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细胞增殖实验与活性检测实验:差异与特点全解析



一、细胞增殖实验 

细胞增殖实验是研究细胞生长和分裂的重要手段,通过不同的方法可以准确地检测细胞的增殖能力。以下是几种常见的细胞增殖实验方法。

(一)MTT 法

MTT 法是细胞增殖实验的一种常见方法。其检测原理是活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性 MTT 还原为水不溶性的蓝紫色结晶甲臜并沉积在细胞中。二甲基亚砜能溶解甲臜,通过测定 490nm 波长处光吸收值间接反映活细胞数量。MTT 法具有灵敏度高、经济的特点,广泛用于一些生物活性因子的活性检测、大规模的抗肿瘤药物筛选、细胞毒性试验以及肿瘤放射敏感性测定等。

MTT 法检测细胞活性是比较准确的。它又称 MTT 比色法,是一种检测细胞存活和生长的方法。在一定细胞数范围内,MTT 结晶形成的量与细胞数成正比。该方法已广泛用于一些生物活性因子的活性检测、大规模的抗肿瘤药物筛选、细胞毒性试验以及肿瘤放射敏感性测定等。它的特点是灵敏度高、经济。检测结果异常,需及时就医,遵医嘱进一步诊治。若有其他疑问,详情可咨询相关专业人士。

MTT 检测细胞增殖检测技术服务介绍:MTT 比色法是一种检测细胞存活和生长的方法。其检测原理为活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性 MTT 还原为水不溶性的蓝紫色结晶甲瓒并沉积在细胞中,而死细胞无此功能。二甲基亚砜能溶解细胞中的甲瓒,用酶联免疫检测仪在特定波长处测定其光吸收值,可间接反映活细胞数量。CCK - 8 检测试剂盒是应用 WST - 8 取代 MTT 被还原,WST - 8 是一种类似于 MTT 的化合物,在电子耦合试剂存在的情况下,可以被线粒体内的一些脱氢酶还原生成橙黄色的甲瓒。WST - 8 产生的甲瓒比 XTT 和 MTS 产生的甲瓒更易溶解。且 WST - 8 相较 XTT 和 MTS 化学性状更稳定,因此实验结果相对更加稳定。此外,WST - 8 相较 MTT、XTT,线性范围相对宽,灵敏度更高。

MTT 检测细胞增殖检测技术服务内容包括细胞培养与接种、处理(如药物处理等)、MTT/CCK - 8 检测及数据分析、技术服务报告提交。客户需提供足量样品、样品信息(包括分子量、溶解性和保存条件等)、详细的实验设计(包括样品处理浓度、处理时间等)。实验服务报告内容包括实验原始数据及分析结果,如曲线图、IC50 等;技术服务所需试剂耗材、仪器设备、实验方法各一份。实验周期为 7 个工作日(具体实验周期视实验设计方案而异)。

本公司应用 MTT、CCK - 8 比色法,检测细胞存活和生长。MTT 检测原理为活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能催化外源无色的 MTT 形成蓝色的结晶 Formazan,并沉积在细胞中,而死细胞无此功能。二甲基亚砜(DMSO)能溶解细胞中的 Formazan,用酶联免疫检测仪在一定波长处测定其吸光值,可间接反映活细胞数量。在一定细胞数范围内,MTT 结晶形成的量与细胞数成正比。服务内容包括细胞接种、细胞培养、药物处理并呈色、溶解比色等步骤。质量承诺包括真实的原始实验数据、权威的实验报告、详细的实验步骤。

在很多课题中,细胞实验都是必不可少的。MTT 法又称 MTT 比色法,是一种检测细胞存活和生长的方法。检测原理为活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性 MTT 还原为水不溶性的蓝紫色结晶甲臜(Formazan)并沉积在细胞中,而死细胞无此功能。二甲基亚砜(DMSO)能溶解细胞中的甲臜,用酶联免疫检测仪在 490nm 波长处测定其光吸收值,可间接反映活细胞数量。在一定细胞数范围内,MTT 结晶形成的量与细胞数成正比。用途广泛,用于一些生物活性因子的活性检测、大规模的抗肿瘤药物筛选、细胞毒性试验以及肿瘤放射敏感性测定等。特点是灵敏度高、经济。

