01   胎牛血清概述

胎牛血清是一種性狀為淺黃色澄清、無異物稍粘稠液體。它應(yīng)取自剖腹產(chǎn)的胎牛，由于胎牛還未接觸外界，血清中所含的抗體、補(bǔ)體等對細(xì)胞有害的成分最少，因此品質(zhì)最高。

胎牛血清是細(xì)胞培養(yǎng)中常用的天然培養(yǎng)基，含有豐富的營養(yǎng)成分。其中蛋白質(zhì)含量在 3.5%～5.0%（w/v），血紅蛋白含量≤0.02%（w/v），細(xì)菌內(nèi)毒素≤5（EU/ml）等，各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)符合 2005 版《中華人民共和國藥典》第三部附錄的要求。血清中含有各種血漿蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生長因子、激素、無機(jī)物等，這些物質(zhì)對促進(jìn)細(xì)胞生長或抑制生長活性是達(dá)到生理平衡的。

例如，血清中的蛋白質(zhì)除包括可攜帶金屬離子、脂肪酸和自身是激素類蛋白外主要還有白蛋白，球蛋白等。纖維粘連素細(xì)胞促進(jìn)細(xì)胞附著；α2 巨球蛋白抑制胰蛋白酶的作用；胎牛血清中含胎球蛋白促細(xì)胞附著；轉(zhuǎn)鐵蛋白能結(jié)合鐵離子，減少其毒性和被細(xì)胞利用。多肽中的血小板促生長因子能促細(xì)胞分裂，是主要的促細(xì)胞增殖因子；成纖維細(xì)胞生長因子、表皮細(xì)胞生長因子、神經(jīng)細(xì)胞生長因子等雖含量很少，但對細(xì)胞生長也有一定作用。激素對細(xì)胞的作用也是多方面的，胰島素能促進(jìn)細(xì)胞攝取葡萄糖和氨基酸，與促細(xì)胞分裂有關(guān)；類胰島素生長因子能與細(xì)胞表達(dá)的胰島素受體結(jié)合，起到胰島素同樣的作用等。

02   胎牛血清的作用

（一）促進(jìn)細(xì)胞生長

胎牛血清中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，為細(xì)胞生長提供了必要的條件。它能提供維持細(xì)胞生長的激素，這些激素在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中含量很少或沒有，對于細(xì)胞的正常生長和增殖至關(guān)重要。例如，胎牛血清中的胰島素樣生長因子（IGF）、表皮生長因子（EGF）等，能刺激細(xì)胞的分裂和生長。同時，胎牛血清還能彌補(bǔ)基礎(chǔ)培養(yǎng)基中營養(yǎng)不足的問題，為細(xì)胞提供各種維生素、氨基酸、脂質(zhì)等營養(yǎng)成分。此外，胎牛血清中的細(xì)胞外基質(zhì)成分，如纖維粘連素、胎球蛋白等，能促進(jìn)細(xì)胞的附著和鋪展，為細(xì)胞提供一個適宜的生長環(huán)境。

（二）解毒與保護(hù)

胎牛血清具有解毒和保護(hù)細(xì)胞的作用。一方面，胎牛血清中含有結(jié)合蛋白，能夠與有毒金屬和熱原質(zhì)結(jié)合，從而起到解毒的功效。例如，金屬硫蛋白對多種重金屬有高度親和性，能清除細(xì)胞生長環(huán)境中的有毒金屬離子。另一方面，胎牛血清能提供蛋白酶抑制劑，在細(xì)胞消化時，可使剩余胰蛋白酶失活，保護(hù)細(xì)胞不受傷害。此外，胎牛血清中的某些成分還能起到抗氧化的作用，如金屬硫蛋白能清除細(xì)胞生長環(huán)境中的氧自由基，防止細(xì)胞衰老。

