细胞活性检测 | 揭秘细胞活力的六大常用方法

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细胞活性检测 | 揭秘细胞活力的六大常用方法

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来源

https://www.absin.cn/article-2002.html

细胞活性检测是生物医学研究中的重要环节，它帮助科学家评估细胞的生存状态，了解细胞对药物、环境变化或病理过程的响应。本文将介绍六种常用的细胞活性检测方法，包括ATP生物发光法、LDH检测法、MTT比色法、CCK-8法、荧光染料法和细胞凋亡检测法。

ATP生物发光法

细胞内ATP（腺苷三磷酸）的含量是细胞能量代谢的直接指标。ATP生物发光法通过测量细胞内ATP的水平来评估细胞活性。这种方法具有高灵敏度和宽动态范围，尤其适合于需要高灵敏度检测的实验。

ATP生物发光法的主要原理是在有氧环境下，荧光素在荧光素酶和Mg2+的催化作用下与ATP发生反应，生成荧光素-AMP复合体并释放出焦磷酸(PPi)。随后，荧光素-AMP复合体在O2的作用下进一步生成氧化荧光素，同时释放出CO2和H2O。在这个过程中，激发态的氧化荧光素返回到基态时会发出光子，光子的数量与ATP含量成正比，因此可以通过测量光强度来定量ATP的含量。

LDH检测法

乳酸脱氢酶(Lactate Dehydrogenase, LDH)是一种广泛存在于细胞中的酶，它在糖酵解途径中起着关键作用，能够催化乳酸和丙酮酸之间的可逆反应。LDH催化乳酸产生丙酮酸，丙酮酸与 2,4-二硝基苯肼作用生成丙酮酸二硝基苯腙，后者在碱性溶液中呈棕红色，颜色的深浅与丙酮酸的浓度呈正比，通过测定OD值，可计算LDH的活力。在细胞活性检测中，LDH的释放通常被用作细胞膜完整性的指标。当细胞膜受损时，细胞内的LDH会释放到培养基中，通过测定培养基中LDH的活性，可以评估细胞的损伤或死亡程度。

MTT比色法

MTT（3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四氮唑溴化物）比色法是一种经典的细胞活性检测方法。它通过测量活细胞中脱氢酶的活性，将MTT还原成紫色的甲瓒产物，从而间接反映细胞的代谢活性。这种方法操作简单，成本低廉，是实验室中常用的筛选工具。

CCK-8法

CCK-8(Cell Counting Kit-8)法是一种基于WST-8（2-(2-甲氧基-4-硝基苯基)-3-(4-硝基苯基)-5-(2,4-二磺苯基)-2H-四唑单钠盐）的比色方法。它通过测量细胞线粒体脱氢酶的活性来评估细胞活性。CCK-8法具有较高的灵敏度和较宽的动态范围，适合于各种细胞类型的活性检测。

荧光染料法

荧光染料法利用特定的荧光染料，如Calcein-AM或CFSE，来标记活细胞。这些染料在活细胞内被代谢成荧光产物，通过流式细胞仪或荧光显微镜进行检测。荧光染料法可以提供直观的细胞活力图像，适用于细胞增殖和迁移研究。

细胞凋亡检测

细胞凋亡是细胞程序性死亡的过程，与细胞活性密切相关。通过Annexin V和PI（碘化丙啶）染色，可以检测细胞表面的磷脂酰丝氨酸外化，从而评估细胞凋亡的程度。这种方法对于研究细胞死亡机制和药物毒性具有重要意义。

细胞活性检测六大常用方法优缺点比较

检测方法	优点	缺点
ATP生物发光法	灵敏度高，能快速检测细胞活性，操作简便，直接反映细胞的代谢活性，与细胞数量成正比。	可能受到样品中其他ATP来源的干扰，如微生物污染。
LDH检测法	比色法操作简便快速，标准曲线法精确定量，灵敏度高，适用于多种细胞类型，反映细胞膜完整性，也可以用来评估细胞毒性。	可能受到样品中其他LDH来源的干扰，如微生物污染。只能反映细胞死亡，不能直接反映细胞增殖。
MTT比色法	成本较低，操作简单，适用于多种细胞类型。能够反映细胞的代谢活性，尤其是线粒体的活性。	需要活细胞参与，死亡细胞无法进行检测。需要较长的孵育时间，实验周期较长。
CCK-8法	操作简便，灵敏度高。适用于各种细胞类型，包括悬浮细胞。能够反映细胞增殖和活力。	相对于MTT，CCK-8的成本可能较高。对某些细胞类型可能存在毒性。
荧光染料法	可以实时监测细胞活性，适合长时间跟踪实验。如Calcein-AM可以被活细胞中的酯酶切割产生荧光，从而指示细胞活性。	荧光染料可能对细胞有一定的毒性，尤其是在高浓度或长时间染色时。此外，荧光信号可能会受到光漂白的影响。
细胞凋亡检测法	可以特异性地检测细胞凋亡，如通过Annexin V和PI染色，可以区分早期和晚期凋亡细胞。	需要特定的试剂和设备，如流式细胞仪，操作相对复杂，成本较高。