細(xì)胞的活性鑒定在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)上具有很重要的意義。它是體外細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)中常用的一個(gè)檢測(cè)指標(biāo)。不同的細(xì)胞活性鑒定方法有各自不同具體的反應(yīng)機(jī)理,但無論采用哪種方法,都利用了死細(xì)胞和活細(xì)胞在生理機(jī)能和性質(zhì)上的差異。常用的方法有直接染色法,克隆形成試驗(yàn),比色法等。
下面我們就簡(jiǎn)單的了解一下常用的細(xì)胞活性檢測(cè)方法的原理,特點(diǎn),以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
化學(xué)染色法
染色計(jì)數(shù)法是細(xì)胞培養(yǎng)中檢查細(xì)胞死活zui常用的方法,直接利用死細(xì)胞和活細(xì)胞對(duì)染料的不同親和力,檢查細(xì)胞活性,能在光學(xué)顯微鏡下觀察到染色結(jié)果.可分為兩類:死細(xì)胞著色法和活細(xì)胞著色法.使死細(xì)胞著色的常用染料有臺(tái)盼藍(lán),苯胺黑,伊紅Y.能使活細(xì)胞著色的常用染料有結(jié)晶紫,亞甲基藍(lán),甲苯胺藍(lán)等.其中zui常用的是臺(tái)盼藍(lán)染色法….細(xì)胞損傷或死亡時(shí),臺(tái)盼藍(lán)可穿透變性的細(xì)胞膜,與解體的DNA結(jié)合,使其著色,而活細(xì)胞能阻止染料進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),故可以鑒別死細(xì)胞與活細(xì)胞.通過細(xì)胞計(jì)數(shù)可得出細(xì)胞的存活率.
優(yōu)點(diǎn):方便實(shí)用,價(jià)格低廉,操作簡(jiǎn)單
缺點(diǎn):時(shí)間不宜過長,否則部分活細(xì)胞也會(huì)著色,會(huì)干擾計(jì)數(shù).而且,細(xì)胞沒有經(jīng)過固定,形態(tài)不清晰.
熒光染色法
一些熒光染料對(duì)死細(xì)胞和活細(xì)胞也有不同的作用效果,利用熒光顯微鏡檢測(cè)細(xì)胞活性.如碘化丙錠。(PI),被活細(xì)胞排斥但能穿透正在死亡或已經(jīng)死亡細(xì)胞的細(xì)胞膜,因此活細(xì)胞不被染料染上色,只有死細(xì)胞或是凋亡細(xì)胞才能染上紅.色.葉啶橙(AO)能透過質(zhì)膜完整的細(xì)胞,嵌入細(xì)胞核DNA,使之發(fā)出明亮的綠色熒光.溴化乙錠(EB)僅能透過胞膜受損的細(xì)胞,嵌入核DNA,發(fā)橘紅色熒光.也可應(yīng)用AO—EB雙染法鑒定細(xì)胞死活.
優(yōu)點(diǎn):這種檢測(cè)方法相比傳統(tǒng)的染料,具有靈敏度高,操作簡(jiǎn)便,結(jié)果容易分辨等特點(diǎn),而且利用雙染法還可以分辨活細(xì)胞,凋亡早期細(xì)胞,凋亡晚期細(xì)胞,死亡細(xì)胞,在細(xì)胞凋亡的檢測(cè)上有很廣泛的應(yīng)用。
缺點(diǎn):要求特殊的儀器進(jìn)行檢測(cè),如熒光顯微鏡,激光掃描共聚焦顯微鏡或流式細(xì)胞儀.而且通常熒光染料具有毒性,操作作時(shí)需要帶手套.
克隆形成試驗(yàn)是測(cè)定單個(gè)細(xì)胞增值能力的有效方法之一,其基本原理是單個(gè)細(xì)胞在體外持續(xù)分裂增殖6 次以上,其后代所組成的細(xì)胞群體,稱為克隆或集落.一般情況,每個(gè)克降可含50個(gè)以上的細(xì)胞,大小在0.3~~I.0mm之間.通過計(jì)數(shù)克隆形成率,可對(duì)單個(gè)細(xì)胞的增值潛力做定量分析.常見的方法有平板克隆形成試驗(yàn),軟瓊脂形成試驗(yàn)等.這種方法常見于抗腫瘤藥物敏感性試驗(yàn),腫瘤放射生物學(xué)試驗(yàn)等.
優(yōu)點(diǎn):在低劑量輻射下,克隆形成試驗(yàn)比 MTT和SRB法的敏感性更強(qiáng).
缺點(diǎn):較為繁瑣并耗l時(shí),不適合同時(shí)監(jiān)測(cè)大量樣品,而且在手動(dòng)計(jì)數(shù)過程中帶有非常大的不確定性,特別是當(dāng)形成的細(xì)胞克降大小差異較大時(shí),很難得到更有效,精確的數(shù)據(jù).
比色法便是利用活細(xì)胞還原力,尤其是線粒體中脫氫酶,將底物還原后檢測(cè)吸光值的改變來衡量活細(xì)胞還原力。在對(duì)細(xì)胞還原力的檢測(cè)中,培養(yǎng)液中若存在還原酶類,例如谷胱干肽S-轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase,GST),可能會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏離,真實(shí)水平偏高。目前應(yīng)用的底物以刃天青鹽類和四唑鹽類為主,在四唑鹽類的底物中尤其以靈敏度高、重復(fù)性好、毒性極低的CCK-8很受歡迎。下面跟小編一起比較一下這兩類底物的優(yōu)缺點(diǎn)吧!
1. 刃天青(resazurin)
刃天青溶液呈藍(lán)色,通常用作酸堿指示劑(pH3.8橙~6.5深紫)和氧化還原指示劑。在進(jìn)行細(xì)胞活性檢測(cè)時(shí),刃天青可滲入細(xì)胞并被活細(xì)胞不可逆地還原為粉紅色,同時(shí)有紅色熒光的試鹵靈(resorufin)出現(xiàn)。試鹵靈的吸光值或熒光強(qiáng)度與細(xì)胞數(shù)量、還原能力呈正相關(guān),因此可通過任一參數(shù)來評(píng)估細(xì)胞活性。
2.四唑鹽(tetrazolium salts)
四唑鹽(表1)是一種人工合成的雜環(huán)化合物,它可被活細(xì)胞還原生成甲臜(Formazan),不同的四唑鹽衍生物作底物會(huì)得到不同顏色的甲臜,與試鹵靈一樣,甲臜的吸光值大小與細(xì)胞數(shù)量、代謝活性呈正相關(guān),并以此作為細(xì)胞活性強(qiáng)弱的指標(biāo)(圖1)。
圖1 四唑鹽顯色原理
表1 四唑鹽的類型
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