细胞活性检测
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。
● 质膜完整性（Plasma Membrance 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)染料通常被会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。 
图1. 细胞凋亡、自噬及坏死途径
● 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，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 Membrance 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Ca2+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。
● 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，在抗肿瘤药物发现中，其目的可能不需致死细胞而仅需敲除其代谢和增值活性，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。
图2. NADPH氧化酶产生的活性氧
面对如此众多的细胞活性检测试剂盒，哪一款最适合您的研究呢？
| 细胞增殖 | 细胞活性 | 细胞毒性 | 细胞凋亡 | 细胞自噬 |
细胞周期时相检测试剂盒Cell Cycle Phase Determination Kit | ● | ● |
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7-AAD细胞活性检测试剂盒
7-AAD Cell Viability Assay kit |
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CFSE 细胞分裂检测试剂盒CFSE Cell Division Assay Kit | ● |
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7-AAD/CFSE 细胞介导的细胞毒性检测试剂盒
7-AAD/CFSE Cell Mediated Cytotoxicity Assay Kit | ● | ● | ● |
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LDH 细胞毒性检测试剂盒
LDH Cytotoxicity Assay Kit |
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自噬/细胞毒性双染试剂盒
Autophagy/Cytotoxicity Dual Staining Kit |
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JC-1线粒体膜电位检测试剂盒
Mitochondrial Membrane Potential Assay Kit |
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Caspase-3荧光检测试剂盒
Caspase-3 Fluorescence Assay Kit |
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Annexin V FITC 凋亡检测试剂盒
Annexin V FITC Assy Kit |
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凋亡空泡检测试剂盒
Apoptotic Blebs Assay |
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多参数凋亡检测试剂盒
Multi-Parameter Apoptosis Assay Kit |
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MTT 细胞增殖检测试剂盒
MTT Cell Proliferation Assay Kit | ● | ● | ● |
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XTT 细胞增殖检测试剂盒
XTT Cell Proliferation Assay Kit | ● | ● | ● |
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WST-1 细胞增殖检测试剂盒
WST-1 Cell Proliferation Assay kit | ● | ● | ● |
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WST-8 细胞增殖检测试剂盒
WST-8 Cell Proliferation Assay kit | ● | ● | ● |
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3D培养细胞活性检测试剂盒
Perfecta 3D® Cell Viability Kit | ● | ● | ● |
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(原文By: Olivia L.May, Ph.D. 编译：欣博盛市场部Harry)
细胞健康状态/细胞凋亡分析 (Cell health/Apoptosis)
7-AAD 细胞活性分析试剂盒 / 产品编号：10009856 |
Cayman提供的7-AAD细胞活性分析试剂盒，以7-AAD为荧光探针标记死细胞。7-AAD荧光染料不能进入活细胞但可进入受损细胞或死细胞，进而标记其DNA。虽7-AAD荧光强度不如PI，但其最大发射光波长较长(激发光波长488nm, 发射光波长650nm), 与PE或FITC发射光谱叠加较小。因此，7-AAD非常适用于同时用FITC或PE标记检测细胞表面分子或胞内抗原的实验。 |
