正因為血清來源于動物，含有細胞培養中所需的各種營養（血漿蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生長因子、激素、無機物等），所以奠定了血清是細胞培養實驗中最普遍試劑的基礎。血清通常用作細胞生長的添加物，擁有多種功能和用途，如：富含大分子蛋白，低分子量的營養素，作為氨基酸、碳水化合物、維生素的額外來源；提高介質的緩沖能力；可結合或中和有毒成分；減少細胞氧化應激，減少細胞凋亡；提供促進生長的因子，有助細胞適應環境。

成分	濃度	成分	濃度
蛋白和多肽	-	磷脂	0.7-3.0 mg/ml
白蛋白	20-50 mg/ml	丙酮酸	2-10 ug/ml
胎球蛋白	10-20 mg/ml	碳水化合物	-
纖連蛋白	1-10 ug/ml	葡萄糖	0.6-1.2 mg/ml
球蛋白	1-15 mg/ml	乳酸	0.5-2.0 mg/ml
α-抗胰蛋白酶	0.5-2.5 mg/ml	多胺	-
轉鐵蛋白	2-4 mg/ml	丁二胺,亞精胺	0.1-1.0 uM
生長因子	-	尿素	170-300 ug/ml
EGF, PDGF, IGF-I, IL-1	1-100 ng/ml	無機物	-
氨基酸	0.01-1.0 uM	鈣，氯化物，鉀，磷	-
脂質	-	激素	-
膽固醇	10 uM	胰島素	1-100 ng/ml
脂肪酸	0.1-1.0 uM	皮質醇	10-200 nM
亞油酸	0.01-0.1 uM	維生素	10 ng-10 ug/ml

在之前的文章中，我們介紹過血清通過牛齡進行分類，可大致分為：胎牛血清（Foetal Bovine Serum，簡稱FBS）、國產胎牛血清（并無明確定義，但通常用此命名）、新生牛血清（Newborn Calf Serum，簡稱NBCS，或稱小牛血清）、成年牛血清（Adult Bovine Serum，簡稱ABS）。點擊文字即可查看文章。

不同牛齡血清所含的促細胞生長因子、促貼附因子、激素及其他活性物質等組分與比例不同。

▽ 比較

但這幾種血清也不一定可以滿足所有實驗要求，那么就出現了一些根據實驗要求進行了特殊加工的胎牛血清。今天我們就來聊一聊這些特殊胎牛血清的用途~

透析胎牛血清

常規細胞培養需要添加血清來維持細胞的增殖能力，盡管血清可以滿足一般細胞培養需求，但在進行營養成分優化和標記特定成分進行研究的實驗中，仍需要去除某些特定的成分，常用的去除方法有透析。透析是將血清循環通過中空纖維，并在血清中補充生理鹽水以維持滲透壓，移除分子量小于10,000Da的小分子，如氨基酸、葡萄糖、鹽離子和未結合的蛋白等。
因此透析胎牛血清主要用于關注小分子濃度的特殊研究，包括：研究蛋白質組學，同位素標記、細胞信號傳導和報告基因分析、報告基因細胞系的篩選等。

 

細胞培養條件下穩定同位素標記技術（簡稱SILAC）

這是一項以質譜為基礎的定量蛋白質組學技術，全稱為Stable isotope labeling with amino acids in cell culture （SILAC）。它將¹³C或¹⁵N標記的氨基酸摻入到培養基中培養細胞，來標記細胞內新合成的蛋白質，一般培養5-6代，細胞中的蛋白質將都被同位素標記。然后質譜分析，即可比較經過不同處理的細胞，其內部蛋白質豐度的變化。它還可用于正常細胞與病理狀態細胞二者的比較。為避免胎牛血清中天然氨基酸的干擾，這時就需要用到透析胎牛血清，以保證摻入細胞蛋白中的氨基酸均為標記氨基酸（常采用賴氨酸或精氨酸）。

