上海优宁维生物科技股份有限公司

01   胎牛血清概述

胎牛血清是一种性状为浅黄色澄清、无异物稍粘稠液体。它应取自剖腹产的胎牛，由于胎牛还未接触外界，血清中所含的抗体、补体等对细胞有害的成分最少，因此品质最高。

胎牛血清是细胞培养中常用的天然培养基，含有丰富的营养成分。其中蛋白质含量在 3.5%～5.0%（w/v），血红蛋白含量≤0.02%（w/v），细菌内毒素≤5（EU/ml）等，各项质量指标符合 2005 版《中华人民共和国药典》第三部附录的要求。血清中含有各种血浆蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生长因子、激素、无机物等，这些物质对促进细胞生长或抑制生长活性是达到生理平衡的。

例如，血清中的蛋白质除包括可携带金属离子、脂肪酸和自身是激素类蛋白外主要还有白蛋白，球蛋白等。纤维粘连素细胞促进细胞附着；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细胞附着；转铁蛋白能结合铁离子，减少其毒性和被细胞利用。多肽中的血小板促生长因子能促细胞分裂，是主要的促细胞增殖因子；成纤维细胞生长因子、表皮细胞生长因子、神经细胞生长因子等虽含量很少，但对细胞生长也有一定作用。激素对细胞的作用也是多方面的，胰岛素能促进细胞摄取葡萄糖和氨基酸，与促细胞分裂有关；类胰岛素生长因子能与细胞表达的胰岛素受体结合，起到胰岛素同样的作用等。

02   胎牛血清的作用

（一）促进细胞生长

胎牛血清中含有丰富的营养物质，为细胞生长提供了必要的条件。它能提供维持细胞生长的激素，这些激素在基础培养基中含量很少或没有，对于细胞的正常生长和增殖至关重要。例如，胎牛血清中的胰岛素样生长因子（IGF）、表皮生长因子（EGF）等，能刺激细胞的分裂和生长。同时，胎牛血清还能弥补基础培养基中营养不足的问题，为细胞提供各种维生素、氨基酸、脂质等营养成分。此外，胎牛血清中的细胞外基质成分，如纤维粘连素、胎球蛋白等，能促进细胞的附着和铺展，为细胞提供一个适宜的生长环境。

（二）解毒与保护

胎牛血清具有解毒和保护细胞的作用。一方面，胎牛血清中含有结合蛋白，能够与有毒金属和热原质结合，从而起到解毒的功效。例如，金属硫蛋白对多种重金属有高度亲和性，能清除细胞生长环境中的有毒金属离子。另一方面，胎牛血清能提供蛋白酶抑制剂，在细胞消化时，可使剩余胰蛋白酶失活，保护细胞不受伤害。此外，胎牛血清中的某些成分还能起到抗氧化的作用，如金属硫蛋白能清除细胞生长环境中的氧自由基，防止细胞衰老。

（三）其他作用

胎牛血清除了在细胞培养方面的作用外，还具有其他一些对人体有益的作用。比如，胎牛血清可以提高免疫力，其中含有丰富的免疫球蛋白，能辅助提高人体自身的免疫力，减少疾病的发生。同时，胎牛血清中含有丰富的钙元素，能够促进骨骼发育，在一定程度上预防骨质疏松症。此外，胎牛血清中富含维生素 A，能够促进眼部神经的发育，保护视力，缓解视力疲劳。而且，胎牛血清中含有大量的色氨酸，适当食用可以改善睡眠质量。但需要注意的是，胎牛血清中的蛋白质含量较高，过量食用可能会加重胃肠道负担，引起腹胀、腹痛等不适症状，不利于身体健康。如果食用胎牛血清后出现不适症状，应及时就医治疗。

03   胎牛血清与小牛血清的区别

（一）抽血时间不同

胎牛血清的采血时间主要是在母牛怀孕阶段，通常是母牛怀孕 5 - 8 个月时，通过母牛剖腹产和胚胎心脏穿刺的方式采取胎血。而小牛血清是在小牛出生后 2 周之内，对新生的小牛进行静脉采血。