（三）其他作用

胎牛血清除了在細(xì)胞培養(yǎng)方面的作用外，還具有其他一些對人體有益的作用。比如，胎牛血清可以提高免疫力，其中含有豐富的免疫球蛋白，能輔助提高人體自身的免疫力，減少疾病的發(fā)生。同時，胎牛血清中含有豐富的鈣元素，能夠促進(jìn)骨骼發(fā)育，在一定程度上預(yù)防骨質(zhì)疏松癥。此外，胎牛血清中富含維生素 A，能夠促進(jìn)眼部神經(jīng)的發(fā)育，保護(hù)視力，緩解視力疲勞。而且，胎牛血清中含有大量的色氨酸，適當(dāng)食用可以改善睡眠質(zhì)量。但需要注意的是，胎牛血清中的蛋白質(zhì)含量較高，過量食用可能會加重胃腸道負(fù)擔(dān)，引起腹脹、腹痛等不適癥狀，不利于身體健康。如果食用胎牛血清后出現(xiàn)不適癥狀，應(yīng)及時就醫(yī)治療。

03   胎牛血清與小牛血清的區(qū)別

（一）抽血時間不同

胎牛血清的采血時間主要是在母牛懷孕階段，通常是母牛懷孕 5 - 8 個月時，通過母牛剖腹產(chǎn)和胚胎心臟穿刺的方式采取胎血。而小牛血清是在小牛出生后 2 周之內(nèi)，對新生的小牛進(jìn)行靜脈采血。

（二）成分比例不同

胎牛血清和小牛血清雖然都含有細(xì)胞生長因子、激素及其他活性成分等，但比例不同。胎牛血清中各類生長因子最為齊全，能支持供養(yǎng)的細(xì)胞種類最多。例如，在干細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等細(xì)胞的培養(yǎng)中，某些細(xì)胞必需胎牛血清才能生長。而小牛血清中生長因子相對較少，蛋白質(zhì)和免疫球蛋白水平稍高，適合培養(yǎng)容易培養(yǎng)或?qū)ε囵B(yǎng)環(huán)境要求低的細(xì)胞，如腫瘤細(xì)胞等。

（三）外觀不同

胎牛血清外觀為淺黃色澄清，無異物，稍顯粘稠。小牛血清外觀黃色澄清，有異物，同樣稍粘稠。真正的胎牛血清凝血功能差，紅細(xì)胞容易破裂，一般表現(xiàn)出微紅色或橘色；而新生牛（小牛）血清則表現(xiàn)為蠟黃色或偏黃色。胎牛血清蛋白和脂類含量低，相比小牛血清更加稀薄、清淡。

（四）適應(yīng)證不同

胎牛血清適用于解毒、調(diào)節(jié)酸堿平衡、保護(hù)細(xì)胞等。它能為細(xì)胞生長提供適宜的環(huán)境，同時具有結(jié)合有毒物質(zhì)、提供蛋白酶抑制劑等作用，保護(hù)細(xì)胞免受傷害。小牛血清適用于神經(jīng)功能缺損、皮膚移植等。不同的適應(yīng)證是由于兩者成分比例的差異所導(dǎo)致的。牛血清含有豐富的細(xì)胞生長的營養(yǎng)成分，但在應(yīng)用時應(yīng)在醫(yī)生的指導(dǎo)下進(jìn)行，以確保安全有效地發(fā)揮其作用。

04   胎牛血清的技術(shù)性指標(biāo)

（一）內(nèi)毒素

內(nèi)毒素是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁外壁層的成分，當(dāng)細(xì)菌死亡自溶或粘附在其它細(xì)胞時才表現(xiàn)其毒性。國際上規(guī)定，胎牛血清的級別以內(nèi)毒素水平高低確定，特級胎牛血清內(nèi)毒素應(yīng)＜10EU/mL。內(nèi)毒素含量越低，對細(xì)胞毒性越小，越利于細(xì)胞生長和傳代；含量過高會直接導(dǎo)致細(xì)胞提前老化。例如，養(yǎng)干細(xì)胞時，干細(xì)胞對內(nèi)毒素非常敏感，血清中內(nèi)毒素≥3EU/mL 時，干細(xì)胞很容易死亡；養(yǎng)免疫細(xì)胞時，過高內(nèi)毒素可誘導(dǎo)免疫細(xì)胞釋放炎癥因子，抑制小鼠紅細(xì)胞集落形成等。

