盡管現(xiàn)在大多數(shù)細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，細胞培養(yǎng)和增殖也可在無血清培養(yǎng)基中進行。對無血清培養(yǎng)基的需求來自3個方面：一是各實驗室之間需要標準化的培養(yǎng)基；二是為特定的細胞系提供特殊的培養(yǎng)基；三是限制各種天然組分。
這些需求促進了更為復雜的多種培養(yǎng)基的產(chǎn)生，諸如M399、CMRL1066、NCTCl09、MB572以及針對L929小鼠成纖維細胞的NCTCl35、應(yīng)用于中華倉鼠卵巢細胞的克隆化培養(yǎng)基Ham'sF10和F12等。用于培養(yǎng)Hela人宮jing癌細胞的無血清培養(yǎng)基也已產(chǎn)生。
當對連續(xù)培養(yǎng)的細胞系的培養(yǎng)基成分進行一定程度的調(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)細胞的結(jié)果均證明：如果對培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分和激素做適當?shù)男薷模蹇杀粶p少或去除，而細胞生長不會有明顯的改變。這些培養(yǎng)基也為特殊類型細胞的原代培養(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)人成纖維細胞、人和小鼠的正常或瘤細胞、淋巴母細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)時需要去除動物蛋白的要求，還針對一些連續(xù)細胞系，如CHO、雜交瘤設(shè)計了許多配方。
1)含血清培養(yǎng)基的缺點
含有血清的培養(yǎng)基有許多缺點：
(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細胞生長也起到巨大作用。這些成分包括營養(yǎng)物質(zhì)(氨基酸、核苷、糖等)、肽生長因子、激素、無機物、脂類，它們的含量和作用還沒有*確定。
(2)儲藏壽命和穩(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同前一批血清*相同。
(3)質(zhì)量控制
更換血清時需做大量的測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胞系做幾項試驗(如生長試驗、貼瓶率、特殊功能試驗等)。
(4)特異性如果培養(yǎng)的細胞類型不止一種，每種細胞可能需要使用不同批號的血清，這將需要同時保存不同批號的血清。而用同一批血清同時培養(yǎng)不同類型的細胞將會帶來更大的問題。
(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)濟等原因都會影響血清的供應(yīng)，因此隨時會產(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候這種問題更為嚴重。現(xiàn)在，血清的需求量不斷增加，很可能會超出供給量，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。因為盡管一個普通的研究性實驗室一年僅需要100～200 L血清，但一個商業(yè)性生物科技實驗室一周就可以用等量或更多的血清。
(6)后期加工
血清的存在對產(chǎn)物純化是一個主要的不利因素，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，其中許多可能對細胞培養(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，因此運往美國、澳大利亞的細胞培養(yǎng)物和血清產(chǎn)品必須提供其原產(chǎn)地和血清批號。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)價格
價格昂貴是血清培養(yǎng)基的缺點之一。血清是培養(yǎng)基中很貴的成分(是化學成分價格的10倍多)，如果用的成分來替換血清，那么這些成分的總價格和血清相當。并且隨著轉(zhuǎn)鐵蛋白、硒、胰島素等市場需要量的不斷增加，這些物質(zhì)的價格很可能進一步降低，無血清培養(yǎng)基也將會更加便宜。而且隨著重組生長因子的實用性及市場需求的增加，也將有助于降低無血清培養(yǎng)基的價格。
(9)生長抑制劑
血清不僅對細胞生長有促進作用，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胞生長，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)，如血小板生長因子(PDGF)可能是成纖維細胞的有絲分裂原，而其他成分可能抑制細胞的生長。存在于胎兒血清中含量約為l×10-8 mol／L的在高細胞密度時對許多細胞如神經(jīng)膠質(zhì)細胞和肺上皮細胞起抑制作用(細胞密度低時可能起促進作用)，血小板釋放的TGF-β(轉(zhuǎn)化生長因子-β)也可對許多上皮細胞起抑制作用。
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