(二)CCK - 8 法

CCK - 8 法是另一种常见的细胞增殖检测方法。检测原理是试剂中含有的 WST - 8 在电子载体作用下被细胞中的脱氢酶还原为具有高度水溶性的黄色甲臜产物,生成的甲臜物数量与活细胞数量成正比,可用于细胞增殖和毒性分析等。

CCK - 8 法具有对细胞毒性小、检测迅速、灵敏度高的特点。广泛用于药物筛选、细胞增殖测定、细胞毒性测定、肿瘤药敏试验等。

CCK - 8 实验原理为该试剂中含有水溶性的四唑盐 WST - 8,它在电子载体 1 - 甲氧基 - 5 - 甲基吩嗪硫酸二甲酯(1 - Methoxy PMS)的作用下被细胞中的脱氢酶还原为具有高度水溶性的黄色甲瓒产物(Formazan dye)。生成的甲瓒物的数量与活细胞的数量成正比。因此可利用这一特性直接进行细胞增殖和毒性分析。优点包括使用方便、检测快速、灵敏度高、重复性好、对细胞毒性小、为 1 瓶溶液,毋需预制,即开即用等。缺点是与 MTT 相比价格较贵,且 CCK - 8 试剂的颜色为淡红色,与含酚红的培养基颜色接近,容易漏加或多加。

CCK - 8 用途广泛,包括药物筛选、细胞增殖测定、细胞毒性测定、肿瘤药敏试验等。实验步骤包括细胞消化计数、接种培养、配制样本溶液、加入 CCK - 8、培养及测定吸光度等。注意事项有避免边缘效应、确保孔内无气泡、注意细胞种板数、可暂不测定 OD 值时的处理方法、悬浮细胞染色困难需增加细胞数量和培养时间、加入 CCK - 8 的方法及设置对照孔等。

Cell Counting Kit - 8(简称 CCK - 8)试剂可用于简便而准确的细胞增殖和毒性分析。是 MTT 的升级产品,基本原理为试剂中含有 WST - 8,在电子载体 1 - 甲氧基 - 5 - 甲基吩嗪鎓 *(1 - Methoxy PMS)的作用下被细胞中的线粒体内的脱氢酶还原为具有高度水溶性的黄色甲瓒产物(Formazan dye)。生成的甲瓒物的数量与活细胞的数量成正比,与细胞毒性成反比,间接反映活细胞数量。可用于细胞增殖测定、细胞毒性测定、药物筛选、抗肿瘤药物敏感性测定等。

CCK - 8 法与普通的 MTT 法相比,具有显著特点:灵敏度高,数据可靠,重现性好;操作简便,省时省力;水溶性,不需要换液,尤其适合于悬浮细胞;无需放射性同位素和有机溶剂,对细胞毒性低;为 1 瓶溶液,毋需预制,即开即用;适合于高通量药物筛选。

CCK - 8 试剂是改良的 MTT 试剂,其测定结果细胞存活率(%)可以间接反映活细胞数量,反映出药物作用过程中的细胞存活率变化。生成的甲瓒物的数量与活细胞的数量成正比。因此可利用这一特性直接进行细胞增殖和毒性分析。优点包括使用方便、检测快速、灵敏度高、重复性优于 MTT、对细胞毒性小、为 1 瓶溶液,毋需预制,即开即用。缺点是价格比较贵且颜色与含酚红的培养基接近容易产生漏加或多加。

(三)BrdU 法

BrdU 法是直接测定进行分裂的细胞数来评价细胞增殖能力。用 BrdU 预处理的细胞中,BrdU 可代替胸腺嘧啶核苷插入复制的 DNA 双链中,而且这种置换可以稳定存在,并带到子代细胞中。细胞经过固定和变性处理后,可用免疫学方法检测 DNA 中 BrdU 的含量,从而判断细胞的增殖能力。

BrdU 法可判断增殖细胞的种类,增殖速度,对研究细胞动力学有重要意义。具有简单、快速、安全,检测的敏感性好;适合于大块组织的快速检查,尤适于定量研究;BrdU 既可用于活体标记,亦可用于细胞或组织细胞增殖、分化的标记。副作用低等特点。但此方法的缺点是标记时间较短。

