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CCK-8检测细胞增殖/毒性的原理、方法及注意事项

发布者:爵士焦点发布时间:2024-05-28访问量:167

前言

科研中的我们,细胞毒性试验是必备的,实验中常遇见各种细节问题,例如细胞数量的不统一或者0加药组与对照组未加适量的有机溶剂(常为DMSO,给药组溶剂),因此会导致出现不同的结果,当然很多同学在做cck8时候会用到大于10%的DMSO,那么需要注意的问题就来了,药学科研崽子来分享一下注意事项吧。

Cell Counting Kit-8(简称CCK-8)是一种基于WST-8的广泛应用于细胞增殖和细胞毒性的检测试剂。WST-8【化学名:2-(2-甲氧基-4-硝基苯基)-3-(4-硝基苯基)-5-(2,4-二磺酸苯)-2H-四唑单钠盐】,是一种类似于MTT的化合物,它在电子载体1-甲氧基-5-甲基吩嗪鎓硫酸二甲酯(1-Methoxy PMS)存在的情况下,被线粒体中的脱氢酶还原为具有高度水溶性的橙黄色甲瓒产物(formazan)。细胞增殖越多越快,颜色越深;细胞毒性越大,则颜色越浅,对于同样的细胞,颜色的深浅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。

机理图

图1. CCK-8检测原理图

CCK-8的优点

产生的甲瓒产物是水溶性的,无需换液,适合悬浮细胞不需要放射性同位素和有机溶剂,对细胞的毒性小CCK-8细胞活性检测试剂毋需预制,即开即用灵敏度高,线性范围宽,数据可靠,重现性好操作简便,省时省力适合于高通量药物筛选

CCK-8的缺点:

与MTT法相比,CCK-8的价格比较贵CCK-8试剂的颜色为淡红色,与含酚红的培养基颜色接近,操作过程中容易漏加或多加

实验一:细胞增殖分析

1)制备细胞悬液,计数。

2)在96孔板中接种细胞悬液,每孔约100μl,同样的样本可做3个重复。

3)将培养板放入培养箱中预培养一段时间(37℃, 5%CO2),细胞贴壁需要大约2-4h,如果是悬浮细胞,该步骤可以省去。

4)每孔各加入10μl CCK-8溶液,由于加入的CCK-8量比较少,可能会因试剂沾在孔壁上而带来误差,建议在加完试剂后轻轻晃动培养板以帮助混匀,或者直接配置含10%CCK-8的培养基,以换液的形式加入。另外注意,加样的过程中尽量不要产生气泡。

5)将培养板放入培养箱中孵育1-4h。因为细胞种类不同,形成的formazan的量也不一样,所以如果显色不够的话,可以延长培养时间,特别是血液细胞形成的formazan很少,需要较长的显色时间(5-6h)。

6)酶标仪测定450nm处的吸光值(OD)。

7)若暂时不测定OD值,可以在各孔中加入10μl 0.1 M的HCL溶液或者1% w/v SDS溶液,室温下避光保存,这样可以保证OD值在24h内不发生变化。

实验二:细胞毒性分析

1)制备细胞悬液,计数。

2)在96孔板中接种细胞悬液,每孔约100μl,同样的样本可做3个重复。

3)将培养板放入培养箱中预培养一段时间(37℃, 5%CO2),细胞贴壁需要大约2-4h,如果是悬浮细胞,该步骤可以省去。

4)向培养板各孔中加入不同浓度的毒性物质(药物、化学试剂等待检测物质)。

5)将培养板放入培养箱中孵育一段时间,例如6、12、24、48h,具体时间要看待测物质的性质和细胞的敏感性。

如果待检测物质有氧化性或还原性,可在加入CCK-8之前更换新鲜培养基,以去掉待测物质的影响。如果影响比较小或者没有影响,可以不更换培养基,直接扣除培养基中加入药物后的空白吸收即可。

6)向每孔中加入10μl CCK-8溶液,由于加入的CCK-8量比较少,可能会因试剂沾在孔壁上而带来误差,建议在加完试剂后轻轻晃动培养板以帮助混匀,或者直接配置含10%CCK-8的培养基,以换液的形式加入。另外注意,加样的过程中尽量不要产生气泡,以免影响OD值读数。

7)将培养板放入培养箱中孵育1-4h。因为细胞种类不同,形成的formazan的量也不一样,所以如果显色不够的话,可以延长培养时间,特别是血液细胞形成的formazan很少,需要较长的显色时间(5-6h)。

8)用酶标仪测定450nm处的吸光度(OD)。

9)若暂时不测定OD值,可以在各孔中加入10μl 0.1 M的HCL溶液或者1% w/v SDS溶液,室温避光保存,这样可以保证OD值24h内不发生变化。

活力计算:

细胞活力(%)=[A(加药)-A(空白)]/[A(0加药)-A(空白)] ×100

A(加药):具有细胞、CCK-8溶液和药物溶液的孔的OD值

A(0加药):具有细胞、CCK-8溶液而没有药物溶液的孔的OD值

A(空白):没有细胞的孔的OD值

细胞活力:细胞增殖活力或细胞毒性活力

注意事项:

1. 第一次做实验时,建议先做几个孔摸索接种细胞的数量和加入 CCK-8 试剂后的培养时间。

2. 接种时注意细胞悬液一定要混匀,以避免细胞沉淀下来,导致每孔中的细胞数量不一致。

3. 培养板周围一圈孔培养液容易挥发,为减少误差,建议培养板周围的四边每孔只加培养基。

4. 建议采用多通道移液器,减少平行孔间的误差,加 CCK-8 时,建议斜贴着培养板壁加,不要插到培养基液面下加,容易产生气泡,干扰 OD 值。

5. 若细胞培养时间较长,培养基颜色或 pH 发生变化,建议更换培养基后再加 CCK-8,含有酚红的培养基不影响测定。

6. CCK-8 对细胞的毒性非常低,其他的实验,例如中性红法或结晶紫法 ,也可在 CCK-8 法检测完后继续进行。

7. 可以使用大于 600 nm 的波长,例如 650 nm,作为参考波长进行双波长测定,CCK-8 在参比波长处没有吸光值,设定参比波长的目的是为了去除由于样品浑浊所带来的吸收。

8. 如果实验中待测物质有氧化还原剂,在不含细胞的培养基中加入药物,然后加入 CCK-8 试剂在一定时间内检测,和不加药物的培养基进行比较 (只加 CCK-8 试剂),如果 OD 值明显偏高,则说明有反应。

9. 加 CCK-8 试剂时速度要快,减少试剂在移液器上的残留,加入 CCK-8 试剂后轻轻震培养板,为了避免加样时由于 CCK-8 残留在枪头上所带来的误差,可以在加样前用培养稀释 CCK-8 试剂并混匀后加样。

10. CCK-8 反复冻融会增加背景值,干扰实验测定。11.接种细胞数:针对标准96孔板,贴壁细胞的最小接种量为1000个/孔 (100μl培养基)。若为白细胞,接种量不低于2500个/孔 (100μl培养基)。如若使用24孔板或6孔板,应预先计算每孔相应的接种量,并按照每孔培养基总体积的10%加入CCK-8溶液。

11.CCK-8 反应时间:悬浮细胞与贴壁细胞相比较难显色,因此需要增加细胞数量并延长CCK-8反应时间。另外,在培养箱中孵育期间,培养板最外一圈的孔最容易干燥挥发,造成体积不准确,从而增加误差,因此,建议最外一圈的孔只加培养基,不作为测定孔用。另外,如果细胞培养时间较长导致培养基颜色发生了变化,应洗涤细胞更换培养基后再加CCK-8进行检测。

12.空白对照:在不含细胞的培养基中加入CCK-8,测定450nm的吸光度即为空白对照。在细胞毒性实验中,还应考虑药物的吸收,可在加入药物的培养基中加入CCK-8,测定450nm的吸光度作为空白对照。13.测定波长:如果样品为高浑浊度的细胞悬液,建议采用双波长进行测定,检测波长450-490nm,参比波长600-650nm。

13.如果待测物质有氧化还原性,可在加 CCK-8 之前更换新鲜的培养基,去掉待测物质的影响。

☆ 计算公式:

细胞存活率 = [(实验孔 — 空白孔)/ (对照孔 — 空白孔)] × 100%抑制率 = [(对照孔 — 实验孔) / (对照孔 — 空白孔)] × 100%

实验孔 (含有细胞的培养基、CCK-8、待测物质)对照孔 (含有细胞的培养基、CCK-8、没有待测物质)空白孔 (不含细胞和待测物质的培养基、CCK-8)

CCK-8 常见问题解答

☆ CCK 的保存和稳定性如何?

答:CCK 稳定性高,避光条件 -20℃ 有效期 2 年,4℃ 有效期 1 年。经常使用建议 4℃ 保存,避免反复冻融。CCK 正常颜色为粉红色,若颜色发生明显偏差,质量可能有发生变化。

☆ CCK 会对活细胞进行染色吗?

答:不会,首先 WST-8 不会进入细胞染色,整个显色反应都是在培养体系中进行的。另外 WST 和 WST-8 甲臜都属于高度水溶性组分,反应结束更换新的培养液,即可清除外源组分。

☆在加入 CCK-8 时可否不更换培养基?

答:一般情况下可以不更换培养基。但是如果培养基里有氧化还原性物质的话,有可能会产生误差,必须更换其它培养基。

☆ 若是使用 6 孔或者 24 孔板进行试验,CCK 试剂使用量怎么样呢?

答:如果要使用 6 孔板或 24 孔板实验,请先计算每孔相应的接种量,并按照每孔培养基总体积的 10% 加入 CCK 溶液。

☆ 能否用 384 孔板进行细胞增殖与活性检测的实验呢?

答:可以,CCK-8 产品的使用量为每孔培养基总体积的 10%。建议先将 CCK-8 产品稀释一倍,然后加入培养基总体积的 20% 即可,这样可减少误差。

☆ 只可以在 450 nm 波长处测 OD 值吗?

答:可以在 450 nm 波长处测 OD 值,但是若无此波长的滤光片,可选择吸光度在 430~490 nm 之间的滤光片,但是 450 nm 滤光片的检测灵敏度最高。

☆ 若是暂不检测 OD 值,该如何处理?

答:若暂时不测定 OD 值,可以向每孔中加入 10μL0.1 M 的 HCl 溶液或者 1% w/v SDS 溶液,并遮盖培养板避光保存在室温条件下。24 小时内测定,吸光度不会发生变化

☆ 在实验中 OD 值太高,怎么解决?

答:可以缩短加入 CCK-8 后的培养时间。例如:可以把加入 CCK-8 试剂后的培养时间由 2 小时缩短为 1 小时。此外,可适当减少细胞的数量。

☆ 如果 OD 值太低,怎么解决?

答:可以采取 2 个办法:1、适当增加细胞数量;2、延长加入 CCK-8 试剂后的反应时间。

☆ 应该每次做标准曲线吗?

答:建议每次做。虽然细胞是一样的,但是细胞的状态不一定一样。对于状态不一样的细胞,建议每次做标准曲线。

祝大家科研顺利,欢迎补充!

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