（二）總蛋白含量

胎牛血清總蛋白含量一般在 30 - 50mg/mL。數(shù)值偏高說明采血的牛齡偏大，不是胎牛；數(shù)值偏低則表明血清可能摻水了。據(jù)研究，總蛋白含量可以初步判斷血清是否為胎牛血清，是衡量血清質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。

（三）血紅蛋白

胎牛血清的血紅蛋白標(biāo)準(zhǔn)為不高于 30mg/dl，顏色越紅數(shù)值越高。這個指標(biāo)的意義在于能體現(xiàn)采血過程的嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范程度，良好的操作能降低血清的溶血。細(xì)胞培養(yǎng)用血清標(biāo)準(zhǔn)是血紅蛋白含量不高于 20mg/dl。

（四）pH

胎牛血清的 pH 值在 7.0 - 8.0 之間。目前并沒有具體依據(jù)把進(jìn)口血清和國產(chǎn)血清用 7.5 這個分界線界定。不同來源的胎牛血清 pH 值可能有所差異，其原因可能與牛齡等因素有關(guān)。

（五）微生物

胎牛血清中的微生物包括細(xì)菌、霉菌、支原體、噬菌體、病原性病毒等。隨著血清生產(chǎn)條件的改善，細(xì)菌、霉菌等 “大型” 微生物幾乎能 100% 控制。支原體可通過 0.1um3 次無菌過濾去除，如 CellMax 胎牛血清經(jīng)過 3 次 0.1um 無菌過濾后，又通過培養(yǎng)法和 DNA 染色法進(jìn)行支原體檢測，結(jié)果呈陰性才會放行銷售。噬菌體主要是生產(chǎn)環(huán)境過程中帶入，難以清除，但對血清質(zhì)量影響不大，工業(yè)生產(chǎn)中往往會采用 γ 照射的胎牛血清來避免噬菌體。病原性病毒在國產(chǎn)血清中檢出率較高，如 BVDV 在國產(chǎn)血清中幾乎 90% 以上都存在，而進(jìn)口胎牛血清相對控制得較好。

（六）免疫球蛋白

免疫球蛋白的數(shù)值能體現(xiàn)采血時的牛齡情況。新生牛血清容易產(chǎn)生 IgM，IgG 的含量也偏高；胎牛血清不含 IgM，IgG 的含量也較低?？梢酝ㄟ^血清蛋白電泳 SDS 檢測。低 IgG 的胎牛血清推薦適用于抗體生產(chǎn)及相關(guān)領(lǐng)域。

05   胎牛血清的注意事項(xiàng)

（一）熱滅活問題

熱滅活是指將血清加熱至一定溫度并保持一段時間，以去除血清中的補(bǔ)體等對熱敏感的物質(zhì)。然而，對于胎牛血清來說，一般無須熱滅活。這是因?yàn)檎?guī)的胎牛血清中，補(bǔ)體成分含量極低。據(jù)研究，胎牛血清中含有的 C1、C6 僅達(dá)成年動物血清的 1 - 3%，而其它補(bǔ)體成分僅有成年動物的 5 - 50%，至于補(bǔ)體的主要成分 C3 在胎牛血清中則幾乎不能檢出。

熱滅活不僅沒有必要，還容易帶來負(fù)面影響。首先，熱滅活會造成沉淀物增多。實(shí)驗(yàn)顯示，血清的熱滅活非常容易造成沉淀物的增多，溫度過高、時間過久或搖晃不均勻，都會導(dǎo)致沉淀物增加。其次，熱滅活會導(dǎo)致血清質(zhì)量下降。熱滅活可能會使血清中一些珍貴的生長因子等活性物質(zhì)受到損失，進(jìn)而影響細(xì)胞的生長。例如，在細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過熱滅活處理的血清，對細(xì)胞的生長只有微小的促進(jìn)作用，甚至可能完全沒有作用，反而會因?yàn)楦邷靥幚碛绊懥搜宓馁|(zhì)量，造成細(xì)胞生長速率降低。

