细胞活性是判断体外培养细胞在某些条件下是否能正常生长的重要指标,如药物处理、放射性或紫外线照射、培养条件变化等。目前常用的方法有很多,如有台盼蓝染色法、克隆(集落)形成法、H放射性同位素掺入法、MTT法等。本文总结了一些常用的细胞活性检测方法的原理、特点，并对比了各自的优缺点。
一、染色计数法
1. 化学染色法
染色计数法是细胞培养中检查细胞死活最常用的方法，直接利用死细胞和活细胞对染料的不同亲和力，检查细胞活性，能在光学显微镜下观察到染色结果。可分为两类：死细胞着色法和活细胞着色法。使死细胞着色的常用染料有台盼蓝、苯胺黑、伊红Y。能使活细胞着色的常用染料有结晶紫、亚甲基蓝、甲苯胺蓝等。其中最常用的是台盼蓝染色法。细胞损伤或死亡时，台盼蓝可穿透变性的细胞膜，与解体的DNA结合，使其着色，而活细胞能阻止染料进入细胞内，故可以鉴别死细胞与活细胞。通过细胞计数可得出细胞的存活率。
本染色法方便实用，价格低廉，操作简单。但是台盼蓝染色时，时间不宜过长，否则部分活细胞也会着色，会干扰计数。而且，细胞没有经过固定，形态不清晰。
2. 荧光染色法
一些荧光染料对死细胞和活细胞也有不同的作用效果，利用荧光显微镜检测细胞活性。如碘化丙啶（PI），被活细胞排斥但能穿透正在死亡或已经死亡细胞的细胞膜，因此活细胞不被染料上色，只有死细胞或凋亡细胞才能被染上红色。吖啶橙（AO）能透过质膜完整的细胞，嵌入细胞核DNA，使之发出明亮的绿色荧光。溴乙锭（EB）仅能透过胞膜受损的细胞，嵌入核DNA，发橘红色荧光。也可应用AO-EB双染法鉴定细胞死活。
这种检测方法相比传统的染料，具有灵敏度高，操作简便，结果容易分辨等特点，而且利用双染法还可以分辨活细胞、凋亡早期细胞、凋亡晚期细胞、死亡细胞。在细胞凋亡的检测上有很广泛的应用。
缺点在于，要求特殊的仪器进行检测，如荧光显微镜、激光扫描共聚焦显微镜或流式细胞仪。而且通过荧光染料具有毒性，操作时需要带手套。
二、克隆（集落）形成试验
克隆形成试验是测定单个细胞增殖能力的有效方法之一，其基本原理是单个细胞在体外持续分裂增殖6次以上，其后代所组成的细胞群体，称为克隆或集落。一般情况，每个克隆可含50个以上的细胞，大小在0.3~1.0mm3之间。通过计算克隆形成率，可对单个细胞的增殖潜力做定量分析。常见的方法有平板克隆形成试验、软琼脂形成试验等。
这种方法常见于抗肿瘤药物敏感性试验，肿瘤放射生物学试验等。
虽然该方法比MTT和SRB法的敏感性更强。但是该方法较为繁琐并耗时，不适合同时监测大量样品，而且在手动计数过程中带有非常大的不确定性，特别是当形成的细胞克隆大小差异较大时，很难得到更有效、精确的数据。
三、比色法
1. MTT、XTT及CCK-8法
MTT法又称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（Formazan）并沉积在细胞中，而死细胞无此功能。MTT方法很简单、快捷、准确地测定细胞的增殖反应，而且能避免由于人为操作因素造成试验误差，大大地提高了实验结果的准确性和重现性。MTT方法目前大多用于检测培养细胞的生长和增殖、新药筛选、细胞毒性试验、肿瘤细胞敏感性试验等。加之其价格低廉，成为目前各实验室检测细胞活性的首选方法之一。