| 编号 | 名称 | 规格 | 保存 | | 400201 | Cell-Based Assay 7-AAD Staining Stock Solution(1,000X) | 1 Vials/50ul | 4℃ | | 400202 | 7-AAD Assay Fixative/Actinomycin D Solution | 1 Vials/50ul | 4℃ | | 10009322 | Cell-Based Assay Buffer Tablet | 4 Tablets | Room Temperature
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| 7-AAD/CFSE 细胞介导的细胞毒性检测试剂盒 / 产品编号: 600120 |
| Cayman提供的7-AAD/CFSE 细胞介导的细胞毒性检测试剂盒利用CFSE标记靶细胞，7-AAD标记死细胞。通过标记可区分四个细胞群。该试剂盒可快速简便的在单细胞水平检测免疫细胞的细胞毒性效应。 |
| 编号 | 名称 | 规格 | 保存 | | 400201 | Cell-Based Assay 7-AAD Staining Stock Solution(1,000X) | 2 Vials/50ul | 4℃ | | 600121 | CFSE Stock Solution | 1 Vials/100ul | -20℃ | | 10009322 | Cell-Based Assay Buffer Tablet | 4 Tablets | Romm Temperature
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Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒 / 产品编号: 600120 |
 图. 星孢菌素（Staurosporine）诱导RAW 264.7细胞凋亡。 | 细胞凋亡早期的特点之一就是细胞膜磷脂的重新分布， 如磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺从脂双层的内膜外翻，从而暴露于细胞表面。磷脂酰丝氨酸残基的外翻，可通过其高亲和力的结合蛋白Annexin V进行检测。Cayman研发的Annexin V凋亡检测试剂盒利用FITC标记的Annexin V作为探针，检测凋亡细胞膜外翻的磷脂酰丝氨酸。 |
凋亡空泡(Apoptosis Blebs)检测试剂盒 / 产品编号: 600120 |
 图. A: 凋亡空泡(绿色)；B: 死细胞(红色)；C: 凋亡空泡(绿色); D: 细胞经星孢菌素处理，从凋亡到死细胞(橙色) |
Cayman开发的凋亡空泡(Apoptosis Blebs)检测试剂盒， 利用一个抗体单链可变片段的重组蛋白来进行检测，该抗体偏好性结合凋亡细胞膜空泡的自身抗原。该重组蛋白与蛋白A融合，再通过荧光标记的兔IgG进行检测。 |
自噬/细胞毒性双染试剂盒 / 产品编号： 600140 |
图. 他莫昔芬(Tamoxifen)提高HepG2细胞自噬水平。 A: HepG2细胞经Vehicle处理, MDC染色(对照)；B：HepG2细胞经Vehicle处理, PI染色(对照); C：HepG2细胞经10uM的Tamoxifen, MDC染色；D: HepG2细胞经10uM的Tamoxifen, PI染色结果。 | Cayman提供的自噬/细胞毒性双染试剂盒是在细胞水平研究细胞自噬和细胞毒性调控的便捷工具，试剂盒利用甲丹磺酰尸胺(monodansylcadaverine, MDC)自发荧光, 标记培养细胞的自噬泡结构。 |
Caspase-3荧光检测试剂盒 / 产品编号: 10009135 |
 | Caspase (Cysteine-requiring Aspartate Protease)是一个在细胞凋亡过程中起重要作用的蛋白酶家族。Caspase 3也称CPP32，Yama或apopain，有时被写作caspase-3或caspase3，属于caspase家族的CED-3亚家族 (CED-3 subfamily)，是细胞凋亡过程中的一个关键酶。 Caspase 3是哺乳动物细胞中研究最多的一个caspase酶。 Cayman研发的此款试剂盒利用Caspase-3催化其特异性底物 N-Ac-DEVD-N’-MC-R110， 产生高强度荧光产物，可在485nm下被激发，发射光为535nm。同时，试剂盒也提供有活性的Caspase-3作为阳性对照。 |
| 细胞周期时相 (Cell Cycle Phase) 检测试剂盒 / 产品编号: 10009349 |
| Cayman提供的此款细胞周期时相检测试剂盒，可用于研究悬浮细胞样本中细胞周期进程的诱导和抑制。实验中涉及细胞的固定和破膜处理，可实现在完整细胞中利用PI对其DNA进行染色。 |
| 编号 | 名称 | 规格 | 保存 | | 10009957 | Propidium Iodide Reagent,powder | 1 vial/1mg | 4℃ | | 10009322 | Cell-Based Assay Buffer Tablet | 2Tablets | Room Temperature | | 10009959 | Rnase A Solution | 1 vial/1ml | -20℃ | | 10009960 | CellCycle Phase Determination Fixative | 1 vial/100ml | Room Temperature
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CFSE细胞分裂检测试剂盒 / 产品编号: 10009853 |
