1. 牛血清的概念和原理
2. 牛血清的分类及用途简介
3. 牛血清在细胞培养技术中的重要意义
3.1 牛血清的主要成分
3.2 牛血清在细胞培养中的主要功能
4. 牛血清在生物医药领域的应用中存在的风险
牛血清通常采集自新鲜的牛血液，经自然层析、离心后收集得到去除血细胞、纤维蛋白的淡黄色透明上清液。在其主要作用是提供基本营养物质、提供激素和各种生长因子、提供结合蛋白、提供促接触和伸展因子使细胞贴壁免受机械损伤、对培养中的细胞起到某些保护作用。另外，在各项科学研究实验工作中，还可以作为缓冲液、样品稀释液等
根据牛出生时间和血清采制分离方法分为：
胎牛血清：约八月龄胎牛或人工引产胎牛心脏穿刺取血；
新生牛血清：出生14小时内未进食的新生牛，通常采用颈动脉采集血液分离得到的血清；
小牛血清：出生后3天至六月龄小牛动脉采血分离血清；
成年牛血清：屠宰时收集全血后分离得到血清。
在动物细胞培养中，常用的血清有胎牛血清、新生牛血清、小牛血清、成牛血清、马血清及人血清。其中，在我国最常用的是胎牛血清及新生牛血清，国际上由于动物保护法的因素，小牛血清、成牛血清多于新生牛血清，因此，新生牛血清也成为了“中国特色”。
胎牛血清含有相对较完全的细胞培养体系所须的营养成分和所需的因子，由于受外界污染因素较小，环境中暴露时间较短，获取途径少，来源非常稀缺。综上因素使得胎牛血清的售价要高很多，通常用于科学研究细胞培养或用于培养条件要求较高的细胞系。
新生牛血清相对于小牛血清具有更好的细胞培养效果，接近胎牛血清的效价，但由于其独特的获取方式决定了来源比胎牛血清要更加充足。因此，目前对于大规模的生产型企业，经济且细胞培养效果又好的新生牛血清一定会是优先考虑。
成年牛血清个体差异较大，血清中含有抗体等不利于病毒生产的成分，因此多用于提取制备牛血清白蛋白，在一些特殊的科研领域有所应用。但是由于成牛血清价格远低于新生牛血清，因此在印度及南美等地区国家将去除抗体的成牛血清应用于疫苗生产，如口蹄疫等兽用疫苗领域。
血清是一种很复杂的混合物，其组成成份虽大部分已为人所知，但还有一部分尚不清楚，而且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。
1.蛋白质：是牛血清中主要成份之一。除白蛋白外还有包括球蛋白，α1抗胰蛋白酶，α2巨球蛋白，胎球蛋白（胎牛血清，主要功能为促细胞附着），转铁蛋白（能结合铁离子，减少其毒性和被细胞利用），纤维粘连素（细胞促进细胞附着），脂蛋白等。
成分名称 | 含量 |
白蛋白 | 20-50（mg/mL） |
胎球蛋白 | 10-20（mg/mL） |
纤连蛋白 | 1-10（μg/mL) |
球蛋白 | 1-15（mg/mL) |
α1抗胰蛋白酶、α2巨球蛋白 | 0.5-2.5（mg/mL) |
转铁蛋白 | 2-4（mg/mL) |
脂肪酸 | 0.1-1.0(μmol/L) |
亚油酸 | 0.01-0.1(μmol/L) |
磷脂 | 0.7-3.0（mg/mL) |
2. 多肽：血小板促生长因子能促细胞分裂，是多肽家庭的主要成员之一，是主要的促细胞增殖因子；成纤维细胞生长因子、表皮细胞生长因子、神经细胞生长因子等，血清中含量虽很少，但对细胞生长也有一定作用。
3. 激素：激素对细胞的作用是多方面的。
胰岛素：促进细胞摄取葡萄糖和氨基酸，与促细胞分裂有关。
