無血清培養基的開發

要開發無血清培養基，關鍵是找出血清中支持細胞生長的所有成分。其必要性在于有些細胞非常挑剔，同時要注意不同細胞系的營養需求差別較大。因此，不可能設計出一種適合所有細胞系的通用培養基。事實上，即使是同一細胞系，其內部的不同克隆，營養需求也存在差異。

無血清培養基存在如下幾種：化學限定培養基所有成分均知其化學結構，它可包含蛋白質。無蛋白培養基則不包含大分子蛋白，其成分可能并非化學限定。無動物源培養基也可能不是化學限定的，它只是不包含動物來源的成分。理想的培養基是化學限定的無蛋白、無動物源成分培養基。但經常發現，隨著成分限定性的增加，培養基的性能則不斷下降。

無血清培養基的開發有從上至下法和從下至上法。從上至下法是為類似細胞系選擇已知配方的培養基，添加血清，使細胞達到大生長。再逐步減少血清，使細胞生長速率降至原先的50%。這時再選擇性地加入某些成分，使細胞恢復生長至原先水平。

該方法較為簡易。屬于同一類別的細胞系經常需要同一生長因子。因此，對一種上皮細胞系有效的配方對另一種上皮細胞系，可能只需做極小的調整。用該方法開發配方較為容易。該過程也涉及細胞的馴化，其中細胞會自身合成一些必需組分。該方法的缺點是可能存在很多非必需成分，有些成分還會抑制生長。

另一種方法是從下至上法。它系統加入可能促生長的組分，使細胞生長逐漸升高。這樣只有生長必需的成分才會留在配方內。用該方法開發的培養基能使細胞具有更高的生長速率，并且更容易獲得改進。

圖. 確定一個成分的濃度

此外，統計法也常用于無血清配方的開發。

目前已知取代血清的能夠促細胞分裂的成分有：蛋白水解物（動物蛋白、植物蛋白或菌體蛋白）、胰島素和胰島素樣生長因子（IGF）、表皮生長因子、轉鐵蛋白、黏附因子等。

在蛋白水解物中，酵母、大豆、小麥、棉花、豌豆水解物已經廣泛使用。但水解物成分較為復雜，有人用HPLC和質譜分析大豆水解物410種成分中，253種為多肽。要實現細胞的生長，常非單一使用水解物，而需要多種組分的搭配。同時，同一水解物批次之間存在一定的組成差異，用NMR指紋圖譜可進行批間一致性和產品質量的預測。

胰島素是5.7KD的多肽，許多細胞需要。它可刺激細胞DNA的合成。目前，有重組胰島素可添加至無動物源培養基配方中。IGF與胰島素接近，但促細胞分裂活性更強。

總之，目前已有商品化的無血清培養基，可用于細胞無血清或無動物源環境的培養，只是其配方大多保密。

在近新出的無血清培養基產品中，HiMedia公司開發的CELLin1TM值得關注。它是一款化學限定的無動物源成分的病毒生產用培養基，主要適合腎細胞系如Vero細胞系、MDBK細胞系、MDCK細胞系、PK-15細胞系和人胚肺二倍體MRC-5細胞系。以MDCK細胞系為例，初始接種密度為0.3-0.5×106個細胞/ ml，培養48~72小時后，細胞密度可達約3.1×106個細胞/ ml，流感病毒A的滴度可達約5.0 log10TCID50。細胞可穩定傳代，密度可保持在3.0~3.4×106個細胞/ ml，保證種子細胞的制備。