FBS چیست؟
FBS یا Fetal Bovine Serum که به فارسی سرم جنین گاوی گفته می‌شود، یکی از پرکاربردترین مکمل‌های محیط کشت سلولی است. FBS حاوی مجموعه‌ای پیچیده از پروتئین‌ها، فاکتورهای رشد، هورمون‌ها، لیپیدها و سایر ترکیبات زیستی است که می‌توانند به رشد و بقای بسیاری از سلول‌ها در شرایط آزمایشگاهی کمک کنند. FBS معمولاً به محیط‌های پایه‌ای مانند RPMI 1640 و DMEM اضافه می‌شود. کیفیت، منشأ، Lot، سطح Endotoxin، شرایط نگهداری و تعداد دفعات Freeze-Thaw می‌توانند بر عملکرد آن تأثیر بگذارند و به همین دلیل انتخاب FBS مناسب یکی از تصمیمات مهم در آزمایشگاه‌های کشت سلولی است.
FBS چیست؟
کاربرد سرم جنین گاوی در کشت سلول، انواع آن و نکات مهم هنگام انتخاب و خرید
- FBS یکی از رایج‌ترین مکمل‌های مورد استفاده در محیط‌های کشت سلولی است.
- حاوی پروتئین‌ها، فاکتورهای رشد، هورمون‌ها، لیپیدها و ترکیبات موردنیاز بسیاری از سلول‌ها است.
- معمولاً به محیط‌های پایه‌ای مانند RPMI 1640 و DMEM اضافه می‌شود.
- همه FBSها یکسان نیستند و Lot-to-Lot Variation می‌تواند روی رشد و رفتار سلول‌ها اثر بگذارد.
- هنگام خرید باید نوع FBS، منشأ، مشخصات QC، Endotoxin، شرایط نگهداری، تاریخ انقضا و سازگاری آن با سلول موردنظر بررسی شود.
FBS چیست؟
FBS مخفف Fetal Bovine Serum است.
این محصول از بخش مایع خون جنین گاوی تهیه می‌شود و به دلیل داشتن مجموعه گسترده‌ای از ترکیبات زیستی، سال‌هاست به‌عنوان یکی از مکمل‌های اصلی در Cell Culture استفاده می‌شود.
محیط‌های پایه مانند RPMI 1640 یا DMEM بسیاری از مواد ضروری مانند:
را فراهم می‌کنند.
اما بسیاری از سلول‌ها برای رشد مطلوب به ترکیبات پیچیده‌تری نیاز دارند که بخشی از آن‌ها می‌تواند توسط Serum تأمین شود.
به همین دلیل FBS به بسیاری از محیط‌های کشت اضافه می‌شود.
FBS حاوی چه موادی است؟
FBS یک محلول کاملاً تعریف‌شده با تعداد محدودی ماده مشخص نیست، بلکه یک مخلوط زیستی پیچیده است.
از جمله ترکیبات موجود در آن می‌توان به گروه‌های زیر اشاره کرد:
اشاره کرد.
ترکیب دقیق Serum می‌تواند بین Lotهای مختلف متفاوت باشد و همین موضوع یکی از مهم‌ترین چالش‌های استفاده از FBS است.
FBS چه کاری در محیط کشت انجام می‌دهد؟
FBS می‌تواند چندین عملکرد مهم داشته باشد.
کمک به رشد سلول
Growth Factorها و سایر ترکیبات موجود در Serum می‌توانند از تکثیر بسیاری از سلول‌ها حمایت کنند.
کمک به بقای سلولی
برخی پروتئین‌ها و مواد مغذی موجود در Serum به حفظ شرایط مناسب برای زنده ماندن سلول کمک می‌کنند.
انتقال مولکول‌ها
پروتئین‌هایی مانند Albumin می‌توانند به انتقال برخی مولکول‌ها در محیط کمک کنند.
کمک به اتصال سلول
در برخی سیستم‌های کشت، ترکیبات Serum می‌توانند در اتصال و Spread سلول‌های Adherent نقش داشته باشند.
کاهش اثر برخی آنزیم‌ها
در پروتکل‌های رایج Cell Culture، محیط حاوی Serum می‌تواند برای متوقف کردن فعالیت Trypsin پس از جدا شدن سلول‌ها مورد استفاده قرار گیرد، البته این موضوع باید با پروتکل همان سلول هماهنگ باشد.
FBS چه کاربردی در کشت سلول دارد؟
FBS در کشت طیف گسترده‌ای از سلول‌های پستانداران استفاده می‌شود.
از جمله:
البته تمام سلول‌ها الزاماً به FBS نیاز ندارند و برخی سیستم‌های مدرن از محیط‌های Serum-Free یا Chemically Defined استفاده می‌کنند.
نقش FBS در RPMI 1640
RPMI 1640 یک Basal Medium است.
