在实验室的细胞培养间里,科研人员常常会讨论胎牛血清(FBS)这一细胞培养的“黄金标准”,但在这背后,还有一种血清同样重要却常被忽视——马血清。
作为胎牛血清的经济且有效的替代品,马血清在特定细胞培养应用中展现出独特价值。它不仅在成本上更具优势,而且在支持某些特殊细胞类型生长和分化方面表现出卓越性能。
一、马血清的概述与特性
马血清,顾名思义,是从健康马匹血液中提取的血清产品。其制备过程通常包括采集马血液、批量混合、分装,最后经过0.1μm微孔滤膜无菌过滤而成。
作为一种复杂的生物混合物,马血清组成成分丰富,包含各种血浆蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生长因子、激素和无机物等。
这些成分对促进细胞生长或抑制生长活性达到生理平衡至关重要。血清组成及含量常随供血动物的性别、年龄、生理条件和营养条件不同而异。
与胎牛血清相比,马血清的成分存在明显差异。马血清中的免疫球蛋白水平较低,且血清浓度趋于降低。
这些差异使得马血清在特定应用场景中更具优势,尤其是在神经细胞培养和某些细胞分化研究中。
二、马血清的核心功能
· 在细胞培养中,马血清提供多种关键功能,维持细胞的正常生长和增殖。
· 马血清能提供对维持细胞指数生长的激素,基础培养基中没有或量很少的营养物,以及主要的低分子营养物。
· 其中的结合蛋白能识别维生素、脂类、金属和其他激素等,可以结合或调变它们所结合的物质活力。
· 在某些情况下,这些结合蛋白质还能与有毒金属和热原质结合,起到解毒作用。
· 马血清还是细胞贴壁、铺展在塑料培养基质上所需因子的来源。它也能起到酸碱度缓冲液的作用,并提供蛋白酶抑制剂,在细胞传代时使剩余胰蛋白酶失活,保护细胞不受伤害。
三、马血清的多样化应用场景
1、神经细胞培养
马血清在原代神经细胞的分离和培养中表现出色。研究表明,含10%马血清的DMEM培养基在分离培养BALB/c小鼠原代脑神经细胞时,与添加2%神经细胞生长剂B27的Neurobasall培养基相比,更节省成本,方便廉价。这一发现使得马血清成为大规模神经细胞培养实验的经济选择。
2、细胞分化研究
马血清在多种干细胞分化过程中扮演着重要角色。研究显示,马血清能促进肌原性分化。
在脂肪干细胞向成肌细胞分化的实验中,加入5%马血清能显著缩短诱导时间,提高诱导效率。
马血清还用于人骨髓间充质干细胞向脂肪细胞的分化,添加20%马血清的L-DMEM培养液可有效诱导这一分化过程。
3、微生物培养
在微生物学领域,马血清是支原体培养基的重要添加剂。在《兽药典》中,含马血清的支原体培养基被用于兽用疫苗的支原体检查。
马血清也用于培养幽门螺杆菌,与羊血清和牛血清比较,添加马血清的培养基更易于分装和保存。
4、免疫学研究
马血清在免疫学研究中也有应用。10%的马血清可用来代替FBS,支持体外抗体对绵羊红细胞(SRBC)的反应。这一特性使得马血清在抗体生产和免疫反应研究中具有重要价值。
5、其他应用
马血清还可用于C2异核体的生成、骨髓基质细胞的培养,以及家兔股骨头缺血坏死模型的建立。
其应用范围广泛,覆盖了多个研究领域。
四、马血清的使用指南
1、储存与解冻
马血清需要长期保存时,必须储存于-20℃至-70℃低温冰箱中。在4℃冰箱中保存时间切勿超过1个月。
解冻血清时,应按照逐步解冻法(-20℃至4℃至室温),避免温度变化过大(如-20℃直接至37℃),因为这样容易产生沉淀物。
解冻过程中应随时摇晃均匀,使温度及成分均一,减少沉淀的发生。
2、热灭活处理
主要有热灭活和非热灭活两种形式的马血清。热灭活是血清在56°C条件下,加热30分钟并混合,以灭活补体。
但需注意,血清的热灭活非常容易造成沉淀物的增多,若非必要,可以无须做此步骤。
3、沉淀物处理
血清解冻后发现有絮状沉淀物时,可以将血清分装至无菌离心管内,以400g稍微离心,上清液即可接着加入培养基内一起过滤。
但不建议直接过滤去除这些絮状沉淀物,因为它可能会阻塞过滤膜。
五、马血清与胎牛血清的比较选择
在面对马血清与胎牛血清的选择时,研究者需考虑多个因素。
马血清的一个关键优势是其成本更低,是胎牛血清的经济替代品。
然而,马血清成分与胎牛血清不同,马血清浓度趋于降低,并且免疫球蛋白水平低于胎牛血清。
因此,在决定是否使用马血清时,应仔细考虑具体的实验需求和目的。
以下是与胎牛血清比较的对照表:
| 比较指标 |
马血清 |
胎牛血清 |
| 成本 |
较低 |
较高 |
| 免疫球蛋白水平 |
较低 |
较高 |
| 适用细胞类型 |
神经细胞、肌细胞等 |
多种细胞通用 |
| 组成稳定性 |
随供体条件变化 |
相对稳定 |
| 特殊应用 |
微生物培养、分化研究 |
广泛适用 |
六、马血清的质量控制与选购建议
选购马血清时,应关注其质量和适用性。每一批次的马血清均应进行检验,以考察其对特定细胞(如Sp2/0-Ag14小鼠骨髓瘤细胞)生长的支持情况。
优质马血清应具有低内毒素水平(如≤10EU/ml),无细菌、真菌、支原体等污染物。
还应关注血清的采集地,如新西兰等受监管的供体种群,以保证产品的可追溯性和一致性。
最后,在马血清的选择和使用上,科研人员应当根据自身实验的特定需求,权衡马血清与胎牛血清的优劣。随着生物医学研究不断深入,马血清这一看似普通的试剂,将继续在科学发现的旅程中扮演重要角色。
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