盡管現(xiàn)在大多數(shù)細胞系仍然需要用含血清的培養(yǎng)基培養(yǎng)，但是在很多情況下，細胞培養(yǎng)和增殖也可在無血清培養(yǎng)基中進行。對無血清培養(yǎng)基的需求來自3個方面：一是各實驗室之間需要標(biāo)準化的培養(yǎng)基；二是為特定的細胞系提供特殊的培養(yǎng)基；三是限制各種天然組分。
這些需求促進了更為復(fù)雜的多種培養(yǎng)基的產(chǎn)生，諸如M399、CMRL1066、NCTCl09、MB572以及針對L929小鼠成纖維細胞的NCTCl35、應(yīng)用于中華倉鼠卵巢細胞的克隆化培養(yǎng)基Ham'sF10和F12等。用于培養(yǎng)Hela人宮jing癌細胞的無血清培養(yǎng)基也已產(chǎn)生。
當(dāng)對連續(xù)培養(yǎng)的細胞系的培養(yǎng)基成分進行一定程度的調(diào)整，使之逐漸適應(yīng)無血清條件之后，采用MCDB系列培養(yǎng)基、基于Sato'sa DMEM／F12的培養(yǎng)基以及基于RPMll640的培養(yǎng)基培養(yǎng)細胞的結(jié)果均證明：如果對培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分和激素做適當(dāng)?shù)男薷模蹇杀粶p少或去除，而細胞生長不會有明顯的改變。這些培養(yǎng)基也為特殊類型細胞的原代培養(yǎng)提供了可選擇的條件。在無血清條件下(其中一些加了蛋白)，從培養(yǎng)人成纖維細胞、人和小鼠的正常或瘤細胞、淋巴母細胞及幾種不同的原代培養(yǎng)中獲得了一些培養(yǎng)基的特殊配方。除了考慮安全因素之外，為滿足生物制藥在體外生產(chǎn)時需要去除動物蛋白的要求，還針對一些連續(xù)細胞系，如CHO、雜交瘤設(shè)計了許多配方。
1)含血清培養(yǎng)基的缺點
含有血清的培養(yǎng)基有許多缺點：
(1)生理變化
血清中的主要成分諸如白蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白已經(jīng)知道得很清楚，但是其中含有的大量微量成分對細胞生長也起到巨大作用。這些成分包括營養(yǎng)物質(zhì)(氨基酸、核苷、糖等)、肽生長因子、激素、無機物、脂類，它們的含量和作用還沒有*確定。
(2)儲藏壽命和穩(wěn)定性
每批血清都不同，好的血清可保存一年，但也許那時它已經(jīng)變質(zhì)。如果已經(jīng)變質(zhì)就必須更換另一批相似的血清，但是用來更換的血清絕不會同前一批血清*相同。
(3)質(zhì)量控制
更換血清時需做大量的測試以確保替換的血清與前一批血清很為相似，這包括用幾種不同的細胞系做幾項試驗(如生長試驗、貼瓶率、特殊功能試驗等)。
(4)特異性如果培養(yǎng)的細胞類型不止一種，每種細胞可能需要使用不同批號的血清，這將需要同時保存不同批號的血清。而用同一批血清同時培養(yǎng)不同類型的細胞將會帶來更大的問題。
(5)可利用率
由于牧區(qū)干旱、牛群中疾病流行及政治或經(jīng)濟等原因都會影響血清的供應(yīng)，因此隨時會產(chǎn)生許多問題，諸如限制可利用的血清數(shù)量和可選擇的血清批數(shù)，尤其在血清需求量高的時候這種問題更為嚴重。現(xiàn)在，血清的需求量不斷增加，很可能會超出供給量，因此，這要求大多數(shù)商業(yè)應(yīng)用者采用無血清培養(yǎng)基。因為盡管一個普通的研究性實驗室一年僅需要100～200 L血清，但一個商業(yè)性生物科技實驗室一周就可以用等量或更多的血清。
(6)后期加工
血清的存在對產(chǎn)物純化是一個主要的不利因素，甚至還可能影響產(chǎn)物的藥物效應(yīng)。
(7)污染
血清易被病毒污染，其中許多可能對細胞培養(yǎng)有害，這是不受操作者控制的未知因素。雖然血清滅菌技術(shù)的改進已經(jīng)避免了從正規(guī)廠家提供的血清感染支原體的可能，但仍然存在病毒感染問題，盡管有些供應(yīng)商聲稱某些濾器可以去除病毒但這仍不能保證血清不被病毒感染。例如，瘋牛病是可傳染的，因此運往美國、澳大利亞的細胞培養(yǎng)物和血清產(chǎn)品必須提供其原產(chǎn)地和血清批號。由于許多病毒是在歐洲和北美的乳牛中發(fā)現(xiàn)的，而新西蘭還沒發(fā)現(xiàn)，所以來自新西蘭的牛血清其內(nèi)源性病毒感染率可能比較低。
(8)價格
價格昂貴是血清培養(yǎng)基的缺點之一。血清是培養(yǎng)基中比較貴的成分(是化學(xué)成分價格的10倍多)，如果用規(guī)定的成分來替換血清，那么這些成分的總價格和血清相當(dāng)。并且隨著轉(zhuǎn)鐵蛋白、硒、胰島素等市場需要量的不斷增加，這些物質(zhì)的價格很可能進一步降低，無血清培養(yǎng)基也將會更加便宜。而且隨著重組生長因子的實用性及市場需求的增加，也將有助于降低無血清培養(yǎng)基的價格。
(9)生長抑制劑
血清不僅對細胞生長有促進作用，而且也有抑制作用。盡管通常情況下，血清的主要作用是激活細胞生長，但血清的總體效應(yīng)是抑制和激活作用的總和。血清中的一些物質(zhì)，如血小板生長因子(PDGF)可能是成纖維細胞的有絲分裂原，而其他成分可能抑制細胞的生長。存在于胎兒血清中含量約為l×10-8 mol／L的在高細胞密度時對許多細胞如神經(jīng)膠質(zhì)細胞和肺上皮細胞起抑制作用(細胞密度低時可能起促進作用)，血小板釋放的TGF-β(轉(zhuǎn)化生長因子-β)也可對許多上皮細胞起抑制作用。