(四)EDU 法

EdU 法是检测细胞增殖的一种方法。EdU 是一种胸腺嘧啶核苷类似物,能在细胞增殖时期代替 T 渗入正在复制的 DNA 分子,通过与荧光染料的特异性反应检测 DNA 复制活性反映细胞增殖情况。

EdU 法检测细胞增殖无需抗体,无变性步骤,保持细胞形态和 DNA 完整性。与 BrdU 检测方法相比,EdU 检测方法更快速、更灵敏、更准确。EdU 检测染料只有 BrdU 抗体大小的 1/500,在细胞内很容易扩散,无需 DNA 变性(酸解、热解、酶解等)即可有效检测,可有效避免样品损伤,在细胞和组织水平能更准确地反映细胞增殖等现象。

EdU 法可用于在细胞水平上对增殖细胞的标记,对植物增殖细胞进行标记并检测、细胞示踪实验等。

二、活性检测实验 

(一)ELISA 法特点

敏感性较高,但特异性不高、操作繁琐、易受干扰。

ELISA 法作为一种常用的免疫检测方法,虽然具有较高的敏感性,但在特异性方面存在一定不足。操作过程相对复杂,需要进行多个步骤,如抗原或抗体的固相化、酶标记以及底物反应等,这使得操作较为繁琐。同时,该方法容易受到多种因素的干扰,如样品中的杂质、实验环境的变化等,可能会影响检测结果的准确性。

ELISA 可分为均相和非均相两种类型,根据固相载体区分为聚苯乙烯微量板 ELISA、斑点 ELISA、布 ELISA 三大类型。常见的 ELISA 格式有直接 ELISA 法、间接 ELISA、双抗夹心 ELISA、竞争 ELISA 法。

ELISA 主要分为均相和非均相两种类型,其中非均相酶联免疫分析法更为常用。根据固相载体的不同,可分为聚苯乙烯微量板 ELISA、斑点 ELISA 和布 ELISA 三大类型。常见的 ELISA 格式包括直接 ELISA 法、间接 ELISA、双抗夹心 ELISA 和竞争 ELISA 法。直接 ELISA 中,抗原或样品直接固定在板上,偶联的检测抗体与靶蛋白结合,操作简单但灵敏度较低;间接 ELISA 在直接 ELISA 的基础上增加了扩增检测步骤,通过未偶联的检测一抗与特定抗原结合后,再加入针对一抗宿主物种的偶联二抗,提高了检测的灵敏度;夹心 ELISA 是最常见的类型,利用两种特异性抗体将抗原夹在中间,具有高度特异性;竞争 ELISA 常用于小分子抗原如激素和药物之类的测定。

ELISA 法在生物制药领域应用广泛,如 PK 检测、生物标志物检测、免疫原性检测等。方法学建立需考虑目的、平台搭建、变异因素和系统偏差等。96 孔板测定生物学活性实验设计可排除位置因素和序列稀释因素对检测结果的影响。

在生物制药领域,ELISA 法发挥着重要作用。在 PK(药物代谢动力学)检测中,早期可能无法得到单克隆抗体或多克隆抗体,通常选择重组配体作为关键试剂来测定游离治疗蛋白浓度,对于有 Fc 部分的抗体,ELISA 是常用的检测方法。在生物标志物检测方面,与 PK 方法相似,生物标志物法可以用于测量预期基质中生物标志物蛋白的游离或总浓度,由于生物基质中的生物标志物大部分是大分子的蛋白或多肽,配体结合方法尤其是夹心法测试格式运用更为广泛。在免疫原性检测中,治疗性蛋白药物可诱导形成抗药物抗体,免疫原性检测是检测抗药物抗体是否存在于血清中的第一级分析。

