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细胞水平功效测定

时间:2022-03-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:从国外文献来看,评价美白化妆品的功效主要以检测使用美白化妆品有效成分后,是否抑制酪氨酸酶活性为主要手段。黑素细胞内的黑素体合成黑素主要靠酪氨酸酶催化。最后对细胞颗粒进行离心分离操作,使细胞内颗粒释放出来,于420nm测吸光度,进行黑素总量的测定,以判断样品对黑素数量的影响。

(一)酪氨酸酶活性测定

黑素细胞的黑素合成机制是复杂的,人们对黑素合成调控的认识经历了酪氨酸酶单酶学说到多酶学说,目前又发现酪氨酸酶呈现多态性,至今没有定论。从国外文献来看,评价美白化妆品的功效主要以检测使用美白化妆品有效成分后,是否抑制酪氨酸酶活性为主要手段。

黑素细胞内的黑素体合成黑素主要靠酪氨酸酶催化。该酶是一含有约10%血清型糖链的膜结合型糖蛋白,有酪氨酸羟基酶和多巴羟基酶两方面活性。前者将酪氨酸转变成多巴(二羟基苯基丙氨酸);后者将多巴转变成多巴醌。可以通过测定化妆品对酶活性的影响来评价化妆品的增白功能。酪氨酸酶活性检测方法有放射性同位素法、免疫学法和生化酶学法,其中以生化酶学法较为简单成熟。酶的材料来源可以从蘑菇中得到的酪氨酸酶,也可以从B-16黑素瘤细胞或动物皮肤中得到。

生化酶学法的基本检测方法如下。

lmL酶液(0.66mg/mL)、lmL L-酪氨酸(0.607mg/mL)、lmL试样在pH为8.0的PBS中反应7~10min。用分光光度计测305nm处的吸光度(A)值,以△A/min计算酪氨酸羟基酶活力(1U=0.001△A/min)。

0.12mL酶液(0.66mg/mL)、1.38mL L-多巴(2.17mmol/mL)、1.5mL试样在pH为6.8的PBS中反应7~10min。用分光光度计测475nm处的吸光度(A)值,以△A/min计算多巴羟基酶活力(1U=0.001△A/min)。通过酶活力的改变来评价化妆品的美白功能。

实验法简单易行,无需动物实验或细胞实验的烦琐步骤,实验结果可快速得到。但酶法仍需结合各种实验方法,才能正确评价化妆品的美白功能。

培养细胞中酪氨酸酶活性测定的具体方法如下:取备用细胞悬液加PBS缓冲液调节细胞密度在104左右,各吸取1mL细胞悬液分别置于3个平行试管中,离心后弃去上清液。分别加入lmL质量分数为0.5%的脱氧胆酸钠溶液于上述试管中,并充分振摇使细胞溶解。将试管置于0℃15min,再置于37℃水浴10min,即刻分别加入质量分数为0.1%的L-DOPA溶液。振摇后在分光光度计475nm处,分别于0min和10min时读取吸光度值,计算两个时段的吸光度值的差值,并除以细胞数,作为评价酪氨酸酶活性高低的指标。

在测定美白活性物质对酪氨酸酶活性的抑制作用时,常用半数抑制量IC50(the50%inhibitory concentration)或ID50(the50%inhibitory dose)来表示其抑制效果。IC50或ID50值越小,表明活性物质的抑制作用越大。

(二)黑素含量测定

美白活性物质功能评价的最重要检测指标,就是细胞中黑素含量的测定。无论美白活性物质是抑制酪氨酸酶活性,或者阻断信号传导途径,还是通过其他途径作用,其美白效果的最终评判要以黑素细胞中黑素含量是否降低为准则。目前美白活性物质的功效评价较多采用生物化学分光光度法)测定黑素细胞中的黑素含量。此方法经典稳定,但由于需要将被测细胞破碎,专门提取黑素进行比色分析,从而导致操作步骤比较复杂,实验要求高,使其应用受到一定的限制。

用细胞试验法测定黑素含量的方法是:将B-16黑素瘤细胞用0.1%葡糖胺培养至完全白化,再加入2mmol/L茶碱使细胞恢复到黑素合成状态,同时加入试样,镜检细胞颗粒的色调,判断样品对新生黑素抑制/促进效果。最后对细胞颗粒进行离心分离操作,使细胞内颗粒释放出来,于420nm测吸光度,进行黑素总量的测定,以判断样品对黑素数量的影响。

用细胞试验法可避免动物试验中由于动物个体差别引起的实验误差,使实验重复性更好。但该方法对细胞数量、环境温度、测定时间等因素要求高,操作步骤比较复杂,如果样本量较多时,被测试细胞在等待过程中会出现死亡,如果死亡细胞数量过多,就会影响测试结果的准确性。

细胞图像分析技术是近年来发展起来的组织中物质定量检测手段,它是根据特殊染色组织的像素点多少进行定量。在这个过程中,细胞经10%福尔马林缓冲溶液固定,不存在细胞死亡问题,数据的采集和处理均由计算机完成,减小了误差,可以保证结果的正确性与可靠性

(三)细胞水平测定的其他内容

美白活性物质在细胞水平的功效评估除了测定酪氨酸酶活性抑制情况、黑素细胞内黑素含量之外,还包括以下内容:

①通过四唑盐比色法(MTT法,methylthiazol tetrazolium),测定观察组和对照组吸光度值,根据吸光度值计算细胞增殖指数,观察美白活性物质对黑素细胞生长情况的抑制作用。此外,还可以通过乳酸脱氢酶(LDH)测定方法以及显微镜观察等方法研究美白活性物质对黑素细胞生长的影响。

②通过光镜、电镜观察黑素细胞外部形态,研究美白活性物质对黑素细胞形态、结构的影响。

③通过分子生物学方法(Northenblot,Southenblot)对黑素合成过程中相关酶(酪氨酸酶、DHICA氧化酶和多巴色素互变酶)的mRNA、DNA的表达水平及酪氨酸酶合成量进行测定,以评价美白活性物质对这些酶的影响。

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