
免疫细胞活化是机体抵御病原体感染、肿瘤发生、自身免疫损伤的核心生物学过程。巨噬细胞经脂多糖(LPS)刺激后发生M1型极化,大量释放TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子;CD4⁺/CD8⁺ T细胞经抗原共刺激后快速增殖,分泌IFN-γ、IL-2介导细胞免疫杀伤;树突状细胞活化成熟后高表达共刺激分子并分泌趋化因子,启动抗原递呈通路PMC。精准量化上述活化特征是解析免疫调控靶点、筛选免疫佐剂、评估免疫药物活性的必备实验手段。
目前免疫细胞活化主流体外检测技术均依托96/384微孔板读数设备:CCK-8比色法检测细胞增殖活力、夹心ELISA定量培养上清细胞因子、化学发光法检测活化细胞释放 ROS、时间分辨荧光定量低丰度细胞分泌蛋白原创力文档。市场进口酶标仪购置与维护成本高,国产基础酶标仪普遍缺少同步发光检测、恒温孵育、宽动态线性检测能力,多指标联用实验需分设备多次上机,引入操作误差、延长实验周期。
博清生物科技(南京)有限公司研发的WKB-96酶标仪为国产化一体化微孔板检测平台,搭载线性PMT光电检测系统、双激发光源补偿技术、内置精准温控孵育模块,兼容化学发光,内置线性拟合、对数拟合、指数拟合、多项式拟合、四参数 Logistic 曲线拟合、批量统计学计算功能,适配高通量免疫细胞活化批量样本检测生物器材网。
一、材料与方法
(一)实验仪器与试剂
1、检测仪器
实验组:博清生物酶标仪,化学发光检测模块,温控区间室温~45℃,自动进出板,自动光路校准;
对照组:进口微孔板读数仪;
辅助设备:CO₂细胞培养箱、超净工作台、高速低温离心机、倒置生物显微镜、96 孔细胞培养板、96 孔 ELISA 包被板、白色发光检测板。
2、细胞与刺激试剂
小鼠单核巨噬细胞 RAW264.7;小鼠脾脏原代T淋巴细胞;LPS(大肠杆菌O111:B4);CD3/CD28 共刺激抗体;CCK-8 细胞增殖试剂盒;小鼠 TNF-α、IFN-γ、IL-2 夹心 ELISA 试剂盒;ROS 化学发光检测试剂盒;RPMI 1640 完全培养基、胎牛血清、双抗。
(二)免疫细胞活化体外模型构建
1、LPS 诱导巨噬细胞活化模型
RAW264.7 细胞以 1×10⁵ cells/孔接种 96 孔培养板,设置梯度 LPS 刺激浓度(0、0.1、1、10、100 μg/mL),37℃ 5% CO₂孵育 24 h;分为三组检测:①CCK-8 增殖活力;②收集细胞上清 ELISA 检测 TNF-α、IL-6;③白色微孔板负载细胞进行 ROS 化学发光读数,每组 6 复孔。
2、CD3/CD28 共刺激原代 T 细胞活化模型
分离小鼠脾脏原代淋巴细胞,1.5×10⁵cells/孔铺板,加入CD3(1 μg/mL)+CD28(0.5 μg/mL)共刺激组合,空白对照组不加刺激抗体,培养 48 h;CCK-8 检测 T 细胞增殖,上清 ELISA 定量 IFN-γ、IL-2 分泌水平,评估 T 细胞活化程度。
(三)基于博清 WKB-96 酶标仪的多指标检测方法
1、CCK-8 细胞增殖比色检测
细胞刺激培养结束后,每孔加入10μL CCK-8 工作液,37℃内置温控模块避光孵育 2 h;WKB-96 设置单波长450nm读数,参比波长630nm扣除背景,软件自动导出 OD 值,细胞活力=刺激组OD均值/空白对照组OD均值×100%。
按照 ELISA 试剂盒说明书完成包被、封闭、样本孵育、酶标二抗结合、TMB显色;终止液终止反应后,WKB-96双波长450nm/630nm读取吸光度;软件内置四参数拟合标准曲线,自动换算上清细胞因子浓度,批量导出各组浓度数据并计算标准差、P 值。设备自动校准光路,消除边缘孔温度不均带来的检测偏差。
3、活化细胞ROS化学发光检测
活化巨噬细胞转移至白色不透光 96 孔发光板,加入发光底物试剂,WKB-96 切换化学发光检测模式,PMT 增益自动适配低信号样本,动力学模式连续记录 0~30 min 发光值,以发光总积分表征细胞氧化应激活化水平,反映巨噬细胞早期活化信号强度。
(四)仪器性能评价指标
以免疫细胞活化实验常用样本验证仪器关键性能:①重复性:同一块ELISA标准品连续10次读数,计算批内变异系数CV;②线性范围:梯度稀释TNF-α标准品(0~2000 pg/mL)测定吸光度,判定线性相关系数 R²;③检测下限:空白孔均值 + 3 倍标准差对应细胞因子浓度;④多模式联用稳定性:同一批细胞样本依次完成比色、发光读数,对比数据波动幅度。
二、实验结果
(一)博清 WKB-96 酶标仪核心检测性能验证
