细胞培养液的构成思维导图

血清对于在传统培养基配方中生长和增殖的大多数细胞系来说是需要的，因为大多数单独的培养基并不能提供细胞生长所需要的全部营养，如MEM培养基，较为常用的量为5%～10%的比例，而特殊的低血清培养基血清量可降至3%左右，细胞的形态和功能不受影响。

注：SLM120为清大天一公司低血清培养基，上图为培养24小时细胞密度，下图为48小时细胞密度。

血清可在培养基灭菌后加入，也可与培养基混合后一起过滤。血清的添加一方面补充了细胞生长、增殖所需的一些因子（如生长因子等），另一方面也增加了培养基的黏滞度，这样可以降低细胞在悬浮培养中或被胰蛋白酶消化后的损伤。

但是血清的加入也带来了很多问题，血清都是批量生产，各批之间差异很大，血清含一些对细胞产生毒性的物质，如多胺氧化酶、补体、抗体、细菌毒素等都会影响细胞生长，甚至造成细胞死亡。血清的使用使得实验和生产的标准化困难，其中的蛋白质使得某些转基因蛋白生物药品生产中分离纯化工作很难完成。血清质量问题还会对接种病毒以及毒价产生影响，例产毒少，毒价低。

化学合成培养基现虽已大规模使用，但在某些培养领域水解乳蛋白仍在使用，以补充培养液中缺乏的氨基酸、小肽物质。较为常用的方式是用汉氏或欧式平衡盐溶液溶解水解乳蛋白（一般为5‰浓度），即成乳汉（欧）液，再与化学合成培养基（一般为MEM）按比例混合使用（如1：1）。

水解乳蛋白为乳白蛋白经蛋白酶和肽酶水解的产物，含有丰富的氨基酸。既可用于细菌微生物培养，又可用于动物细胞培养。细胞培养中一般为0.5%水解乳蛋白（经平衡盐溶解）与合成培养基（如MEM）按1：1混合使用。目前在生产中主要用于地鼠肾细胞等细胞的培养和维持。但是水解乳蛋白的使用也给生物制品的生产带来一定的风险。首先由于水解乳蛋白来源于动物，有可能携带传染源，包括病毒和有毒物质。任何一种传染源都可能对正在生长的细胞系或者制品带来风险。其次水解乳蛋白及含有动物组分培养基的使用，使生物制品下游处理变得复杂，这对于蛋白质药物显得更加重要。因为用动物细胞生产生物药品，其面临的最大困难就是如何去除内源或同源蛋白。不确定的成分，例如动物肽类物质的引入，势必会增加提取、分离、纯化步骤，一方面使成本提高，另一方面也会影响生物制品的产量和质量。

成分复杂的培养基还含有许多化合物，包括蛋白质、多肽、核苷、柠檬酸循环的中间产物、丙酮酸及脂类等。已发现当培养基中的血清浓度减少时，这些成分都是必需的。既使在使用血清的情况下，这些成分也可帮助细胞的克隆化培养及维持某些特殊细胞系的生长。

激素和生长因子在大多数常规培养基的配方中都没有注明，但在无血清培养基中通常要加入它们，用其来代替血清中的激素（包括50ng/ml的生长激素和1～10U/ml的胰岛素），它们能增加多种不同类型细胞的贴瓶率；氢化可的松能提高胶质细胞、成纤维细胞的克隆形成率。生长因子包括FGF家族、EGF、PDGF、IGF－1和IGF－2及白介素等，生长因子和细胞因子有着广泛的特异性，医学教.育网搜集整理一般与激素或其它物质起相互协同或加成作用。

另一种常见的添加物就是血清替代物，目前已有许多可完全或部分替代传统培养液中血清成分的商业产品，其稳定性较好，但批次间仍有差别，产品的成分也不很确定。