在體外研究和工業(yè)生產(chǎn)中，牛血清是常添加的細胞IPS培養基成分。因其營(yíng)養豐富，牛血清獲得了廣泛的應用。

　　但同時(shí)，牛血清也面臨著(zhù)倫理和科學(xué)的雙重困境1。倫理上的困境是指胎牛血清在采集時(shí)，會(huì )使胎牛感到痛苦，因而是一種不人道的做法?？茖W(xué)上的困境是指牛血清給實(shí)驗和生產(chǎn)帶來(lái)的可重復性和安全性?xún)纱髥?wèn)題。前者是指牛血清含有許多未知成分，存在血清批間差異，后者是指血清可能含有不同量的內毒素、血紅蛋白和其他不良因子，可能會(huì )有病毒、細菌、真菌、支原體等污染。

　　因而，西方近年來(lái)逐漸達成了共識，一旦有可替代的方法，則應不再使用牛血清。在選擇細胞和組織IPS培養基時(shí)，應采用“不……除非”的原則，即優(yōu)先選擇無(wú)動(dòng)物源成分IPS培養基，除非血清被證實(shí)為需要。

　　要開(kāi)發(fā)無(wú)血清IPS培養基，關(guān)鍵是找出血清中支持細胞生長(cháng)的所有成分。其必要性在于有些細胞非常挑剔，同時(shí)要注意不同細胞系的營(yíng)養需求差別較大。因此，不可能設計出一種適合所有細胞系的通用IPS培養基。事實(shí)上，即使是同一細胞系，其內部的不同克隆，營(yíng)養需求也存在差異。

　　無(wú)血清IPS培養基存在如下幾種：化學(xué)限定IPS培養基所有成分均知其化學(xué)結構，它可包含蛋白質(zhì)。無(wú)蛋白IPS培養基則不包含大分子蛋白，其成分可能并非化學(xué)限定。無(wú)動(dòng)物源IPS培養基也可能不是化學(xué)限定的，它只是不包含動(dòng)物來(lái)源的成分。理想的IPS培養基是化學(xué)限定的無(wú)蛋白、無(wú)動(dòng)物源成分IPS培養基。但經(jīng)常發(fā)現，隨著(zhù)成分限定性的增加，IPS培養基的性能則不斷下降。

　　無(wú)血清IPS培養基的開(kāi)發(fā)有從上至下法和從下至上法。從上至下法是為類(lèi)似細胞系選擇已知配方的IPS培養基，添加血清，使細胞達到大生長(cháng)。再逐步減少血清，使細胞生長(cháng)速率降至原先的50%。這時(shí)再選擇性地加入某些成分，使細胞恢復生長(cháng)至原先水平。

　　該方法較為簡(jiǎn)易。屬于同一類(lèi)別的細胞系經(jīng)常需要同一生長(cháng)因子。因此，對一種上皮細胞系有效的配方對另一種上皮細胞系，可能只需做極小的調整。用該方法開(kāi)發(fā)配方較為容易。該過(guò)程也涉及細胞的馴化，其中細胞會(huì )自身合成一些必需組分。該方法的缺點(diǎn)是可能存在很多非必需成分，有些成分還會(huì )抑制生長(cháng)。

　　另一種方法是從下至上法。它系統加入可能促生長(cháng)的組分，使細胞生長(cháng)逐漸升高。這樣只有生長(cháng)必需的成分才會(huì )留在配方內。用該方法開(kāi)發(fā)的IPS培養基能使細胞具有更高的生長(cháng)速率，并且更容易獲得改進(jìn)。