但是MTT法不太适合于悬浮细胞，因为在溶解甲瓒之前，需将培养液吸出，这一步很容易造成甲瓒流失，因而导致实验结果偏差。若不去除培养基，培养基中的血清和酚红会影响实验结果。为了消除培养液中血清和酚红的影响，有人进一步提出改良的MTT法。即在不吸出培养基的前提下，利用一些有机溶剂，如酸化SDS、SDS-DMF酸性溶解液等直接溶解甲瓒，都取得了不错的效果。
针对MTT的产物甲瓒不溶于水的缺点，研究人员又开发了很多水溶性的四氮唑盐类：如XTT、CCK-8（又称WST-8）等。
XTT和CCK-8都是新合成的四唑氮衍生物，与MTT属于同类物质，它们都能被活细胞中线粒体内的脱氢酶降解而产生棕黄色水溶性的甲瓒，能直接通过光谱吸收测定OD值，进而推测细胞的增殖情况。当与电子耦合剂PMS联用时，还能增强其还原反应，提高反应的灵敏性。
与MTT法比较可知，这些方法主要优点是反应产物为水溶性，不需要使用裂解液溶解沉淀，也不需要吸取上清，对贴壁和悬浮生长的细胞均适用，检测时间缩短和处理步骤减少，也大大提高了实验的敏感性。缺点就是成本较高，XTT水溶液不稳定，需要低温保存或现配现用；而CCK-8试剂的颜色为淡红色，与含酚红的培养基颜色接近，不注意的话容易产生漏加或多加。
2. Alamar Blue法
Alamar Blue是一种安全、稳定、易溶于水且对细胞无毒的新型染料，可通过荧光产生或颜色变化指示细胞的代谢。活细胞线粒体酶能够将蓝色的氧化形式Alamar Blue变成红色的还原形式，同时发生可量化的荧光变化，无活性的细胞不能还原Alamar Blue。荧光的强度或红色的强度反映了细胞增殖的程度，其颜色变化可用酶标仪测定；荧光变化可用荧光测定仪检测，激发波长530nm，散色波长590nm，使用荧光方法时具有更优秀的敏感性。在细胞浓度比较低的情况下，Alamar Blue法比MTT法具有更高的灵敏性。
Alamar Blue法操作简单，特异性和灵敏度更高，重复性好，且Alamar Blue的使用不影响细胞正常代谢及基因表达，可在无菌条件下测定后继续培养扩增细胞，有利于对培养细胞的连续监测及深入研究。但由于Alamar Blue的分解产物是偏红色的，所以只能用无酚红培养基，对培养的时间要求也相对MTT来说要苛刻，还有一点就是Alamar Blue的花费也较高。
3. 乳酸脱氢酶（LDH）释放法
LDH是活细胞浆内酶，当细胞损伤，细胞膜通透性变化时，会将LDH释放到培养液中。因此培养液中该酶的活性与被裂解的细胞数量成正比。由LDH催化的酶促反应在催化乳酸生成丙酮酸的过程中使氧化型辅酶I（NAD）变成还原型辅酶I（NADH+H），后者再通过递氢体一吩嗪二甲酯硫酸盐（PMS）还原碘硝基氯化四氯唑（INT），INT接受氢离子被还原成紫红色的化合物，酶标仪检测其OD值。与结晶紫染色法和MTT比色法进行灵敏度、重复性和相关性比较，该法简便，灵敏度高，敏感性、客观性、试剂成本及测定速度等都要优于结晶紫染色法和MTT比色法。
LDH法常用于NK细胞、CTL细胞活性检测，从而评价机体免疫功能；与免疫常用方法Cr释放法相比，操作省时和不存在同位素污染等优点，引起人们很大兴趣。但此法影响因素较多，诸如培养基、pH值、温度及加底物显色时间和终止剂等，实际操作不易掌握。
类似以上通过检测细胞内酶活性的变化从而间接判断细胞活性的方法还有很多，如酸性磷酸酶法（Acid phosphatasi assay，APA），利用酯酶的荧光素双醋酸酯（FDA）法等。
