细胞培养时添加血清的作用是什么？

血清中含有动物细胞生长增殖所需的各种营养物质，细胞培养中使用最广泛的是牛血清，主要有胎牛血清（FBS）、新生牛血清（NCS）和小牛血清（CS）。其中，胎牛血清是在母牛怀孕5-8个月时，通过胎牛心脏穿刺采血制备的血清；新生牛血清来源于刚出生至14天内的新生牛；小牛血清来源于出生后2周至1年内的小牛。由于胎牛血清取自怀孕母牛体内的胎牛，尚未与外界接触，所含对细胞的有害成分最少，质量也最好，但因获取困难，所以胎牛血清的价格也最高。血清含有各种血浆蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生长因子、激素、无机物等，这些物质都参与细胞的生长，主要表现为：

1）提供基本营养物质：氨基酸、维生素、无机物、脂类物质、核酸衍生物等，是细胞生长必需的物质。

2）提供激素和各种生长因子：激素如胰岛素、肾上腺皮质激素（氢化可的松、地塞米松）、类固醇激素（雌二醇、睾酮、孕酮）等。生长因子如成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、血小板生长因子等。

3）提供结合蛋白：结合蛋白在细胞代谢过程中起重要作用，主要是携带重要的低分子量物质，如白蛋白携带维生素、脂肪、及激素等，转铁蛋白携带铁。

4）提供保护作用：有一些细胞，如内皮细胞、骨髓样细胞可以释放蛋白酶，血清中含有抗蛋白酶成分，起到中和作用，这一偶然发现可以有目的的使用血清来终止胰蛋白酶的消化作用。血清中的血清蛋白形成的粘度可以保护细胞免受机械损伤，特别是在悬浮培养搅拌时。血清还提供促接触和伸展因子使细胞贴壁免受机械损伤。血清中还含有一些微量元素和离子，如SeO3、硒等，它们在细胞代谢解毒中发挥重要作用。血清是一种成分复杂且不完全明确的混合物，虽含有许多对细胞生长有利的成分，与此同时，也含有对细胞不利或有害的成分，主要表现为：

1）大多数细胞在体内状态时不会直接接触到血清，只有在损伤愈合和血液凝固过程中才接触血清，当使用血清进行细胞培养时有可能会改变某种细胞在体内的正常状态。血清可能在促进某些细胞（成纤维细胞）生长的同时抑制另一类细胞（表皮细胞）生长。

2）血清中含有一些会对细胞产生毒性的成分，如多胺氧化酶可与高度增殖细胞的多胺（如精胺、亚精胺）反应形成有细胞毒性作用的聚精胺。血清中的补体、抗体、细菌毒素等也会影响细胞生长，甚至造成细胞死亡。

3）制备血清的取材过程中可能带入支原体、病毒等潜在风险因素，可能导致实验失败或结果不可靠。

4）由于血清中含有蛋白质，当生产某些转基因蛋白生物药品时，分离纯化变得十分困难，难以完成。血清成本较高，批次间易产生较大差异，培养中易发生外源性污染，当我们选择血清时，必须考虑以下几个方面：

1）血清来源：用于取材的动物应健康无病且在指定的出生天数以内，取材过程应严格按照操作规程执行，制备的血清应经过严格的质量鉴定。

2）血清理化性质：渗透压、pH值、蛋白电泳图谱、蛋白含量、激素水平、内毒素等。优质的血清应为淡黄色透明液体，蛋白含量包括血清总蛋白含量（不低于35-45g/L）、球蛋白含量（应小于20g/L）、血红蛋白含量（越低越好）等。其中，球蛋白含量这一指标非常重要，血清中的球蛋白主要是抗体，球蛋白含量越低，血清质量越高。

3）血清微生物检测：细菌、真菌、支原体、病毒等微生物检测，特别是支原体和病毒检测。支原体和病毒污染在光学显微镜下难以观察到，不易察觉，感染后细胞也能生长增殖，会影响实验结果。血清通常储存于-20℃，且应避免反复冻融，建议购买大包装的血清后按日常实验需求无菌分装成小包装，储存于-20℃，使用前融化（小包装融化时先置于4℃，且轻轻晃动混匀，融化后应尽快使用）。可按以下方法融化血清：步骤条件100mL500mL1000mL第一步室温35min90min100min或15-20℃水浴5min18min20min第二步20℃水浴15min25min30min第三步37℃水浴20min35min45min注：水浴融化时血清平面需完全浸入水中，融化过程需不断轻轻晃动瓶身，混匀血清，晃动时尽量不要产生泡沫。