（二）成分比例不同

胎牛血清和小牛血清虽然都含有细胞生长因子、激素及其他活性成分等，但比例不同。胎牛血清中各类生长因子最为齐全，能支持供养的细胞种类最多。例如，在干细胞、淋巴细胞、神经细胞等细胞的培养中，某些细胞必需胎牛血清才能生长。而小牛血清中生长因子相对较少，蛋白质和免疫球蛋白水平稍高，适合培养容易培养或对培养环境要求低的细胞，如肿瘤细胞等。

（三）外观不同

胎牛血清外观为浅黄色澄清，无异物，稍显粘稠。小牛血清外观黄色澄清，有异物，同样稍粘稠。真正的胎牛血清凝血功能差，红细胞容易破裂，一般表现出微红色或橘色；而新生牛（小牛）血清则表现为蜡黄色或偏黄色。胎牛血清蛋白和脂类含量低，相比小牛血清更加稀薄、清淡。

（四）适应证不同

胎牛血清适用于解毒、调节酸碱平衡、保护细胞等。它能为细胞生长提供适宜的环境，同时具有结合有毒物质、提供蛋白酶抑制剂等作用，保护细胞免受伤害。小牛血清适用于神经功能缺损、皮肤移植等。不同的适应证是由于两者成分比例的差异所导致的。牛血清含有丰富的细胞生长的营养成分，但在应用时应在医生的指导下进行，以确保安全有效地发挥其作用。

04   胎牛血清的技术性指标

（一）内毒素

内毒素是革兰氏阴性菌细胞壁外壁层的成分，当细菌死亡自溶或粘附在其它细胞时才表现其毒性。国际上规定，胎牛血清的级别以内毒素水平高低确定，特级胎牛血清内毒素应＜10EU/mL。内毒素含量越低，对细胞毒性越小，越利于细胞生长和传代；含量过高会直接导致细胞提前老化。例如，养干细胞时，干细胞对内毒素非常敏感，血清中内毒素≥3EU/mL 时，干细胞很容易死亡；养免疫细胞时，过高内毒素可诱导免疫细胞释放炎症因子，抑制小鼠红细胞集落形成等。

（二）总蛋白含量

胎牛血清总蛋白含量一般在 30 - 50mg/mL。数值偏高说明采血的牛龄偏大，不是胎牛；数值偏低则表明血清可能掺水了。据研究，总蛋白含量可以初步判断血清是否为胎牛血清，是衡量血清质量的重要指标之一。

（三）血红蛋白

胎牛血清的血红蛋白标准为不高于 30mg/dl，颜色越红数值越高。这个指标的意义在于能体现采血过程的严谨规范程度，良好的操作能降低血清的溶血。细胞培养用血清标准是血红蛋白含量不高于 20mg/dl。

（四）pH

胎牛血清的 pH 值在 7.0 - 8.0 之间。目前并没有具体依据把进口血清和国产血清用 7.5 这个分界线界定。不同来源的胎牛血清 pH 值可能有所差异，其原因可能与牛龄等因素有关。

（五）微生物

胎牛血清中的微生物包括细菌、霉菌、支原体、噬菌体、病原性病毒等。随着血清生产条件的改善，细菌、霉菌等 “大型” 微生物几乎能 100% 控制。支原体可通过 0.1um3 次无菌过滤去除，如 CellMax 胎牛血清经过 3 次 0.1um 无菌过滤后，又通过培养法和 DNA 染色法进行支原体检测，结果呈阴性才会放行销售。噬菌体主要是生产环境过程中带入，难以清除，但对血清质量影响不大，工业生产中往往会采用 γ 照射的胎牛血清来避免噬菌体。病原性病毒在国产血清中检出率较高，如 BVDV 在国产血清中几乎 90% 以上都存在，而进口胎牛血清相对控制得较好。

（六）免疫球蛋白

免疫球蛋白的数值能体现采血时的牛龄情况。新生牛血清容易产生 IgM，IgG 的含量也偏高；胎牛血清不含 IgM，IgG 的含量也较低。可以通过血清蛋白电泳 SDS 检测。低 IgG 的胎牛血清推荐适用于抗体生产及相关领域。

