的乳牛中發(fā)現(xiàn)的，而新西蘭還沒發(fā)現(xiàn)，所以來自新西蘭的牛血清其內(nèi)源性病毒感染率可能很低。
(8)價(jià)格
價(jià)格昂貴是血清培養(yǎng)基的缺點(diǎn)之一。血清是培養(yǎng)基中很貴的成分(是化學(xué)成分價(jià)格的10倍多)，如果用的成分來替換血清，那么這些成分的總價(jià)格和血清相當(dāng)。并且隨著轉(zhuǎn)鐵蛋白、硒、胰島素等市場(chǎng)需要量的不斷增加，這些物質(zhì)的價(jià)格很可能進(jìn)一步降低，無血清培養(yǎng)基也將會(huì)更加便宜。而且隨著重組生長(zhǎng)因子的實(shí)用性及市場(chǎng)需求的增加，也將有助于降低無血清培養(yǎng)基的價(jià)格。
(9)生長(zhǎng)抑制劑
血清不僅對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，而且也有抑制作用。盡管通常情況下，血清的主要作用是激活細(xì)胞生長(zhǎng)，但血清的總體效應(yīng)是抑制和激活作用的總和。血清中的一些物質(zhì)，如血小板生長(zhǎng)因子(PDGF)可能是成纖維細(xì)胞的有絲分裂原，而其他成分可能抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)。存在于胎兒血清中含量約為l×10-8 mol／L的在高細(xì)胞密度時(shí)對(duì)許多細(xì)胞如神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和肺上皮細(xì)胞起抑制作用(細(xì)胞密度低時(shí)可能起促進(jìn)作用)，血小板釋放的TGF-β(轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β)也可對(duì)許多上皮細(xì)胞起抑制作用。
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