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Cayman代理商欣博盛生物:细胞活性检测概述

发布时间:2022-09-13   点击次数:85次

细胞活性(Cell Viability)是细胞生物学实验的一项重要检测指标, 是细胞培养、细胞毒性及生理研究的基础。Cayman提供多种细胞活性检测相关试剂盒, 可用于评估细胞增殖、细胞活性、代谢活性、细胞周期、细胞毒性和凋亡等。


细胞增殖检测, 确定活跃分裂细胞的数量, 最直接简单的方法就是细胞计数。细胞活性(Cell Viability)被定义为样品中健康活细胞的数量占总细胞的百分比, 确定样本中活细胞及死细胞的数量。同时, 检测DNA含量或代谢活性也可提供更多相关信息。

细胞活性检测概述 (Determining Cell Vitality)


质膜完整性(Plasma Membrane Integrity)


评估细胞膜完整性是检测细胞活性和评估细胞毒性最/常/用和最直接的方法之一。具有细胞毒性效应的化合物通常会破坏细胞膜的完整性, 诱导细胞坏死。如碘化丙啶(Propidium iodide, PI)染料通常会被健康的细胞排除在外, 然而当细胞膜有破损时, PI则可自由跨过细胞膜而对细胞核染色。用PI染料可同时区分健康细胞和死细胞。同样, Cayman提供的7-AAD细胞活力检测试剂盒, 7-AAD不能进入活细胞但可透过死细胞或受损细胞膜, 而标记胞内DNA。


或者, 细胞膜完整性也可通过监测胞内物质释放到胞外基质来评估。一个最/常/用的检测指标就是乳酸脱氢酶LDH分子, 其为一种可溶性的胞浆酶。当胞膜损伤时, LDH可快速释放到细胞培养液中。Cayman提供的LDH细胞毒性检测试剂盒即可用于检测细胞坏死膜受损时, LDH的释放。


健康完整的细胞可经过固定、去垢剂破膜处理, 通过上述类似的标记方法来研究细胞周期进程。Cayman提供的细胞周期时相鉴定试剂盒利用碘化丙啶(PI), 来标记细胞周期不同时相的DNA。由于PI可直接嵌入DNA链的碱基对, 因此其荧光强度与细胞中DNA含量成正比。根据染色体的分布, 能可靠显示G0/G1 Vs S Vs G2/M期。此外, CFSE细胞分裂检测试剂盒采用一种荧光染料, 可扩散通过活细胞的质膜。CFSE在细胞分裂增殖过程中, 其荧光强度会随着细胞的分裂而逐级递减, 标记荧光可平均分配至两个子代细胞中 , 因此其荧光强度是亲代细胞的一半 ,根据这一特性 ,CFSE可用于检测细胞增殖 , 细胞周期的估算及细胞分裂等。 7-AAD/CFSE细胞介导的细胞毒性检测试剂盒, 可用于鉴定增殖分裂的细胞, 同时标记受损或死细胞的DNA。最后, Cayman提供的 细胞自噬/细胞毒性双染色试剂盒利用自发荧光探针单丹磺酰尸胺(Monodansylcadaverine MDC)以及碘化丙啶(PI)可同时检测吞噬泡和死细胞。


线粒体活性与凋亡(Mitochondrial Activity and Apoptosis)


线粒体最主要的作用是产生ATP, 是细胞能量的主要来源。此外, 线粒体其他的作用还包括参与细胞信号传导、细胞分化、细胞死亡以及细胞周期调控和细胞生长等。检测线粒体的活性也可显示细胞的健康状态。

Cayman最近研发的一系列试剂盒(Mitocheck Activity Assay kits)用于检测电子传递链复合物I, II, III的活性(详情请阅读后续相关章节)。线粒体也可通过干扰电子传递、氧化磷酸化和ATP生成, 或通过释放能活化caspase家族蛋白酶的蛋白, 或改变胞内氧化还原电势等来诱导细胞凋亡 。 JC-1是 一 种 广 泛 用 于 检 测 线 粒 体 膜 电 位 的 理 想 荧 光 探 针 。

Cayman提供的JC-1 Mitochondiral Membrane Potential Assy能可靠检测细胞凋亡早期阶段的线粒体膜电位变化。Caspase-3 Fluorescence Assay通过鉴定特异性凋亡标志分子caspase-3的活化, 来检测线粒体诱发的凋亡。


此外, Cayman还提供多种试剂盒用于检测凋亡过程中不同时间点的形态变化。Annexin V-FITC试剂盒用于检测凋亡早期膜的不对称性变化。磷脂不对称性的分布于细胞质膜, 其中磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserine, PS) 主要分布于质膜内层。在细胞凋亡的早期, 虽然细胞膜仍保持完整性, 但磷脂分布的不对称性受干扰, 磷脂酰丝氨酸外翻, 暴露于细胞膜外层。

在Ca 2+ 存在时, Annexin V可与带负电荷的磷脂如PS结合。在细胞凋亡的晚期阶段, 可使用Cayman的Apoptotic Bleds Assay试剂盒进行检测, 该试剂盒利用重组的抗体, 与凋亡细胞膜泡上的自身抗原结合。Multi Parameter Apoptosis Assay kit联合使用4种不同的试剂, 同时检测多种凋亡事件。该独/特的试剂盒利用FITC-Annexin V结合物作为探针检测质膜不对称性, 用TMRE作为探针检测线粒体膜电位, 用7-AAD作为膜通透性/细胞活力指示剂, 再用Hoechst染料展示细胞核形态。


细胞活性检测概述 (Determining Cell Vitality)


代谢活性(Metabolic Activity)


细胞计数反映绝对细胞数的多少, 而代谢活性更多是对细胞健康状态的评估。将二者结合起来, 便可更全面具体的了解细胞的活性。例如, 在抗肿瘤药物研发中, 其目的可能不需致死细胞而仅需敲除其代谢和增殖活性, 使细胞维持在预期的静止状态。检测代谢活性的一个经典方法是利用四唑盐(Tetrazolium salts), 其在代谢活跃的细胞线粒体中, 被切割形成有色的不溶于水的MTT, 或水溶性的XTT, WST-1和WST-8甲臢(formazan), 然后再测定吸光度。产生的甲瓒染料的量与代谢活跃的细胞数量直接相关, 可显示细胞的还原电位。MTT法是细胞增殖检测最常规的方法, 久享盛誉, 具有大量的文献支持。但是,与一些新的四唑盐法相比, MTT法灵敏度较低。另一个缺点就是由于MTT经还原所产生的甲瓒产物不溶于水, 需有机溶剂DMSO溶解后才能在分光光度计上读数, 增加了实验操作步骤。而XTT, WST-1和WST-8则产生水溶性的甲瓒产物, 省去了后续的溶解步骤。尤其, WST-8与其它四唑盐相比, 更稳定、细胞毒性更低, 适用于较长时间孵育, 而且WST-8检测灵敏度比其他四唑盐更高。Cayman提供的 ® Pertecta3D Cell Viability Kit适用于3D细胞培养, 是基于酶催化还原WST-1生成一种甲臢衍生物来进行检测的。与传统的放射性[3H]标记的胸腺嘧啶脱氧核苷或非放射性的 5-溴 -2'-脱氧尿苷 (Brdu)方法相比 , MTT,XTT, WST-1和WST-8具有操作简便的优点。 


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