05   胎牛血清的注意事项

（一）热灭活问题

热灭活是指将血清加热至一定温度并保持一段时间，以去除血清中的补体等对热敏感的物质。然而，对于胎牛血清来说，一般无须热灭活。这是因为正规的胎牛血清中，补体成分含量极低。据研究，胎牛血清中含有的 C1、C6 仅达成年动物血清的 1 - 3%，而其它补体成分仅有成年动物的 5 - 50%，至于补体的主要成分 C3 在胎牛血清中则几乎不能检出。

热灭活不仅没有必要，还容易带来负面影响。首先，热灭活会造成沉淀物增多。实验显示，血清的热灭活非常容易造成沉淀物的增多，温度过高、时间过久或摇晃不均匀，都会导致沉淀物增加。其次，热灭活会导致血清质量下降。热灭活可能会使血清中一些珍贵的生长因子等活性物质受到损失，进而影响细胞的生长。例如，在细胞培养实验中，经过热灭活处理的血清，对细胞的生长只有微小的促进作用，甚至可能完全没有作用，反而会因为高温处理影响了血清的质量，造成细胞生长速率降低。

（二）解冻方法

胎牛血清的解冻应采用缓慢解冻法，避免温度改变太大产生沉淀。具体来说，可先将血清从冷冻箱取出后，置于 2 - 8℃冰箱使之溶解，然后在室温下使之全溶。在溶解过程中必须规则地摇晃均匀，使温度及成分均一，减少沉淀的发生。

如果解冻时温度改变太大，如从 - 20℃直接至 37℃，实验显示非常容易产生沉淀物。这是因为胎牛血清这种混合物中，蛋白质等干物质的融化速度大于水这类溶剂，所以蛋白质会先溶解析出，而水还是结成冰的状态，导致瓶子中间会出现一根透明的冰柱，而周围则会呈现上黄下红的分层浑浊液的状态，在使用过程中很容易引起沉淀、混合不均匀、局部浓度过高等问题，影响细胞生长。

更重要的一点是，血清中珍贵的生长因子等活性物质，它们在解冻过程中，有着与细胞复苏类似的经历，都需要快速解冻才能很大程度地保留生物活性。显然，4℃过夜这样的长时间处理，很有可能会导致一部分 “营养成分” 的损失，影响细胞生长。

（三）絮状沉淀物处理

血清解冻后可能会出现絮状沉淀物，对于这些絮状沉淀物，可以将血清分装至无菌离心管内，以 400g 稍微离心，上清液即可接着加入培养基内一起过滤。但不建议以过滤的方法去除这些絮状沉淀物，因为它可能会阻塞过滤膜。

胎牛血清中沉淀物的出现有许多种原因，但普遍的原因是由于胎牛血清中脂蛋白的变性所造成，而血纤维蛋白（形成凝血的蛋白之一）在胎牛血清解冻后，也会存在于胎牛血清中，亦是造成沉淀物的主要原因之一。但这些絮状沉淀物，并不影响胎牛血清本身的质量。

（四）采购注意事项

在采购胎牛血清时，可从以下五个方面区分血清的好坏。

来源及采集方法：合格的胎牛血清通常来自符合当地畜牧部门相关规定的养殖场和屠宰场，采用非侵入性或较小侵入性的采集方法，以维持血源的洁净度，减少外部污染物的影响。

病原相关检测：胎牛血清必须经过严格的病原体检测，并保证无菌性。供应商应提供有关病毒、细菌、真菌和支原体等病原体筛查和检测的证明。内毒素含量应在 10EU/ml 以下，才有资格被称为特级胎牛血清。

细胞培养性能：每一批次血清也应就克隆率、细胞毒性、细胞增殖密度和倍增时间进行检查，确保血清能够促进细胞增殖，为细胞提供良好的生长环境。

相关成分检测：包括病毒检测和抗体检测，优质的特级胎牛血清应保证动物从始至终都没有感染过相关病毒，检测结果应为阴性。同时，还要控制血红蛋白、总蛋白、白蛋白等相关成分的含量在一定范围内。

对供应商的考察：选择一个靠谱的供应商十分重要。了解该供应商所服务的客户群体、综合评估供应商服务人员的专业程度，有助于挑选到优质的胎牛血清。

 

 

 

 

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