ELISA 方法学建立需要考虑多个方面。首先要明确开发目的,若进行大分子定量,包被的抗原远远过量是方法稳定的必然选择;若进行亲和力分析,则包被的抗原少量为宜。其次要做好平台搭建工作,包括关键试剂的选择和稳定性、测试格式的选择(如抗体、稀释液、微孔板、检测系统等)、标准曲线模型的选择、样本基质的选择、试剂的特异性、样本制备等,需要在方法开发初期进行摸索,评估方法的稳健性。同时,开发出来的方法需要进行方法学验证,考虑生物学活性测定方法的特点,如生物学活性是相对活性,需以有关机构颁布的标品或参考品作为对照;样品和标准品的剂量反应曲线必须平行;应对方法的变异性进行统计学分析;应对引起系统偏差的因素进行综合分析,如不同的实验平板、平板的不同位置、检测次序等。

采用 96 孔板测定生物学活性是活性检测的常用手段。一致性实验是在 96 孔板上所有的孔都加入相同浓度的所有试剂,包括已知浓度的活性参考品,考察各种因素对检测结果的影响。主要考虑位置效应和序列稀释随机化影响,通过分段设计将样品随机分配至行、浓度至列,或分区设计使样品和浓度特异组合形成一个区域,可排除位置因素和序列稀释因素对检测结果的影响,从多个维度考察,评估实验方法建立的稳健性。

三、两者区别 

细胞增殖实验主要通过检测细胞分裂、DNA 合成等直接反映细胞数量的变化;而活性检测实验则通过检测细胞因子生物学活性、代谢活性、膜电位等间接反映细胞的生理状态和增殖能力。虽然检测手段和原理相近,但实验目的不同,细胞增殖实验更侧重于细胞数量的变化,活性检测实验更关注细胞在特定条件下的生理状态和响应。

细胞增殖实验中,常用的方法有 MTT 法、CCK - 8 法、BrdU 法和 EDU 法等。MTT 法通过活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶使外源性 MTT 还原为水不溶性的蓝紫色结晶甲臜并沉积在细胞中,二甲基亚砜溶解甲臜后测定 490nm 波长处光吸收值间接反映活细胞数量,具有灵敏度高、经济的特点,广泛用于生物活性因子的活性检测、抗肿瘤药物筛选等。CCK - 8 法利用试剂中含有的 WST - 8 在电子载体作用下被细胞中的脱氢酶还原为具有高度水溶性的黄色甲臜产物,生成的甲臜物数量与活细胞数量成正比,可用于细胞增殖和毒性分析等,具有对细胞毒性小、检测迅速、灵敏度高的特点。BrdU 法是直接测定进行分裂的细胞数来评价细胞增殖能力,用 BrdU 预处理的细胞中,BrdU 可代替胸腺嘧啶核苷插入复制的 DNA 双链中,且这种置换可带到子代细胞中,通过免疫学方法检测 DNA 中 BrdU 的含量判断细胞增殖能力,具有简单、快速、安全,检测敏感性好等特点。EdU 法是检测细胞增殖的一种方法,EdU 是一种胸腺嘧啶核苷类似物,能在细胞增殖时期代替 T 渗入正在复制的 DNA 分子,通过与荧光染料的特异性反应检测 DNA 复制活性反映细胞增殖情况,检测无需抗体,无变性步骤,保持细胞形态和 DNA 完整性,更快速、更灵敏、更准确。

活性检测实验中,ELISA 法是常用的免疫检测方法,敏感性较高但特异性不高、操作繁琐、易受干扰,可分为均相和非均相两种类型,根据固相载体区分为聚苯乙烯微量板 ELISA、斑点 ELISA、布 ELISA 三大类型,常见格式有直接 ELISA 法、间接 ELISA、双抗夹心 ELISA、竞争 ELISA 法,在生物制药领域应用广泛,方法学建立需考虑目的、平台搭建、变异因素和系统偏差等,96 孔板测定生物学活性实验设计可排除位置因素和序列稀释因素对检测结果的影响。此外,活性检测实验还包括检测细胞因子生物学活性、代谢活性、膜电位等方法,确定细胞的代谢活力或细胞代谢产物,通过检测细胞的氧化还原活性反映细胞增殖能力。

综上所述,细胞增殖实验和活性检测实验在检测手段和原理上有相似之处,但实验目的和侧重点不同,在实际应用中应根据具体需求选择合适的实验方法。


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