4. SRB法
硫化罗丹明（SRB）与生物大分子中的碱性氨基酸结合，其颜色变化与活细胞蛋白成正比。SRB法用三氯醋酸（TCA）固定后可随时用SRB染色作蛋白测定，而且SRB用Tris溶解后也可稳定一个较长的时期。
跟MTT比色分析法相比较，SRB法操作所需的时间更短，且SRB法没有严格的时间限制性，即试验时间可以间断的，TCA固定后或SRB结合后的细胞均可存放。可以测定悬浮细胞，采用16%的三氯乙酸直接加入培养细胞中能够完整酸化固定细胞，较之MTT法取上清的操作，不会带来细胞损失，测定结果更准确。另外，SRB的价格也比较便宜。还有，SRB法已经被美国国立肿瘤研究所（NCI）列为标准的抗肿瘤筛选方法之一。
5. ATP含量测定法
内源性ATP是活体细胞最基本的能量来源，细胞死亡时，ATP迅速水解。因此，测定内源性ATP的含量可以及时反映细胞的活性和活细胞的数量。其原理是，活细胞在有氧和ATP的条件下，荧光酶催化荧光素发出荧光（波长为562nm），强度与ATP含量呈正相关。故所测得的荧光强度可间接反映出存活细胞量。
ATP生物荧光体外检测肿瘤化疗敏感性方法是最有发展前途的一种药敏试验方法之一，已纳入重点科研项目，已经在美国、德国、英国等研究单位和医院进行大规模的临床试验。
四、仪器分析法
1. 液体闪烁计数仪法
细胞中的蛋白质的合成与细胞核内DNA的复制是细胞增殖的基本前提，通过测定细胞DNA和蛋白质的合成代谢状态，也可判断细胞的生活状态。检测蛋白质合成一帮用放射性核素35S-甲硫氨酸标记，检测DNA复制一般用3H-TdR标记，此方法又称为同位素掺入法。以3H-TdR掺入法为例，胸腺嘧啶脱氧核苷（TdR）是DNA合成的原料，因此3H-TdR加入细胞培养液后，可被活细胞摄取，细胞增殖越多，所掺入的3H-TdR量就越大。通过液体闪烁计数仪检测细胞的3H-TdR放射性强度就可反映出细胞增殖状况。
液体闪烁计数仪首先将放射性同位素释放的射线能力转变为光能，再把光能转变为电信号来探测射线的活度和能量。此方法简便、快捷，敏感性高于MTT法。MTT之类的方法只能检测已形成的细胞，而同位素标记法可以在细胞形成的初期即DNA合成的启动阶段进行检测，结果准确。
此方法的缺点是设备价格高，原材料成本高，且易造成环境污染。
2. 流式细胞仪法（FCM）
流式细胞仪法也称为荧光激活细胞分类术，其原理是将待测细胞经特异性荧光染料染色后制成单细胞悬液，在气体的压力下进入充满鞘液的流动室，在鞘液的约束下细胞排列成单列有流动室的喷嘴喷出依次通过检测区，经过聚焦整形后的激光束，垂直照射在样品流上，被荧光染色的细胞在激光束的照射下，产生散射光和激发荧光。根据这些光学信号将细胞分类。常应用于检测细胞增殖状态，判断细胞活性。
FCM法测量速度快，检测的细胞数量多，结果非常准确。用途广，可同时检测死亡细胞、凋亡细胞和细胞各时期的百分比。是研究不同因素对细胞周期和细胞活性影响的理想方法。其缺点在于要求样品必须是单细胞，分散度好，染色后需立即处理上机检测，否则，细胞受外界影响会发生变化而影响测定结果的准确性。仪器本身的操作流程相对于普通显微镜、酶标仪等较为复杂，需要专人操作维护，仪器价格昂贵。
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