熒光細(xì)胞活力檢測(cè)技術(shù)的原理及操作方法

在微觀的細(xì)胞世界里，一場(chǎng)無聲的生存之戰(zhàn)時(shí)刻都在上演。一種新藥能否殺死癌細(xì)胞？一種化妝品原料是否安全？一種環(huán)境污染物是否有毒？要回答這些問題，科學(xué)家們需要一把精準(zhǔn)的“尺子”，來測(cè)量細(xì)胞在面臨挑戰(zhàn)時(shí)的生存狀態(tài)。而熒光細(xì)胞活力檢測(cè)，正是這樣一把強(qiáng)大而精準(zhǔn)的尺子——它通過絢麗的光芒，讓活細(xì)胞與死細(xì)胞“親自開口說話”。

這聽起來簡(jiǎn)單，卻是生物醫(yī)學(xué)研究的基石。從基礎(chǔ)的細(xì)胞生物學(xué)研究，到新藥研發(fā)、癌癥治療、毒性評(píng)估，再到組織工程，幾乎所有與細(xì)胞打交道的領(lǐng)域，都需要倚賴這項(xiàng)技術(shù)來評(píng)判實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

當(dāng)我們給細(xì)胞施加某種“壓力”時(shí)——比如加入一種候選藥物、一段輻射、一種病毒或一種有毒化合物——這項(xiàng)技術(shù)能告訴我們：這種處理到底有多厲害？有多少細(xì)胞挺了過來？又有多少細(xì)胞不幸犧牲？

您可以想象每個(gè)健康活細(xì)胞的細(xì)胞膜都是一位恪盡職守的“守門員”，只允許特定物質(zhì)進(jìn)出。而當(dāng)細(xì)胞死亡時(shí)，這位“守門員”就消失了，細(xì)胞膜上會(huì)出現(xiàn)破洞，變得暢通無阻。

基于這一關(guān)鍵區(qū)別，科學(xué)家設(shè)計(jì)出了智能的熒光染料：
死細(xì)胞的“紅色警報(bào)”：像碘化丙啶（PI） 這樣的染料，它們像被拒之門外的訪客，無法進(jìn)入健康細(xì)胞。但只要細(xì)胞膜一破損（細(xì)胞死亡），它們就能長(zhǎng)驅(qū)直入，與細(xì)胞核內(nèi)的DNA緊緊結(jié)合，然后在激光的激發(fā)下發(fā)出明亮的紅色熒光。因此，看到紅色，就等于看到了死細(xì)胞。

活細(xì)胞的“綠色通行證”：像鈣黃綠素-AM（Calcein-AM） 這樣的染料則更為巧妙。它本身能進(jìn)入所有細(xì)胞，但只有在活細(xì)胞這個(gè)“現(xiàn)代化工廠”里，才會(huì)被細(xì)胞內(nèi)活躍的酶（酯酶）“加工”成一種發(fā)強(qiáng)綠色熒光的物質(zhì)，并且這種新物質(zhì)無法再穿過細(xì)胞膜，于是就被牢牢“鎖”在活細(xì)胞內(nèi)部。而死細(xì)胞工廠已經(jīng)停工，無法完成這項(xiàng)加工，因此不會(huì)產(chǎn)生綠色熒光。

全體細(xì)胞的“藍(lán)色身份證”：還有像Hoechst或DAPI這樣的染料，它們能輕松進(jìn)入所有細(xì)胞的核內(nèi)與DNA結(jié)合，發(fā)出藍(lán)色熒光，用來標(biāo)記細(xì)胞的總數(shù)。

通過將以上染料（通常是紅綠搭配，或紅藍(lán)搭配）組合使用，研究人員就能在一鍋“細(xì)胞湯”中，清晰地統(tǒng)計(jì)出不同顏色的細(xì)胞數(shù)量。

讀取信號(hào)：“眼睛”與“計(jì)數(shù)器”
熒光顯微鏡——藝術(shù)的“眼睛”：在顯微鏡下，樣本瞬間化為一片絢麗的星空�；罴�(xì)胞散發(fā)出翠綠色的光芒，死細(xì)胞則亮起紅色的警示燈，景象既美麗又殘酷。這種方法不僅能計(jì)數(shù)，更能觀察細(xì)胞的形態(tài)變化，提供豐富的信息。

熒光酶標(biāo)儀——高效的“計(jì)數(shù)器”：當(dāng)需要處理成百上千個(gè)樣品時(shí)（例如在藥物篩選中），酶標(biāo)儀是更佳選擇。它像一臺(tái)高速掃描儀，快速讀取每個(gè)孔中的熒光強(qiáng)度值，并通過軟件自動(dòng)計(jì)算出活細(xì)胞率，實(shí)現(xiàn)高通量分析。