胎牛血清的定义与应用概述
胎牛血清的定义与应用概述
胎牛血清（Fetal Bovine Serum，FBS）是从怀孕5-8月龄的母牛胚胎中采集血液，经分离、过滤、灭菌等工艺制备的天然生物制品，富含蛋白质、生长因子、激素、维生素等多种营养成分，是细胞培养中最常用的培养基补充剂之一。其核心作用在于为体外培养的细胞提供生长支持、贴壁因子、pH缓冲能力及蛋白酶抑制剂等，广泛应用于生物医学研究、疫苗生产、细胞治疗等领域。
胎牛血清的制备工艺与质量控制
制备流程
血液采集
采集对象为5-8月龄的健康胎牛，通过心脏穿刺方式采血，确保过程符合动物福利伦理标准。
胎牛未接触外界环境，血清中抗体（如IgG）和补体含量极低，避免对细胞培养产生干扰。
分离与纯化
血液经离心分离去除血细胞，获得血浆；随后通过多级过滤（如0.1µm无菌过滤）去除细胞碎片、颗粒物及微生物，典型工艺需经过七次加压过滤。
部分产品需进一步处理以降低内毒素水平（如特级血清要求内毒素≤10 EU/ml），例如Ausbian进口血清通过特定工艺可将内毒素控制在3 EU/ml以下，部分批次低至1 EU/ml。
质量检测与储存
需通过细胞兼容性测试、生长因子活性分析、无菌性及内毒素检测等质控步骤。
成品血清需在-20℃以下冷冻保存，避免反复冻融；解冻时应先置于2-8℃冷藏，再室温摇匀，防止蛋白质凝聚沉淀。
胎牛血清的核心功能与成分解析
主要生物活性成分
成分类别
功能作用
生长因子 | 包括EGF、FGF等，促进细胞增殖与分化，维持细胞表型稳定性。 |
蛋白质 | 白蛋白、转铁蛋白等载体蛋白，运输营养物质并缓冲pH值。 |
蛋白酶抑制剂 | 如α2-巨球蛋白，中和胰蛋白酶等消化酶，保护细胞免受损伤。 |
脂质与碳水化合物 | 提供能量代谢底物，支持细胞膜合成。 |
关键作用机制
细胞生长支持：补充基础培养基中缺乏的营养物质（如氨基酸、维生素），促进贴壁或悬浮细胞的生长与维持。
环境缓冲：通过蛋白质胶体渗透压调节培养液pH，并结合有毒金属离子或热原质，降低细胞毒性风险。
实验稳定性：同一批次血清成分均一（产量通常为100-2000升），减少实验结果的批次差异。
胎牛血清的选择与使用要点
选购标准
来源与工艺：优先选择血源可追溯（如澳洲、南美）、生产流程规范的产品，避免因原料差异导致质量波动。
内毒素与IgG含量：根据实验需求选择级别，细胞治疗或敏感细胞培养需低内毒素（≤5 EU/ml）、低IgG血清。
批次一致性：建议预留多批次平行样品，确保长期实验的稳定性。
使用注意事项
解冻与分装：避免直接从-20℃骤升至37℃解冻，分装时需无菌操作以防止污染。
沉淀处理：血清中出现少量沉淀属正常现象，可通过400×g离心10分钟去除，不影响使用。
灭活争议：传统56℃热灭活（30分钟）可能导致营养成分破坏及沉淀增加，非必要实验建议省略此步骤。
市场现状与应用前景
应用领域扩展
基础研究：支持干细胞、肿瘤细胞等体外培养，是细胞生物学实验的“黄金标准”。
生物医药：用于疫苗生产（如病毒载体培养）、细胞治疗（如CAR-T细胞扩增），需符合GMP级质量要求。
挑战与趋势
替代技术探索：由于动物源血清存在批次差异和伦理争议，无血清培养基研发持续推进，但短期内FBS仍无法完全替代。
质量管控强化：监管趋严推动行业标准化，例如内毒素、病毒筛查等指标要求逐步提高。
胎牛血清作为细胞培养的关键试剂，其制备工艺的精细化与质量控制的严格化是保障实验可靠性的核心。未来需在提升批次稳定性、降低动物源性风险的同时，探索更可持续的替代方案，以推动生物制药与基础研究的发展。