 图. 人外周血淋巴细胞增殖。A-C: CFSE标记的淋巴细胞（Day0, Day3, Day6） | CFDA SE的全称为羧基二乙酸荧光素琥珀酰亚胺酯(Carboxyfluorescein diacetate, succinimidyl ester)。CFDA SE可以通透细胞膜，进入细胞后可以被细胞内的酯酶(esterase)催化分解成CFSE，并保留于细胞内。 由于CFDA SE标记细胞的荧光非常均匀和稳定，每分裂一次子代细胞的荧光会减弱一半，这样通过流式细胞仪检测就可以检测出没有分裂的细胞，分裂一次的细胞(1/2的荧光强度)，分离两次的细胞(1/4的荧光强度)，分裂三次的细胞(1/8的荧光强度)以及类似的其它分裂次数的细胞。在荧光减弱到未染色细胞的背景信号前，可检测分裂达8次的细胞。 |
JC-1线粒体膜电位检测试剂盒 / 产品编号: 10009172 |
 | JC-1是一种广泛用于检测线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential) ∆Ψm 的理想荧光探针。可以检测细胞、组织或纯化的线粒体膜电位。JC-1有单体和多聚体两种存在状态，在低浓度时以单体的形式存在，高浓度时以多聚体形式存在，两者的发射光谱不同。在线粒体膜电位较高时，JC-1聚集在线粒体的基质(matrix)中，形成聚合物 (J-aggregates)，可以产生红色荧光；在线粒体膜电位较低时，JC-1不能聚集在线粒体的基质中，此时JC-1为单体(monomer)，可以产生绿色荧光。 因此可方便地通过荧光颜色的转变来检测线粒体膜电位的变化。常用红绿荧光的相对比例来衡量线粒体去极化的比例。通过JC-1从红色荧光到绿色荧光的转变可以很容易地检测到细胞膜电位的下降，同时也可用JC-1从红色荧光到绿色荧光的转变作为细胞凋亡早期的一个检测指标。 图. 星形孢菌素(staurosporine)对Jurkat细胞线粒体膜电位的影响。A： 未经星形孢菌素处理的细胞大多数具J-聚合物(红色)；B: 经星形孢菌素处理的细胞由于线粒体膜低电位，而被染成绿色。 |
LDH细胞毒性检测试剂盒 / 产品编号: 10008882 |
 | LDH是一种可溶性的胞浆酶，在细胞凋亡或坏死导致细胞膜完整性丧失时，LDH从胞浆释放至细胞培养基中。因此，LDH的活性作为细胞膜完整性的一个检测指标，通常也作为评估化学物质或环境毒性因子的细胞毒性的检测方法。Cayman提供的LDH细胞毒性检测试剂盒可用于检测细胞培养基中LDH的活性，通过两步反应，产生有色产物-甲臢(formazan), 吸光度490-520nm。 |
多参数(Multi-Parameter)凋亡检测试剂盒 / 产品编号: 600330 |
图. 星形孢菌素(staurosporine)诱导Jurkat细胞凋亡，细胞核形态变化、线粒体膜电位降低以及Annexin V-FITC标记的阳性细胞升高。图A-C为对照，图D-F为星形孢菌素处理。Hoechst染色显示大多数对照细胞具有完整的圆形细胞核(A)， 而星形孢菌素处理的细胞则大多数呈浓缩、片段化的细胞核。TMRE染色显示大多数对照细胞线粒体膜电位未受干扰(B)， 而星形孢菌素处理的细胞膜电位降低，未被染色。大多数对照细胞Annexin V染色阴性(C)，而处理组细胞染色大多数呈阳性，表明细胞正经历凋亡 | 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。 |
MTT细胞增殖检测试剂盒 / 产品编号: 10009365 |
 | Cayman提供的MTT细胞增殖检测试剂盒可用于在任何体外模型中研究细胞增殖的诱导和抑制。也可用于筛选参与细胞周期调控的候选药物。在实验中，MTT被细胞摄入，经胞内NAD(P)H-氧化还原酶催化还原为甲臢(formazan) 。该实验可在3-4个小时内完成，无需洗涤步骤。 |
WST-1细胞增殖检测试剂盒 / 产品编号: 10008883 |
| WST-1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formazan。细胞增殖越多越快，则颜色越深；细胞毒性越大，则颜色越浅。WST-1是MTT的一种升级替代产品，和MTT或其它MTT类似产品如XTT、MTS等相比有明显的优点。试剂盒也可用于筛选参与细胞周期调控的候选药物。 |
WST-8细胞增殖检测试剂盒 / 产品编号: 10010199 |
 | WST-8 (2-(2-甲氧基-4-硝苯基)-3-(4-硝苯基)-5-(2,4-二磺基苯)-2H-四唑单钠盐)，在电子耦合试剂1-Methoxy PMS存在的情况下能够被还原成橙黄色水溶性的formazan。WST-8被细胞内脱氢酶生物还原后生成的formazan能够溶解在组织培养基中，生成的formazan量与活细胞数量成正比。实验的灵敏度比其它四唑盐如MTT, XTT, MTS或WST -1高。由于WST-8相当稳定，并且对细胞没有毒性，可直接加入到细胞样品中长时间孵育。 |
XTT细胞增殖检测试剂盒 / 产品编号: 10010200 |
 | XTT化学名:2,3-bis(2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-5-[(phenylamino) carbonyl] -2H-tetrazolium hydroxide，作为线粒体脱氢酶的作用底物，被活细胞还原成水溶性的橙黄色产物formazan。当XTT与电子偶合剂（例如PMS）联合应用时，其所产生的水溶性的formazan产物的吸光度与活细胞的数量成正比。检测快速、灵敏度高，甚至可以测定较低细胞密度，重复性优于MTT。试剂盒也可用于筛选参与细胞周期调控的候选药物。 |
Perfecta 3D®培养细胞活力检测试剂盒 / 产品编号: 600990 |
Cayman研发的此款 3D®培养细胞活力检测试剂盒是基于3D Biomatrix公司的细胞培养平台。 Perfecta3D®悬滴板是一个新的三维细胞培
养平台，能够在多孔板模式中形成大小均匀的球状体悬滴；这种悬滴是细胞自组装形成的球状细胞簇，是三维（3D）细胞培养和筛选中研
究的最有利的模型之一。同其他类型的3D支架和水凝胶等方法相比，这种球状体具有简单性，可重复性以及生理组织的相似性，能模拟组
织肿瘤固有的代谢（氧气、二氧化碳、养分、废物）和增殖梯度变化。作为优良的生理肿瘤模型可以提供比2D细胞培养更可靠的结果。细
胞增殖检测通过检测WST-1还原为formazan的反应。 |