细胞增殖及细胞毒性检测试剂盒带你深度解析检测原理

更新时间：2025-11-21 | 点击率：107

　　在生命科学研究领域，准确评估细胞的增殖状态和毒性反应对于理解细胞生物学过程以及药物研发等方面具有至关重要的意义。细胞增殖及细胞毒性检测试剂盒为科研人员提供了一种高效、可靠的工具来监测这些关键的细胞活动。本文将详细阐述其工作原理。

　　一、细胞增殖检测原理

　　1. 基于核酸合成标记法(如BrdU检测)

　　BrdU(5 - 溴脱氧尿嘧啶核苷)是一种胸腺嘧啶核苷类似物，能够在细胞进行DNA合成时掺入到新合成的DNA链中。当把含有BrdU的培养基提供给正在增殖的细胞群体时，处于S期(DNA合成期)的细胞会主动摄取BrdU并将其整合到自己的基因组DNA里。

　　随后，通过使用特异性识别BrdU的抗体去孵育经过处理后的细胞样本。这种抗体能够与已经掺入DNA中的BrdU结合形成抗原 - 抗体复合物。为了便于后续检测，该抗体通常会带有某种可被检测的信号分子，例如酶标记或者荧光素标记。如果是酶标记的情况，加入相应的底物后会发生显色反应；而若是荧光素标记，则可以在特定波长的光激发下发出荧光。最后，利用分光光度计或荧光显微镜等设备测量产生的信号强度，其强弱与新合成DNA的量成正比关系，进而反映出细胞增殖的程度。因为越多的细胞处于活跃增殖状态并进行了DNA复制，就会有越多的BrdU被掺入，从而产生更强的信号。

　　2. 代谢活性相关方法(MTT/CCK - 8法为例)

　　MTT(3 - (4,5 - 二甲基噻唑 - 2) - 2,5 - 二苯基四氮唑溴盐)和CCK - 8(Cell Counting Kit - 8)都是基于细胞线粒体呼吸链上的还原酶活性来进行检测的。活细胞内的线粒体具有一定的代谢功能，其中的琥珀酸脱氢酶等酶类可以将外源性的MTT还原为难溶性的蓝紫色结晶甲臜(formazan)，并且沉积在细胞内。而对于CCK - 8而言，它所包含的WST - 8 [2 - (2 - 甲氧基 - 4 - 硝基苯基) - 3 - (4 - 硝基苯基) - 5 - (2,4 - 二磺酸苯基) - 2H - 四唑单钠盐]成分能在电子载体1 - Methoxy PMS存在的情况下被细胞内的脱氢酶还原生成橙黄色的水溶性产物。

　　无论是形成的甲臜还是CCK - 8产生的橙黄色物质，它们的颜色深浅都与活细胞的数量呈正相关。这是因为只有具有正常代谢功能的活细胞才能发挥这种还原作用。一般可以通过溶解这些沉淀使其变成均一溶液后，使用酶标仪在一定波长下测定吸光度值来确定颜色深度，以此间接推算出细胞增殖情况。较高的吸光度意味着有更多的活细胞参与了反应，表明细胞增殖较为旺盛；反之，较低的吸光度则提示细胞增殖受到抑制或者是细胞数量较少。

　　二、细胞毒性检测原理

　　1. 乳酸脱氢酶(LDH)释放实验

　　LDH是一种稳定存在于活细胞胞浆内的酶。当细胞膜因受到外界因素如毒素、药物刺激等原因受损破裂时，胞内的LDH就会释放到细胞外的培养液中。此时，取适量的培养上清液加入到含有底物的反应体系中，LDH能够催化底物发生化学反应，最终产生一种可以用比色法定量检测的物质，通常是有颜色的化合物。

　　根据测得的颜色变化程度就可以计算出从细胞内泄漏出来的LDH量。由于LDH的释放量与细胞膜损伤程度直接相关，所以可以以此来衡量细胞所受毒性的大小。如果某样品导致了大量LDH释放，说明该条件下对细胞造成了严重的膜完整性破坏，即具有较高的细胞毒性；相反，若LDH释放量很低，则表示细胞仍然保持较好的膜结构完整性，受到的毒性影响较小。

　　2. 台盼蓝染色排斥试验

　　台盼蓝染料本身不能透过完整的细胞膜进入活细胞内部，但是对于那些已经失去活性、细胞膜通透性发生改变甚至破损死亡的细胞来说，台盼蓝可以轻松地穿过细胞膜并与细胞内的蛋白质等成分结合使整个细胞呈现出蓝色。

　　因此，在进行检测时，将被认为可能有细胞毒性的处理后的细胞悬液与台盼蓝染液混合均匀，然后在显微镜下观察计数。未被染成蓝色的细胞被认为是活细胞，而被染成蓝色的则是死细胞。通过计算死细胞占总细胞数的比例就能得到细胞存活率，进而反映细胞毒性状况。高比例的死细胞意味着较强的细胞毒性作用于该细胞群体；低比例的死细胞则暗示着相对较弱的毒性效应或者良好的细胞耐受性。

　　细胞增殖及细胞毒性检测试剂盒通过不同的生化机制分别针对细胞增殖过程中的关键事件(如核酸合成、代谢活性)以及细胞毒性导致的细胞结构和功能改变(像细胞膜破损、细胞死亡等)进行精准探测，为研究者们提供了量化的数据以深入了解各类因素对细胞命运的影响。