در بسیاری از پروتکل‌ها برای تبدیل RPMI به یک محیط کامل‌تر، مکمل‌هایی به آن اضافه می‌شوند.
برای مثال:
می‌تواند برای برخی کشت‌های سلولی استفاده شود.
در این سیستم RPMI مواد پایه را تأمین می‌کند و FBS مجموعه‌ای از ترکیبات زیستی اضافی را فراهم می‌سازد.
نقش FBS در کشت لنفوسیت و کاریوتایپ
در برخی پروتکل‌های کشت لنفوسیت خون محیطی برای Cytogenetics، Serum بخشی از سیستم کشت است.
یک سیستم کشت می‌تواند بر اساس پروتکل شامل:
باشد.
PHA لنفوسیت‌ها را تحریک به ورود به چرخه سلولی می‌کند و محیط کشت به همراه مکمل‌ها شرایط لازم برای ادامه رشد سلولی را فراهم می‌کند.
با این حال فرمولاسیون دقیق محیط کشت کاریوتایپ باید بر اساس پروتکل Validated آزمایشگاه تعیین شود.
چه درصدی از FBS استفاده می‌شود؟
در بسیاری از پروتکل‌های Cell Culture، FBS به‌صورت درصد حجمی به محیط پایه اضافه می‌شود.
غلظت‌های مورد استفاده بسته به نوع سلول بسیار متفاوت هستند و نمی‌توان یک درصد واحد را برای تمام Cell Lineها توصیه کرد.
انتخاب مقدار FBS به عواملی مانند:
بستگی دارد.
بنابراین منبع معتبر همان Cell Line یا پروتکل آزمایش باید مرجع انتخاب غلظت باشد.
تفاوت FBS و FCS چیست؟
یکی از اصطلاحاتی که ممکن است در منابع دیده شود FCS یا Fetal Calf Serum است.
در بسیاری از متون FBS و FCS برای اشاره به محصول مشابهی استفاده شده‌اند، اما اصطلاح Fetal Bovine Serum (FBS) امروزه بسیار رایج است.
هنگام خرید بهتر است به مشخصات واقعی محصول و Datasheet توجه شود، نه فقط نام اختصاری.
انواع FBS
یکی از مهم‌ترین نکات هنگام خرید این است که FBS انواع مختلفی دارد.
Standard FBS
فرم معمولی FBS برای کاربردهای عمومی Cell Culture است.
Heat-Inactivated FBS
در این نوع، Serum تحت فرآیند حرارتی کنترل‌شده قرار گرفته است که یکی از اهداف رایج آن کاهش فعالیت برخی اجزای Complement است.
Heat Inactivation برای تمام کشت‌ها ضروری نیست.
Dialyzed FBS
در Dialyzed FBS بخشی از مولکول‌های کوچک با فرآیند Dialysis کاهش یافته‌اند.
این محصول در برخی مطالعات متابولیک یا آزمایش‌هایی که کنترل دقیق ترکیبات کوچک اهمیت دارد استفاده می‌شود.
Charcoal-Stripped FBS
در این نوع FBS با فرآیندهایی مانند Charcoal Treatment مقدار برخی ترکیبات مانند هورمون‌های استروئیدی کاهش داده می‌شود.
این محصول در برخی مطالعات:
کاربرد دارد.
Qualified FBS
برخی شرکت‌ها FBSهای Qualified برای کاربردهای خاص مانند سلول‌های مشخص یا سیستم‌های تخصصی عرضه می‌کنند.
Heat-Inactivated FBS چیست؟
Heat-Inactivated FBS یکی از انواع شناخته‌شده Serum است.
فرآیند Heat Inactivation برای کاهش فعالیت برخی پروتئین‌های حساس به حرارت، به‌ویژه برخی اجزای Complement، استفاده می‌شود.
اما یک نکته مهم:
Heat Inactivation برای تمام Cell Cultureها لازم نیست.
انجام غیرضروری آن نیز می‌تواند ویژگی‌های Serum را تغییر دهد.
بنابراین باید بر اساس نیاز پروتکل تصمیم‌گیری شود.
Lot-to-Lot Variation چیست؟
یکی از مهم‌ترین مسائل در استفاده از FBS، Lot-to-Lot Variation است.
FBS یک محصول زیستی است و برخلاف یک ماده شیمیایی کاملاً تعریف‌شده، ترکیب آن می‌تواند از یک Batch به Batch دیگر متفاوت باشد.
این تفاوت ممکن است روی:
تأثیر بگذارد.
به همین دلیل در آزمایشگاه‌هایی که Cell Culture حساس یا تحقیقات تکرارپذیر انجام می‌دهند، انتخاب Lot اهمیت زیادی دارد.
Lot Testing چیست؟
در برخی آزمایشگاه‌ها قبل از خرید حجم زیاد FBS، نمونه‌ای از چند Lot مختلف بررسی می‌شود.
