胎牛血清成分生物素

胎牛血清中的生物素：功能、重要性与应用全解析

在细胞培养的世界里，胎牛血清（Fetal Bovine Serum, FBS）被誉为“黄金标准”的营养补充剂，它为细胞提供生长所必需的各种营养物质。而“生物素”（Biotin），作为FBS中一种关键但常被忽视的微量成分，对特定细胞的健康生长至关重要。本文将深入探讨胎牛血清中的生物素，全面解答您可能关心的所有问题。

一、 生物素是什么？它在细胞中扮演什么角色？

生物素，也被称为维生素B7或维生素H，是一种水溶性维生素。它是体内多种羧化酶的辅酶，参与关键的代谢过程：

• 能量代谢：在葡萄糖、脂肪酸和氨基酸的代谢循环中起核心作用，帮助将营养物质转化为细胞可利用的能量（ATP）。
• 基因表达调控：生物素与组蛋白结合，参与基因的表达与沉默，对维持细胞正常功能至关重要。
• 细胞增殖与维持：对于快速增殖的细胞，尤其是那些高代谢活性的细胞，生物素是支持其快速生长和分裂的必要因子。

简单来说，生物素是细胞代谢的“火花塞”，没有它，许多基本的生化反应将无法高效进行。

二、 胎牛血清中为什么含有生物素？含量如何？

胎牛是生物素的天然来源。母牛通过胎盘将营养物质传输给胎牛，因此胎牛血液中富含各种维生素、激素和生长因子，生物素便是其中之一。

• 来源：FBS中的生物素完全来源于采集前的胎牛血液。
• 含量：生物素在FBS中属于微量成分，其典型浓度范围通常在几纳克/毫升（ng/mL）到几十纳克/毫升之间。这个浓度虽然很低，但对于支持细胞培养来说往往是足够的，因为它是一种高效能的维生素，细胞所需量极少。
• 差异性：不同批次、不同产地、不同品牌的FBS，其生物素含量可能存在差异，这取决于牧场的饲养条件、牛群品种和胎牛的健康状况。

三、 生物素对哪些细胞培养尤为关键？

虽然大多数常规细胞系（如HEK293, HeLa）在标准FBS培养下不会出现生物素缺乏问题，但对于某些特殊类型的细胞，生物素的含量则显得尤为重要：

1. 杂交瘤细胞：用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞，其代谢旺盛，对生物素的需求较高。
2. 某些上皮细胞和成纤维细胞：这些细胞在增殖和分化过程中高度依赖生物素参与的代谢途径。
3. 依赖生物素化途径的细胞：在某些利用生物素-链霉亲和素系统进行标记或分选的实验体系中，细胞内源生物素的水平可能会影响实验结果。
4. 无血清或低血清培养的过渡：当细胞从含血清培养向无血清培养过渡时，明确所有必需成分（包括生物素）的含量至关重要，以便在无血清配方中进行精准补充。

四、 何时需要关注或额外补充生物素？

在大多数情况下，使用质量合格的标准FBS无需担心生物素缺乏。但在以下场景中，需要特别关注：

• 细胞生长不佳：如果排除其他常见因素（如污染、pH异常、其他营养素缺乏）后，细胞仍然生长缓慢、形态不佳，且已知该细胞类型对生物素敏感，则可以怀疑微量元素缺乏。
• 使用透析血清：这是最常见的情况。透析型胎牛血清（D-FBS）是为了去除小分子物质（如激素、生长抑制因子）而制备的，但同时也会移除包括生物素在内的小分子维生素。因此，在使用透析血清时，必须额外补充生物素等微量元素，否则细胞将无法生长。
• 进行高精度无血清培养工艺开发：在开发化学成分完全确定（Chemically Defined）的无血清培养基时，必须准确知道每一种成分的添加量，生物素是配方中的常见组分之一。

五、 如何检测与选择适合的胎牛血清？

1. 检测方法：胎牛血清中生物素的含量通常通过酶联免疫吸附测定法（ELISA） 或微生物测定法进行检测。优质的血清供应商会提供其产品的分析证书（CoA），其中可能包含生物素等重要微量元素的含量数据。
2. 如何选择：
   • 常规培养：对于大多数细胞，选择一款来源可靠、质量稳定、内毒素低的标准FBS即可，无需特别纠结于生物素的单一指标。
   • 特殊需求培养：如果您的细胞对生物素敏感或您计划使用透析血清，应优先选择能提供详尽成分分析报告的供应商，并在必要时预先购买小样进行测试。
   • 使用透析血清：务必购买专用的细胞培养级生物素添加剂，并按照推荐浓度（通常是微量水平，如若干微克/升）添加到培养基中。

总结