工程細胞株的篩選

以常見的工程細胞株CHO-DFGRˉ為例，該細胞自身缺乏二氫葉酸還原酶（DHFR），必須在添加了次黃嘌呤、胸腺嘧啶和甘氨酸的培養液中才能得以存活。如將含有目的基因與DHFR基因的質粒轉染細胞，則可以得到在不含上述添加劑的培養基上也能生長的細胞克隆。通過甲氨蝶呤（MTX）進一步篩選，可進一步得到能表達大量目的蛋白的細胞克隆。這時的胎牛血清由于不含有次黃嘌呤和胸腺嘧啶等，也常作為選擇培養基的一部分，參與陽性轉染細胞克隆的篩選。

研究某些因子如核苷酸或微量元素如硒、鋅對某種類型細胞增殖、分化的影響。這時也需要用透析胎牛血清，以避免培養體系中天然存在的這些物質的干擾。
（來源網絡）

碳吸附胎牛血清

在進行營養成分優化和標記特定成分進行研究的實驗中，需要去除某些特定的背景成分，常用的去除方法有碳吸附，使用活性碳和右旋糖苷去除血清中的激素。

活性炭能夠結合脂溶性分子，通過碳吸附可降低血清中許多激素及生長因子的濃度，如雌二醇、皮質醇、皮質酮、孕酮、B類維生素、睪酮及T3、T4、前列腺素等。該血清適用于上述一些分子可能干擾實驗結果的實驗中，對于那些需要這些分子的細胞培養，也可能降低細胞生長性能。

碳吸附胎牛血清用于體外培養，去除背景值以驗證激素的作用效果，研究包括醇類受體連接，細胞受體類固醇調節，各種組織激素分泌和甲狀腺激素功能。

適用于：培養干細胞、原代細胞、神經細胞、人類癌細胞、人類骨髓細胞、白血病細胞、人類胚肺成纖維細胞、人類腦神經細胞和瘤細胞等細胞。

去外泌體胎牛血清

外泌體由分泌性細胞分泌，存在于所有的生物體液中，包括血液、尿液、唾液、乳汁和腦脊液中。它們隨后被其他細胞吸收并發揮生物活性。

△外泌體

胎牛血清中含有大量的外泌體，但在外泌體研究中，如果仍然使用胎牛血清培養細胞，并通過收集上清液來提取外泌體進行實驗，那么胎牛血清中本身的牛源外泌體將會對實驗分析造成極大的干擾。去外泌體血清是將由無菌采集的健康胎牛血清經過過濾，去除≥99%的胎牛血清內源外泌體，還可使細胞在培養時與未處理的胎牛血清具有相同的增殖速率和形態。

因此，去外泌體血清主要用于細胞體外的增殖培養，收獲目標細胞的外泌體。

四環素調控系統胎牛血清

普通胎牛血清中一般會含有四環素（Tet），當使用非常敏感的Tet-誘導的基因表達系統時，研究人員往往會遇到非預期的基因表達的問題，為了確保精確地基因表達，建議使用四環素調控系統胎牛血清，應用于使用敏感四環素誘導表達系統的細胞培養(Tet-on, Tet-off)，以及其它對四環素敏感的實驗中。

低IgG胎牛血清

IgG是胎牛血清中發現的最常見的抗體，低IgG血清主要通過A-Sepharose處理，使血清能夠保留原有的生物活性，同時降低血清的IgG含量，低于5μg/ml。低IgG胎牛血清適用于培養雜交瘤細胞。
因此，低IgG胎牛血清有利于單克隆抗體的純化，用于研究抗體和病毒反應、細胞表面抗原表位。

