问小白 wenxiaobai
资讯
历史
科技
环境与自然
成长
游戏
财经
文学与艺术
美食
健康
家居
文化
情感
汽车
三农
军事
旅行
运动
教育
生活
星座命理

细胞毒性试验:原理、方法与应用指南

创作时间:
作者:
@小白创作中心

细胞毒性试验:原理、方法与应用指南

引用
1
来源
1.
https://www.bjhgyjs.cn/news/qitajiance/2025/0314/27905.html

细胞毒性试验是评估材料、化合物或医疗器械对细胞存活、增殖及功能影响的重要方法,广泛应用于生物相容性评价和药物安全性筛选。本文系统介绍了细胞毒性试验的核心检测方法、实验设计、关键设备与试剂、常见问题解决方案以及国际标准对比等内容,为相关领域的研究和应用提供了全面的参考指南。

核心检测方法与标准

检测方法
原理
适用场景
国际标准
MTT法
线粒体脱氢酶还原MTT为紫色结晶(吸光度法)
药物、材料毒性初筛
ISO 10993-5, USP <87>
LDH释放法
检测细胞膜破损后释放的乳酸脱氢酶(比色法)
细胞坏死评估
ASTM F813-20
荧光染色法
活细胞(Calcein-AM,绿)与死细胞(PI,红)双染
实时毒性可视化
ISO 10993-5 Annex C
克隆形成试验
单细胞增殖形成克隆的能力(长期毒性评估)
辐射/化疗药物毒性研究
ASTM E1262-22
细胞凋亡检测
Annexin V-FITC/PI双染(流式细胞术)
区分凋亡与坏死
ISO 10993-3

实验设计与关键步骤

细胞选择与培养

  • 常用细胞系:L929小鼠成纤维细胞(ISO推荐)、HepG2(肝毒性)、HaCaT(皮肤毒性)。
  • 培养条件:DMEM/RPMI-1640 + 10% FBS,37℃、5% CO₂,传代至对数生长期。

样品处理与暴露

  • 直接接触法:材料切割为5×5mm薄片,灭菌后与细胞共培养24~72h(ISO 10993-5)。
  • 浸提液法:材料按表面积浸提(0.1g/mL,37℃×24h),浸提液稀释梯度(100%、50%、25%)加入细胞。

MTT法操作流程

  1. 细胞接种:96孔板,每孔5×10³细胞,孵育24h贴壁。
  2. 样品暴露:加入待测样品(浸提液或化合物),设阴性对照(培养基)、阳性对照(0.1%苯酚)。
  3. MTT孵育:暴露24/48h后,每孔加MTT(5mg/mL,10μL),孵育4h。
  4. 溶解与检测:吸弃培养基,加DMSO 100μL溶解甲臜,酶标仪测570nm吸光度(参考波长630nm)。
  5. 计算细胞存活率:存活率=(A样品−A空白)/(A阴性对照−A空白)×100%

结果判定(ISO 10993-5)

细胞存活率
毒性等级
判定结论
≥80%
0级(无毒性)
符合生物相容性要求
60%~79%
1级(轻微毒性)
需结合其他试验评估
30%~59%
2级(中度毒性)
不符合要求
<30%
3级(严重毒性)
禁止使用

关键设备与试剂

设备/试剂
用途
推荐品牌/型号
酶标仪
MTT/CCK-8吸光度检测(570nm)
BioTek Synergy H1
流式细胞仪
细胞凋亡与周期分析
BD FACSCanto II
倒置荧光显微镜
活死细胞双染观察
Olympus IX73
MTT试剂
细胞活力检测
Sigma-Aldrich M5655
Calcein-AM/PI
活死细胞双染试剂盒
Thermo Fisher C3099

常见问题与解决方案

问题现象
可能原因
改进措施
吸光度波动大
MTT结晶溶解不均或气泡干扰
振荡10min充分溶解,检测前离心去气泡
假阳性结果
材料本身还原MTT(如含金属离子)
改用Alamar Blue或CCK-8法(避免MTT干扰)
细胞贴壁不良
材料表面疏水性或电荷排斥
预涂胶原/多聚赖氨酸,或使用低吸附板
浸提液浑浊
材料颗粒脱落或析出物
0.22μm滤膜过滤浸提液,离心取上清

国际标准对比

参数
ISO 10993-5
USP <87>
ASTM F813
暴露时间
24~72h
24h
24h(直接接触法)
判定阈值
存活率≥70%为合格
存活率≥70%
细胞形态无显著改变
细胞类型
L929或同等细胞系
哺乳动物细胞系
哺乳动物细胞系

应用场景与报告要求

  • 医疗器械:植入材料(如钛合金、聚合物)需通过ISO 10993-5测试,提交细胞毒性报告至FDA或CE认证。
  • 药物开发:新药筛选时计算IC50值(半数抑制浓度),评估治疗指数(TI)。
  • 化妆品安全:欧盟EC 1223/2009要求化妆品原料通过体外细胞毒性测试(如皮肤刺激替代试验)。

检测报告内容

  • 样品信息、试验方法(MTT/LDH等)、细胞系、暴露条件、存活率数据、毒性等级结论、标准符合性声明。

通过系统化试验设计,可精准评估材料的细胞毒性风险。建议结合3D细胞模型(如类器官)和高通量筛选技术提升预测准确性,并严格遵循GLP规范确保数据可靠性。

检测机构资质证书

CMA认证

检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日

CNAS认可

实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日

ISO认证

质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日

© 2023 北京元石科技有限公司 ◎ 京公网安备 11010802042949号