سپس عملکرد سلول موردنظر در این Lotها مقایسه می‌شود.
پارامترهایی مانند:
می‌توانند بررسی شوند.
پس از انتخاب Lot مناسب، مقدار موردنیاز از همان Lot تهیه می‌شود.
این روش به‌خصوص در پروژه‌های طولانی‌مدت اهمیت دارد.
Country of Origin در FBS چیست؟
یکی از مشخصاتی که در بازار FBS زیاد دیده می‌شود، Country of Origin یا منشأ جغرافیایی است.
محصولات ممکن است بر اساس کشور یا منطقه‌ای که مواد اولیه از آن تأمین شده‌اند دسته‌بندی شوند.
منشأ FBS می‌تواند روی:
اثر داشته باشد.
به همین دلیل هنگام مقایسه دو FBS، صرفاً برند کافی نیست و Origin نیز ممکن است اهمیت داشته باشد.
Endotoxin در FBS چیست؟
Endotoxin یکی از پارامترهای مهم کنترل کیفیت FBS است.
سطح بالای Endotoxin می‌تواند بر برخی سلول‌ها، به‌ویژه سلول‌های حساس و سیستم‌های Immunological، اثر بگذارد.
شرکت‌های سازنده معمولاً برای محصولات خود مشخصات QC ارائه می‌کنند که ممکن است شامل سطح Endotoxin باشد.
برای کاربردهای حساس بهتر است مقدار Endotoxin محصول با نیاز آزمایش هماهنگ باشد.
Mycoplasma و FBS
Mycoplasma یکی از مهم‌ترین مشکلات Cell Culture است.
تولیدکنندگان معتبر FBS محصولات خود را از نظر آلودگی‌های مشخص تحت کنترل کیفی قرار می‌دهند.
هنگام خرید Serum برای کاربردهای حساس، بررسی Certificate of Analysis یا CoA اهمیت دارد.
در CoA ممکن است اطلاعاتی درباره تست‌های:
و سایر پارامترها ارائه شده باشد.
Hemoglobin Level چیست؟
یکی دیگر از پارامترهایی که ممکن است در مشخصات FBS دیده شود میزان Hemoglobin است.
مقادیر کمتر Hemoglobin در برخی Gradeهای Serum می‌تواند یکی از شاخص‌های کیفیت فرآوری محصول باشد.
اهمیت این پارامتر به نوع کاربرد بستگی دارد.
شرایط نگهداری FBS
FBS باید مطابق دستورالعمل شرکت سازنده نگهداری شود.
یکی از مسائل مهم، جلوگیری از Freeze-Thaw مکرر است.
برای کاهش این مشکل معمولاً پس از باز کردن محصول می‌توان در صورت سازگاری با دستورالعمل سازنده، Serum را در حجم‌های مناسب Aliquot کرد.
به این ترتیب هر بار تنها مقدار موردنیاز استفاده می‌شود.
چرا Freeze-Thaw مکرر مناسب نیست؟
تکرار چرخه‌های انجماد و ذوب می‌تواند بر برخی اجزای Serum اثر بگذارد و احتمال ایجاد رسوب را افزایش دهد.
به همین دلیل بهتر است فرآیند استفاده از Serum به‌گونه‌ای برنامه‌ریزی شود که تعداد Freeze-Thawهای غیرضروری کاهش یابد.
شرایط دقیق انجماد، ذوب و نگهداری باید بر اساس دستورالعمل همان محصول تعیین شود.
رسوب در FBS به چه معناست؟
گاهی پس از Thaw کردن FBS ممکن است مقداری رسوب مشاهده شود.
این رسوب الزاماً به معنای آلودگی نیست و می‌تواند ناشی از تجمع برخی پروتئین‌ها یا سایر اجزای Serum باشد.
اما اگر تغییرات غیرطبیعی مانند:
وجود داشته باشد، محصول باید بر اساس سیستم کنترل کیفیت آزمایشگاه بررسی شود.
مزایا و محدودیت‌ها
- حاوی طیف گسترده‌ای از Growth Factorها و پروتئین‌ها
- مناسب برای رشد بسیاری از Cell Lineها
- استفاده آسان در محیط‌های رایج مانند RPMI و DMEM
- سابقه طولانی در Cell Culture
- دسترسی به Gradeها و انواع مختلف
- سازگاری با طیف گسترده‌ای از پروتکل‌های کشت سلولی
- Lot-to-Lot Variation می‌تواند روی نتایج تأثیر بگذارد.
- ترکیب آن کاملاً Defined نیست.
- هزینه FBS با کیفیت می‌تواند بالا باشد.
- برخی کاربردها به Serum-Free Medium نیاز دارند.
- Freeze-Thaw مکرر می‌تواند کیفیت محصول را تحت تأثیر قرار دهد.