性能测试结果显示,WKB-96 吸光度分辨率达 0.0001 Abs,吸光度区间 0.000~4.000 Abs,适配高密度增殖细胞高 OD 样本与低丰度细胞因子低 OD 样本;同一样本连续 10 次读数批内 CV≤0.18%,优于行业通用≤0.2% 质控标准;TNF-α 标准品 0~1500 pg/mL 区间线性相关系数 R²=0.9997,宽动态范围可覆盖静息/高度活化两类细胞上清样本;细胞因子检测下限达 2.3 pg/mL,可精准捕捉弱刺激条件下免疫细胞微量细胞因子分泌;化学发光模式信号无交叉孔渗漏干扰,96 孔一次性完成全部动力学读数,全程耗时≤8 min,自动化程度显著降低人工操作误差。
(二)WKB-96 检测巨噬细胞 LPS 活化增殖与细胞因子分泌
随 LPS 刺激浓度升高,RAW264.7 细胞 OD₄₅₀值呈剂量依赖性上升,10 μg/mL LPS 组细胞活力较空白对照组提升 78.6%(P<0.001),高浓度 100 μg/mL LPS 出现轻度细胞毒性,活力小幅下降,WKB-96 稳定区分各组细微 OD 差异。
ELISA定量结果显示,空白对照组上清TNF-α、IL-6浓度处于基线水平;1 μg/mL LPS 即可显著诱导促炎因子分泌,10μg/mL为最佳活化浓度,TNF-α浓度达1168.4±42.7 pg/mL;设备四参数曲线拟合精准,复孔数据离散度极低,可清晰区分梯度刺激带来的细胞因子分泌差异。
ROS 化学发光动力学曲线显示,LPS活化组发光积分较对照组提升5.2倍,巨噬细胞活化早期氧化应激信号可被WKB-96发光模块灵敏捕获,实现细胞活化早期信号、中期增殖、晚期细胞因子分泌全时序多维度表征。
(三)WKB-96 检测原代 T 细胞共刺激活化表型
CD3/CD28 共刺激 48h 后,T 细胞 CCK-8 OD 值显著高于空白对照组(P<0.0001),提示 T 细胞成功活化增殖;ELISA 检测结果显示,活化组 IL-2、IFN-γ 大量分泌,空白对照组几乎无特异性细胞因子检出。WKB-96 双波长读数有效消除细胞上清内杂质基质带来的背景干扰,原代细胞低丰度细胞因子样本仍具备可靠检出能力,适配原代免疫细胞、原代 PBMC 等珍贵有限样本检测。
(四)国产 WKB-96 与进口设备实验数据一致性对比
取同一批巨噬细胞上清、T 细胞增殖样本,分别使用博清 WKB-96 与进口酶标仪平行检测,CCK-8 OD 值、细胞因子浓度、发光积分三组数据相关性R²均>0.998,两组设备统计学结论完全一致;而 WKB-96 内置恒温孵育模块无需外接培养箱完成显色孵育,单批次实验总时长缩短 30% 以上,采购与运维成本显著低于进口设备,更适配中小型科研实验室、高校免疫学课题组常态化高通量实验需求。
三、讨论
免疫细胞活化研究依赖多表型联合检测,单一检测手段仅能反映细胞活化单一维度,难以完整解析免疫调控通路:细胞增殖仅反映细胞扩增水平,细胞因子分泌表征功能性活化,ROS 发光体现上游天然免疫信号通路激活,三类指标同步定量是标准化实验的刚需。本研究证实博清生物WKB-96酶标仪可一体化实现化学发光、恒温孵育、自动数据分析,完整覆盖免疫细胞活化全套体外检测技术体系,解决传统分设备上机带来的样本损耗、操作误差、实验周期冗长等痛点。
从仪器技术层面分析,WKB-96 搭载线性 PMT 双光路补偿系统,大幅降低微孔板边缘效应、基质背景干扰,针对原代免疫细胞、低浓度细胞上清等难检测样本仍保持超高灵敏度;宽线性吸光区间兼顾高密度增殖细胞高 OD 读数与微量细胞因子低 OD 定量,无需梯度稀释重测,节约珍贵原代细胞样本;内置精准温控模块模拟细胞培养 37℃环境,ELISA 显色、CCK-8 孵育可直接在设备内完成,减少样本转移过程污染风险与温度波动干扰;配套专业免疫学分析软件内置多类曲线拟合模型、批量统计工具,无需导出第三方软件二次处理,降低数据分析门槛,适配高通量药物筛选、多梯度刺激机制研究等大批量样本实验场景。
相较于进口微孔板检测设备,博清生物 WKB-96 作为国产化自主研发仪器,在满足同等检测精度、多模式兼容能力基础上,大幅降低实验室设备采购与后期耗材、维护成本,同时支持本地化技术售后,更贴合国内高校、研究院所、药企免疫药理实验室的使用需求。在应用场景拓展上,除本文巨噬细胞、T 细胞活化基础模型外,该设备还可延伸用于 DC 细胞成熟检测、NK 细胞杀伤活性定量、免疫佐剂活性评价、自身免疫病外周血淋巴细胞功能检测、CAR-T 细胞体外活化筛选等前沿免疫学研究,覆盖固有免疫、适应性免疫、肿瘤免疫、炎症药理多研究方向。
博清生物科技(南京)有限公司研发的WKB-96酶标仪具备高精度、多检测模式一体化、自动化高通量、内置恒温孵育等核心优势,在巨噬细胞 LPS 极化、原代 T 细胞共刺激活化两大经典免疫模型中,可稳定、精准完成细胞增殖 CCK-8 比色、细胞因子 ELISA 定量、活化 ROS 化学发光多维度检测,检测重复性、线性范围、灵敏度与进口同类设备数据高度一致,同时显著简化实验流程、降低科研设备使用成本。该设备构建起标准化、国产化免疫细胞活化全流程检测平台,为基础免疫学、肿瘤免疫、炎症机制、免疫药物筛选等生物实验室研究提供可靠精密仪器支撑,具备广泛的科研推广应用价值。