去脂胎牛血清

去脂胎牛血清通過固體基質脫脂作用去除內源性脂類、甘油三酯和膽固醇，含量僅為標準胎牛血清的1/3。

去脂胎牛血清在細胞培養中用量較多，其含有豐富的細胞生長必須的營養成分，常用于動物細胞的體外培養，具有極為重要的功能。

• 1. 提供對維持細胞指數生長的激素，基礎培養基中沒有或量很少的營養物以及主要的低分子營養物

• 2. 提供結合蛋白，能識別維生素、脂類、金屬和其他激素等，能結合或調變它們所結合的物質活力。

• 3. 有些情況下結合蛋白質能與有毒金屬和熱源質結合，起到解毒作用。

• 4. 是細胞貼壁、鋪展在塑料培養基上所需因子來源。

• 5. 起酸堿緩沖液作用。

• 6. 提供蛋白酶抑制劑，使在細胞傳代時剩余胰蛋白酶失活，保護細胞不受傷害。

去脂胎牛血清可用于蛋白激酶CK2-α’與腺樣囊性癌肺轉移相關性研究：

• 1. 蛋白激酶是酶類這個家族中最龐大的一員，被用來完成蛋白磷酸化作用的催化，這是控制細胞生命活動中最通常的機制。其中最具有效性的蛋白激酶之一可能就是CK2。蛋白激酶CK2（protein kinase CK2, PKCK2），過去曾經被稱為酪蛋白激酶-2或Ⅱ（cascin kinase2 or Ⅱ）。它是由兩個催化亞基（aa’）和兩個調節亞基（ββ）構成的不均一四聚體。

• 2. 蛋白激酶CK2是由兩個分別為42—44KDa和38KDa的aa’ββ型異四聚體結構。該結構很穩定,在體外只有在變性的條件下才能被解離。除了細胞基質,一些病毒蛋白也被CK2所磷酸化。蛋白激酶CK2在轉錄、信號、增殖，并且在導致腫瘤發生的各細胞步驟中發揮作用。

熱滅活系列血清

加熱可以滅活補體系統。啟動的補體系統參與溶解細胞事件，刺激平滑肌收縮，細胞和血小板釋放組胺，啟動淋巴細胞和巨噬細胞活化。在免疫學研究中，培養ES細胞、昆蟲細胞和平滑肌細胞時，推薦使用熱滅活血清。
實驗顯示，熱滅活血清對大多數的細胞而言是非必需的，對于非必須的細胞來說血清滅活對于細胞生長只有微小甚至無任何作用，還可能造成生長速率降低，沉淀物還會顯著增多，不利于細胞觀察。因此，若非必須，不需要對血清進行滅活處理。
如若需要使用熱滅活血清，可通過提高血清溫度到56℃，并且保持該溫度30分鐘完成。建議加放空白對照（同體積水）使用溫度計測溫，以測得溫度為56℃時為計時起始點，加熱中可不時輕度旋轉混勻血清。

 

☆ 血清的使用方法

血清從冰凍區中取出后（切勿直接將血清從-20℃置入37℃解凍，這樣因溫度改變太大，容易造成蛋白質凝集而出現沉淀），放置于2℃～8℃中使之融化，解凍過程中間歇地輕輕搖晃均勻，待全部溶解后再分裝或直接使用。完全融解的血清從4℃拿出，按要求比例（5%-20%）加基礎培養基配置成完全培養基，建議使用不完時，置于4℃冰箱存放并于1-2周內用完。

 

☆ 使用血清時的注意事項

血清沉淀的物質主要有：纖維蛋白（絮狀沉淀），脂蛋白，冷凝集素，玻連蛋白，胎球蛋白，磷酸鈣（顯微鏡下小黑點沉淀），膽固醇等。

哪些原因容易導致血清沉淀：

1. 溫度改變太大，血清由-20℃直接放入37℃解凍，因溫度改變劇烈容易導致沉淀。

2. 血清在室溫或4℃冰箱放置時間太久，血清中的不穩定成分會被破壞，影響細胞生長效果；導致血清品質變差，也會產生沉淀。

3. 血清分裝凍存時，注意在不產生氣泡的情況下搖晃均勻，避免因血清成分濃度改變產生沉淀。

4. 血清滅活后容易產生沉淀，如需使用滅活血清，請按56℃，30分鐘，輕微搖晃原則操作，滅活溫度過高、時間過長、搖晃不均都容易產生沉淀。

如有血清沉淀，分裝后進行離心處理，建議400g離心5分鐘，取上清使用。

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