- منشأ و مشخصات QC بین محصولات متفاوت است.
- ملاحظات اخلاقی و پایداری در مورد استفاده از Serum حیوانی وجود دارد.
FBS یا Serum-Free Medium؟
در سال‌های اخیر استفاده از Serum-Free و Chemically Defined Media در برخی کاربردها افزایش یافته است.
مزیت اصلی محیط‌های Defined این است که ترکیبات آن‌ها مشخص‌تر هستند و Variation زیستی کمتری ایجاد می‌کنند.
اما جایگزینی FBS همیشه ساده نیست.
| ویژگی | FBS | Serum-Free |
|---|---|---|
| ترکیبات | پیچیده و متغیر | کنترل‌شده‌تر |
| Growth Factors | به‌طور طبیعی وجود دارند | معمولاً تعریف‌شده |
| Lot Variation | بیشتر | معمولاً کمتر |
| سازگاری | بسیار گسترده | وابسته به نوع سلول |
| Adaptation | اغلب ساده‌تر | ممکن است لازم باشد |
| تکرارپذیری | وابسته به Lot | بالقوه بالاتر |
برندهای مطرح FBS
تولیدکنندگان شناخته‌شده FBS و محصولات Cell Culture شامل:
هستند.
محصولات هر شرکت ممکن است در چندین Grade و Origin مختلف عرضه شوند.
هنگام خرید FBS به چه نکاتی توجه کنیم؟
این بخش یکی از مهم‌ترین قسمت‌های انتخاب FBS است.
هنگام استعلام بهتر است فقط عبارت «FBS» نوشته نشود.
مشخصات زیر باید بررسی شوند:
در کاربردهای حساس، Lot Number می‌تواند به‌اندازه برند اهمیت داشته باشد.
چرا ارزان‌ترین FBS لزوماً بهترین انتخاب نیست؟
FBS نمونه بسیار خوبی از محصولاتی است که مقایسه صرفاً بر اساس قیمت می‌تواند گمراه‌کننده باشد.
فرض کنید دو تأمین‌کننده FBS با حجم یکسان پیشنهاد دهند اما یکی:
و دیگری:
باشد.
این دو محصول الزاماً قابل مقایسه مستقیم نیستند.
حتی دو FBS از یک برند نیز ممکن است Origin یا Grade متفاوتی داشته باشند.
بنابراین قیمت باید بعد از تطبیق مشخصات فنی مقایسه شود.
وکتور چگونه می‌تواند در تأمین FBS کمک کند؟
FBS یکی از محصولاتی است که ساختار استعلام تخصصی در خرید آن اهمیت زیادی دارد.
در وکتور می‌توانید هنگام ثبت درخواست، مشخصات دقیق محصول را وارد کنید؛ برای مثال:
FBS – Brand – Catalog Number – Origin – Grade – Volume
و سپس پیشنهاد تأمین‌کنندگان را از نظر:
مقایسه کنید.
همچنین می‌توانید CoA محصول را از تأمین‌کننده درخواست کنید تا قبل از خرید، مشخصات کیفی Lot پیشنهادی بررسی شود.
مواد مرتبط مانند RPMI 1640، DMEM، Trypsin-EDTA، PBS و Penicillin-Streptomycin نیز می‌توانند همراه FBS استعلام شوند.
یکی از مهم‌ترین نکات در کار با FBS این است که تغییر Lot را نباید در آزمایش‌های حساس نادیده گرفت.
اگر یک Cell Line برای مدت طولانی با یک Lot مشخص عملکرد پایدار داشته و پس از تغییر Lot ناگهان:
FBS یکی از متغیرهایی است که باید بررسی شود.
برای پروژه‌های حساس و طولانی‌مدت، Lot Testing و تهیه مقدار کافی از Lot تأییدشده می‌تواند Variation آزمایش را کاهش دهد.
همچنین بهتر است در سوابق Cell Culture علاوه بر برند FBS، Lot Number نیز ثبت شود؛ زیرا نوشتن صرفاً «10% FBS» برای بازتولید دقیق یک آزمایش همیشه اطلاعات کافی فراهم نمی‌کند.
سؤالات متداول
منابع
- Freshney RI. Culture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique and Specialized Applications
- ATCC. Animal Cell Culture Guide
- van der Valk J, et al. Optimization of chemically defined cell culture media—replacing fetal bovine serum in mammalian in vitro methods
- International Serum Industry Association (ISIA). Fetal Bovine Serum guidelines and traceability resources
- Thermo Fisher Scientific / Gibco. Fetal Bovine Serum Technical Resources
- Cytiva / HyClone. Fetal Bovine Serum Technical Documentation
- Merck / Sigma-Aldrich. Fetal Bovine Serum Technical Resources
- Current Protocols in Cell Biology