类胰岛素生长因子：能与细胞表达的胰岛素受体结合，从而有胰岛素同样的作用。
促生长激素：促细胞增殖效应。
氢化可的松：血清中含有定量的该成分，它可能兼有促细胞贴附和增殖作用，但有人也有材料证明，血清中的氢化可的松，如细胞密度高时可能有抑制细胞的作用和诱导其发生分化。
4. 其他成份
除上述外，血清中还含微量元素，脂肪酸，特殊离子，维生素等；血清还提供作用尚不明确的高分子物质，这些高分子物质在细胞存活，酶促反应以及细胞分裂等生物反应中起重要作用。
牛血清是目前细胞培养中用量最大的天然培养基，含有丰富的细胞生长必须的营养成份，具有极为重要的功能。
3.2.1 提供能促使细胞生长的激素、基础培养基中没有或含量微小的营养物，以及某些低分子营养物质，这些物质包含了细胞增殖和维持细胞生长所需的大多数生长因子；
3.2.2 血清在细胞培养基中起到缓冲和保护作用，抗击外界因素对细胞培养产生的干扰：
起酸碱度缓冲液作用；
与有毒金属和热源物质结合，起解毒作用；
促进细胞贴壁生长
提供蛋白酶抑制剂，细胞传代时使剩余胰蛋白酶失活，保护细胞不受损伤。
3.2.3 使用添加血清的培养基可以减少研发任何类型新细胞系（株）的所需时间，容易得到最优化的培养基配方；
4.1 血清因为来源于动物,且血清的营养成分丰富，非常适合细菌、真菌和支原体等生长，所以有可能携带传染源,甚至还包括病毒和有毒物质。目前国内检验技术水平有待整体提高，最新版中国药典规定新生牛血清通过细胞培养及免疫荧光法检查，不得检出牛腹泻病毒、牛细小病毒、呼肠弧病毒、牛副流感病毒、腺病毒、狂犬病毒。但是，目前只有部分厂家设立专门的外源因子检测实验室并建立了有效的检测方法，未经外源因子检测的牛血清若带有任何一种传染源都有可能对正在生长的细胞或者生物制品带来风险，从而给疫苗生产造成巨大损失。
4.2 国内牛血清原料资源有限导致竞争激烈造成了原料采集的成本加大、非正规途径进口的血清运用到生物制品的生产中，增加生物制品的生产成本及风险。
4.3 早期行业整体技术不先进, 资源优势没有显现。我国采集血清的新生牛都是刚出生14小时以内未进食的健康新生牛, 这与国外进口的小牛血清相比较质量应该占优势。我国属牛海绵状脑病的非疫区国家，资源优势显著，但我国早期生产新生牛血清整体的工艺技术相对落后, 在成品中资源优势没有显现出来，产品的质量和市场认可度不及进口的同类产品。但是，近年来国内部分牛血清企业根据《牛血清企业达标手册》，参照药品GMP建造并建立了规范化的生产车间和工艺，逐渐缩小了与国际的生产技术水平差距。
4.4 血清是一种成分复杂的混合物，部分成分已为人所知，但还有一部分仍不清楚，而且血清的组成及含量通常随供血动物的品种、性别、年龄、生理状态不同而存在差异。即使掌握这些条件对细胞培养产生的影响，由于受到采集工艺的限制，很难对这些条件进行高度管控，导致各批量之间差异很大，要保证每批血清的相似性极为困难，从而使实验、生产的标准化和连续性受到限制，因此支持细胞生长的效果也有较大差别。而每批血清的批量是有限的，生产型用户换血清批号时要预先做大量的筛选实验，进行适用性检测。
4.5 血清蛋白引起的疫苗纯化问题增加了下游纯化处理的难度,在除去牛血清蛋白残留的同时，也会损失大量的有效目的产物，从而降低了疫苗的产率；或者因为杂蛋白含量大造成不良反应，因此也会严重影响疫苗产品的质量。