（二）解凍方法

胎牛血清的解凍應(yīng)采用緩慢解凍法，避免溫度改變太大產(chǎn)生沉淀。具體來說，可先將血清從冷凍箱取出后，置于 2 - 8℃冰箱使之溶解，然后在室溫下使之全溶。在溶解過程中必須規(guī)則地?fù)u晃均勻，使溫度及成分均一，減少沉淀的發(fā)生。

如果解凍時溫度改變太大，如從 - 20℃直接至 37℃，實(shí)驗(yàn)顯示非常容易產(chǎn)生沉淀物。這是因?yàn)樘ヅＱ暹@種混合物中，蛋白質(zhì)等干物質(zhì)的融化速度大于水這類溶劑，所以蛋白質(zhì)會先溶解析出，而水還是結(jié)成冰的狀態(tài)，導(dǎo)致瓶子中間會出現(xiàn)一根透明的冰柱，而周圍則會呈現(xiàn)上黃下紅的分層渾濁液的狀態(tài)，在使用過程中很容易引起沉淀、混合不均勻、局部濃度過高等問題，影響細(xì)胞生長。

更重要的一點(diǎn)是，血清中珍貴的生長因子等活性物質(zhì)，它們在解凍過程中，有著與細(xì)胞復(fù)蘇類似的經(jīng)歷，都需要快速解凍才能很大程度地保留生物活性。顯然，4℃過夜這樣的長時間處理，很有可能會導(dǎo)致一部分 “營養(yǎng)成分” 的損失，影響細(xì)胞生長。

（三）絮狀沉淀物處理

血清解凍后可能會出現(xiàn)絮狀沉淀物，對于這些絮狀沉淀物，可以將血清分裝至無菌離心管內(nèi)，以 400g 稍微離心，上清液即可接著加入培養(yǎng)基內(nèi)一起過濾。但不建議以過濾的方法去除這些絮狀沉淀物，因?yàn)樗赡軙枞^濾膜。

胎牛血清中沉淀物的出現(xiàn)有許多種原因，但普遍的原因是由于胎牛血清中脂蛋白的變性所造成，而血纖維蛋白（形成凝血的蛋白之一）在胎牛血清解凍后，也會存在于胎牛血清中，亦是造成沉淀物的主要原因之一。但這些絮狀沉淀物，并不影響胎牛血清本身的質(zhì)量。

（四）采購注意事項(xiàng)

在采購胎牛血清時，可從以下五個方面區(qū)分血清的好壞。

來源及采集方法：合格的胎牛血清通常來自符合當(dāng)?shù)匦竽敛块T相關(guān)規(guī)定的養(yǎng)殖場和屠宰場，采用非侵入性或較小侵入性的采集方法，以維持血源的潔凈度，減少外部污染物的影響。

病原相關(guān)檢測：胎牛血清必須經(jīng)過嚴(yán)格的病原體檢測，并保證無菌性。供應(yīng)商應(yīng)提供有關(guān)病毒、細(xì)菌、真菌和支原體等病原體篩查和檢測的證明。內(nèi)毒素含量應(yīng)在 10EU/ml 以下，才有資格被稱為特級胎牛血清。

細(xì)胞培養(yǎng)性能：每一批次血清也應(yīng)就克隆率、細(xì)胞毒性、細(xì)胞增殖密度和倍增時間進(jìn)行檢查，確保血清能夠促進(jìn)細(xì)胞增殖，為細(xì)胞提供良好的生長環(huán)境。

相關(guān)成分檢測：包括病毒檢測和抗體檢測，優(yōu)質(zhì)的特級胎牛血清應(yīng)保證動物從始至終都沒有感染過相關(guān)病毒，檢測結(jié)果應(yīng)為陰性。同時，還要控制血紅蛋白、總蛋白、白蛋白等相關(guān)成分的含量在一定范圍內(nèi)。

對供應(yīng)商的考察：選擇一個靠譜的供應(yīng)商十分重要。了解該供應(yīng)商所服務(wù)的客戶群體、綜合評估供應(yīng)商服務(wù)人員的專業(yè)程度，有助于挑選到優(yōu)質(zhì)的胎牛血清。

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